畢業(yè)論文---單片機(jī)_函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)論文</b></p><p>　　函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì) </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要3</b></p><p><b>　　第一章 緒論4</b></p

2、><p>　　1.1信號(hào)發(fā)生器現(xiàn)狀4</p><p>　　1.2單片機(jī)在低頻信號(hào)發(fā)生器中的應(yīng)用4</p><p>　　第二章 設(shè)計(jì)方案要求與論證6</p><p>　　2.1設(shè)計(jì)方案的要求6</p><p>　　2.2系統(tǒng)方案的比較6</p><p>　　2.2.1方案選擇6</

3、p><p>　　2.3芯片選擇模塊6</p><p>　　第三章 硬件電路的設(shè)計(jì)7</p><p><b>　　3.1基本原理7</b></p><p>　　3.2資源分配：7</p><p>　　3.3最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.4各部分電路原理11

4、</p><p>　　3.4.1 DACO0832芯片原理11</p><p>　　3.4.2 LM324工作原理15</p><p>　　3.4.3 MC1403工作原理16</p><p>　　第四章 軟件設(shè)計(jì)17</p><p>　　4.1主程序流程圖17</p><p>

5、;　　4.2鋸齒波流程圖19</p><p>　　4.3三角波程序流程圖20</p><p>　　4.4正弦波程序流程圖21</p><p>　　4.5方波程序流程圖23</p><p>　　4.6延時(shí)子程序流程圖24</p><p>　　第五章 測(cè)試結(jié)論25</p><p>　　

6、第六章 總電路原理圖26</p><p>　　第七章 總結(jié)27</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)28</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　函數(shù)發(fā)生器采用ATM89S52 單片機(jī)作為控；HLJ核心，外圍采用模擬／數(shù)字轉(zhuǎn)換電路( DAC0832 ）、穩(wěn)壓電

7、路（MC1403 ）、運(yùn)放電路（LM324 ）、按鍵和LED 顯示燈電路等。電路采用AT89S52 單片機(jī)和一片DAC0832 數(shù)模轉(zhuǎn)換器組成數(shù)字式低頻信號(hào)發(fā)生器。函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，它具有價(jià)格低、性能高和在低頻范圍內(nèi)穩(wěn)定性好、操作方便、體積小、耗電少等特點(diǎn)。由于采用了LM324 運(yùn)算放大器和MC1403 穩(wěn)壓器，使其電路更加具有較高的穩(wěn)定性能，性能比高。此電路清晰，出現(xiàn)故障容易查找錯(cuò)誤，操作簡(jiǎn)單、方便。通過(guò)技鍵控制可產(chǎn)生力波、鋸齒波、三角

8、波、正弦波等，同時(shí)用LED顯示燈指示對(duì)應(yīng)的波形。</p><p>　　關(guān)鍵詞 單片機(jī)；低頻信號(hào)；發(fā)生器：運(yùn)放器；穩(wěn)壓器</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1信號(hào)發(fā)生器現(xiàn)狀 </p><p>　　波形發(fā)生器亦稱(chēng)函數(shù)發(fā)生器，作為實(shí)驗(yàn)用信號(hào)源，是現(xiàn)今各種電子電路實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)用中必不可少的

9、儀器設(shè)備之一。目前，市場(chǎng)上常見(jiàn)的波形發(fā)生器多為純硬件的搭接而成，且波形種類(lèi)有限，多為鋸齒、正弦、方波、三角等波形。信號(hào)發(fā)生器作為一種常見(jiàn)的應(yīng)用電子儀器設(shè)備，傳統(tǒng)的可以完全由硬件電路搭接而成，如采用555振蕩電路發(fā)生正弦波、三角波和方波的電路便是可取的路徑之一，不用依靠單片機(jī)。但是這種電路存在波形質(zhì)量差，控制難，可調(diào)范圍小，電路復(fù)雜和體積大等缺點(diǎn)。在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐中，如工業(yè)過(guò)程控制，生物醫(yī)學(xué)，地震模擬機(jī)械振動(dòng)等領(lǐng)域常常要用到低頻信號(hào)

10、源。而由硬件電路構(gòu)成的低頻信號(hào)其性能難以令人滿意，而且由于低頻信號(hào)源所需的RC很大；大電阻，大電容在制作上有困難，參數(shù)的精度亦難以保證；體積大，漏電，損耗顯著更是其致命的弱點(diǎn)。一旦工作需求功能有增加，則電路復(fù)雜程度會(huì)大大增加。</p><p>　　1.2單片機(jī)在低頻信號(hào)發(fā)生器中的應(yīng)用</p><p>　　當(dāng)今是科學(xué)技術(shù)及儀器設(shè)備高度料能化飛速發(fā)展的信息社會(huì)，電子技術(shù)的進(jìn)步，給人們帶來(lái)了根本

11、性的轉(zhuǎn)變?，F(xiàn)代電子領(lǐng)域中，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷的走向深入，這必將導(dǎo)致傳統(tǒng)控制與檢測(cè)技術(shù)的日益革新。單片機(jī)構(gòu)成的儀器具有高可靠性、高性能價(jià)格比，在智能儀表系統(tǒng)和辦公自動(dòng)化等諸多領(lǐng)域得以極為廣泛的應(yīng)用，并走入家庭，從洗衣機(jī)、微波爐到音響汽車(chē)，處處可見(jiàn)其應(yīng)用。因此，單片機(jī)技術(shù)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用水平己逐步成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志之一。一塊單片機(jī)芯片就是一臺(tái)計(jì)算機(jī)。由于單片機(jī)的這種特殊的結(jié)構(gòu)形式，在某些應(yīng)用領(lǐng)域中，它承擔(dān)了大中型計(jì)算機(jī)和通用微型計(jì)

12、算機(jī)無(wú)法完成的一些工作。使其具有很多顯著的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，因此在各個(gè)領(lǐng)域中都得到了迅猛的發(fā)展。單片機(jī)的特點(diǎn)歸納起來(lái)有以下幾個(gè)方而。①具有優(yōu)異的性能價(jià)格比 單片機(jī)盡可能地把應(yīng)用所需的內(nèi)存，各種功能的I/O接口集成在一塊芯片內(nèi)，因而其性能很高，而價(jià)格卻相對(duì)較低廉，即性能價(jià)格比很高。②集成度高、體積小、可靠性高 單片機(jī)把各種功能部件集成在一塊芯片上，因而集成度高，均為大規(guī)模或超大規(guī)模集成電路。又內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，減少了芯片之間

13、的聯(lián)機(jī)，這大大提高了單片機(jī)的可靠性</p><p>　　抗干擾能力。同時(shí)，其體積小，對(duì)于強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境易于采取屏蔽措施，適合于在惡劣環(huán)境下工作。③控制功能強(qiáng) 單片機(jī)體積雖小，但“五臟俱全”，它非常活用于專(zhuān)門(mén)的控制用途。為了滿足工業(yè)控制要求，一般單片機(jī)的指令系統(tǒng)中有極豐富的轉(zhuǎn)移指令，I/O口的邏輯操作指令以及位操作指令。其邏輯控制功能及運(yùn)行速度均高于同一檔次的微機(jī)。④低電壓、低功耗 單片機(jī)大量用于攜

14、帶式產(chǎn)品和家用消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品，低電壓和低功耗尤為重要。目前，許多單片機(jī)已可在2.2V 電壓下運(yùn)行，有的已能在1.2V 或0.9V 下工作，功耗降至Ua級(jí)。一粒鈕扣電池就可長(zhǎng)期使用。 利用單片機(jī)采用程序設(shè)計(jì)方法來(lái)產(chǎn)生低頻信號(hào)，其下限頻率很低。具有線路相對(duì)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，價(jià)格低廉，頻率穩(wěn)定度高，抗干擾能力強(qiáng)，用途廣泛等優(yōu)點(diǎn)，并且能夠?qū)Σㄐ芜M(jìn)行細(xì)微調(diào)整，改良波形，使其滿足系統(tǒng)的要求。只要對(duì)電路稍加修改，調(diào)整程序，即可完成功能升級(jí)。

15、 這里介紹一種采用AT89S52 單片機(jī)和一片。DAC0832 數(shù)模轉(zhuǎn)換器做成的數(shù)字式低頻信號(hào)發(fā)生器。它的特點(diǎn)是價(jià)格低、性能高，在低頻范圍穩(wěn)定性好、操作方便、體積小、耗電少等。 信號(hào)發(fā)生器與其</p><p>　　第二章 設(shè)計(jì)方案要求與論證</p><p>　　2.1設(shè)計(jì)方案的要求</p><p>　　所產(chǎn)生的波形VP范圍為2.2～5V ，頻率范圍為20H

16、Z～20KHZ , 波形準(zhǔn)確并且平滑。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、性能優(yōu)良，具有一定的實(shí)用性。 本設(shè)計(jì)主要應(yīng)用AT89552 作為控制核心。硬件電路簡(jiǎn)單，軟件功能完善，控制系統(tǒng)可靠，性?xún)r(jià)比較高等特點(diǎn)，具有一定的使用和參考價(jià)值。</p><p>　　2.2系統(tǒng)方案的比較</p><p><b>　　2.2.1方案選擇</b></p><p>　　方

17、案一：AT89S52 芯片中每一路模擬輸出與DDAC0832芯片相連，構(gòu)成多個(gè)DAC0832 同步輸出電路，輸出波形穩(wěn)定，精度高，但是第二級(jí)DAC0832 輸出，發(fā)生錯(cuò)誤并目．電路連接復(fù)雜。 方案二：AT89S52 芯片中只有一路模擬輸出或幾路模擬信號(hào)異步輸出，這種情況下CPU 對(duì)DAC0832 執(zhí)行一次寫(xiě)操作，則把一個(gè)數(shù)據(jù)直接寫(xiě)入DAC寄存器，DAC0832 的輸出模擬信號(hào)隨之對(duì)應(yīng)變化。輸出波形穩(wěn)定，精度高，濾波好，抗干擾效果

18、好，連接簡(jiǎn)單，性?xún)r(jià)比高。因此我們?cè)O(shè)計(jì)中采用方案二。</p><p><b>　　2.3芯片選擇模塊</b></p><p>　　方案一：AT89S52單片機(jī)是一種高性能8位單片微型計(jì)算機(jī)。它把構(gòu)成計(jì)算機(jī)的中央處理器CPU 、內(nèi)存、寄存器、I/O 接口制作在一塊集成電路芯片中，從而構(gòu)成較為完整的計(jì)算機(jī)。 方案二：C8051F005 單片機(jī)是完全集成的混合信號(hào)系統(tǒng)

19、級(jí)芯片，具有AT80S52 兼容的微控制器的內(nèi)核，與MCS—51 指令集完全兼容。除了具有標(biāo)準(zhǔn)AT80S52 的數(shù)字外設(shè)部件之外，片內(nèi)還集成了數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中常用的模擬部件和其它數(shù)字外設(shè)及功能部件。</p><p>　　方案選擇：方案二中C8051F005芯片系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易控制，芯片成本高，對(duì)于本系統(tǒng)而言利用率低，AT89552 芯片簡(jiǎn)單易控制，成木低，性能穩(wěn)定故采用方案一。</p>&

20、lt;p>　　第三章 硬件電路的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1基本原理</b></p><p>　　系統(tǒng)框圖如圖3-1所示</p><p>　　圖3-1低頻信號(hào)發(fā)生器系統(tǒng)框圖</p><p>　　低頻信號(hào)發(fā)生器系統(tǒng)主要由CPU 、D/A 轉(zhuǎn)換電路、基準(zhǔn)電托電路、電流／電脹轉(zhuǎn)換電路、按鍵和波形指示電路、電

21、源等電路組成。 其工作原理為當(dāng)分別按下四個(gè)按鍵中的任一個(gè)按鍵就會(huì)分別出現(xiàn)力波、鋸齒波、三角波、正弦波，并且有四個(gè)發(fā)光二極管分別作為不同的波形指示燈。</p><p><b>　　3.2資源分配：</b></p><p>　　軟、硬件設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)中不可缺少的，為了滿足功能和指針的要求，資源分配如下</p><p><b>　?、倬?/p>

22、振采用6MHZ</b></p><p><b>　?、趦?nèi)存分配</b></p><p>　　Pl 口的P1.0—P1.3 分別與四個(gè)按鍵連接，分別控制鋸齒波、三角波、正弦波和方波，P1.4—P1.7與四個(gè)發(fā)光二極管相連，按鍵一對(duì)應(yīng)發(fā)光二極管一，依次類(lèi)推，發(fā)光二極管四對(duì)應(yīng)按鍵四，實(shí)現(xiàn)輸出一個(gè)波形對(duì)應(yīng)亮一個(gè)燈。 P0口與DAC08321 均DIO—D1

23、7 數(shù)據(jù)輸入端相連。 P2口用來(lái)控制DACO832 的輸入寄存器選擇信號(hào)CS 、輸入寄存器寫(xiě)選通信號(hào)WR1 及DAC 寄存器寫(xiě)選通信號(hào)WR2和數(shù)據(jù)傳送信號(hào)XFER 。</p><p><b>　　3.3最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　最小單片機(jī)系統(tǒng)</b></p><p>　　AT89S52的引腳

24、圖如圖3-2所示</p><p>　　圖3-2 AT89S52引腳圖</p><p><b>　?、诠苣_說(shuō)明</b></p><p>　　低頻信號(hào)發(fā)生器采用AT89S52 單片機(jī)作為控制核心，其內(nèi)部組成包括：一個(gè)8 位的微處理器CPU及片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，但石英晶體和微調(diào)電容需要外接：片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM 低128字節(jié)，存放讀／寫(xiě)數(shù)據(jù)；高

25、128 字節(jié)被特殊功能寄存器占用；片內(nèi)程序內(nèi)存4KB ROM ；四個(gè)8 位并行I/O（輸入／輸出）接口P3—P0 ，每個(gè)口可以用作輸入，也可以用作輸出：兩個(gè)定時(shí)／計(jì)數(shù)器，每個(gè)定時(shí)／計(jì)數(shù)器都可以設(shè)置成計(jì)數(shù)方式，用以對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)，也可以設(shè)置成定時(shí)方式，并可以根據(jù)計(jì)數(shù)或定時(shí)的結(jié)果實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制：五個(gè)中斷源的中斷控制系統(tǒng)；一個(gè)全雙工UART （通用異步接收發(fā)送器）的串行I/O日。</p><p>　　VCC ：供電

26、電壓。GND ：接地。RST ：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平。</p><p>　　ALE / PROG ：當(dāng)訪問(wèn)外部?jī)?nèi)存時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)日的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存

27、儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)個(gè)ALE 脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。</p><p>　　/PSEN：外部程序內(nèi)存的選通信號(hào)。在由外部程序內(nèi)存取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這2次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。</p>&l

28、t;p>　　/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序內(nèi)存（0000H–FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序內(nèi)存。注意加密方式1時(shí)。/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）</p><p>　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。</p><p>　　XTAL2

29、：來(lái)自反向振蕩器的輸出</p><p>　　P0口：PO 口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL 門(mén)電流。當(dāng)Pl口的管腳第一次寫(xiě)1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)／地址的第八位。在FIASH 編程時(shí)，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)PO 外部必須被拉高。 Pl口：Pl 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8 位雙向I/O口，Pl

30、口緩沖器能接收輸出4TTL門(mén)電流。P1口管腳寫(xiě)入l后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，Pl口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)，Pl 口作為第八位地址接收。</p><p>　　P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O口，P2 口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門(mén)電流，當(dāng)P2 口被寫(xiě)“1”時(shí) ，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳

31、被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序內(nèi)存或16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2 口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。</p><p>　　P3 口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/ O口，可接收輸出4個(gè)TTL 門(mén)

32、電流。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3 口將輸出電流（ILL ）這是由于上拉的緣故。</p><p>　　P3 口也可作為AT89C51 的一些特殊功能口。</p><p>　　P3.0 RXD （串行輸入口）P3.1 TXD （串行輸出口）P3.2 /INT0 （外部中斷0 ) P3.3 /INT1 （外部中斷l(xiāng) )

33、P3.4 TO （記時(shí)器0外部輸入）P3.5 Tl （記時(shí)器1 外部輸入）P3.6 /WR （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）P3.7 /RD （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)</p><p>　?、跘T89S52的晶振及其連接方法</p><p>　　CPU工作時(shí)都必須有一個(gè)時(shí)鐘脈沖，有兩種工作方式可以向89S52提供時(shí)鐘脈沖：一是外部時(shí)鐘方式。即使

34、用外部電路向89S52提供時(shí)鐘脈沖；二是內(nèi)部時(shí)鐘方式，即使用晶振由89S52內(nèi)部電路產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖。一般使用第二種方法。</p><p>　?、蹵T89S52的復(fù)位</p><p>　　使CPU 開(kāi)始工作的方法就是給CPU 一個(gè)復(fù)位信號(hào)，CPU 收到復(fù)位信號(hào)后將內(nèi)部特殊功能寄存器設(shè)置為規(guī)定值，并將程序計(jì)數(shù)器設(shè)置為“0000H”復(fù)位信號(hào)結(jié)束后，CPU 從程序內(nèi)存“0000H”處開(kāi)始執(zhí)行程序。8

35、9S52為高電平復(fù)位，一般有3 種復(fù)位方法。</p><p>　　⑴上電復(fù)位。⑵手動(dòng)復(fù)位。設(shè)置一個(gè)復(fù)位按鈕，當(dāng)操作者按下按鈕時(shí)產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)。</p><p>　?、亲詣?dòng)復(fù)位。設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)位電路，當(dāng)系統(tǒng)滿足某一條件時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)。</p><p>　　圖3-3為最簡(jiǎn)單的上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位方法。</p><p>　　圖3-3 89S5

36、2的復(fù)位電路</p><p>　　關(guān)于CPU 的復(fù)位電路應(yīng)當(dāng)注意，在調(diào)試單片機(jī)程序時(shí)有兩種工作方式。一是仿真器力式，主要用于調(diào)試程序。此時(shí)程序的執(zhí)行由仿真器控制，復(fù)位電路不起作用，系統(tǒng)時(shí)鐘也經(jīng)常設(shè)置為仿真器產(chǎn)生，此時(shí)用戶的晶振也不起作用。二是用戶方式，即脫離仿真器的實(shí)際工作方式，用戶的時(shí)鐘振蕩電路和復(fù)位電路部必須正常工作。因此，如果系統(tǒng)復(fù)位電路或晶振電路有故障，就會(huì)出現(xiàn)仿真器方式工作正常，而用戶方式不工作的現(xiàn)象，

37、這是許多初學(xué)者常遇到的問(wèn)題。</p><p><b>　　⑤芯片擦除</b></p><p>　　整個(gè)PEROM 數(shù)組和二個(gè)鎖定位的電擦除可通過(guò)正確的控制信號(hào)組合，并保持ALE 管腳處于低電平10ms 來(lái)完成。在芯片擦操作中，代碼數(shù)組全被寫(xiě)“1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。</p><p>　　此外，AT89S52設(shè)有

38、穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其它芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。</p><p>　　3.4各部分電路原理</p><p>　　3.4.1 DACO0832芯片原理</p><p>　

39、?、俟苣_功能介紹（如圖3-4）</p><p>　　圖3-4 DAC0832管腳圖</p><p>　　D0～D7：8位數(shù)據(jù)輸入線，TTL電平，有效時(shí)間應(yīng)大于90ns(否則鎖存器的資料會(huì)出錯(cuò))； </p><p>　　ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號(hào)輸入線，高電平有效； </p><p>　　CS：片選信號(hào)輸入線（選通數(shù)據(jù)鎖存器），低電平有效；

40、</p><p>　　WR1：數(shù)據(jù)鎖存器寫(xiě)選通輸入線，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效。由ILE、CS、WR1的邏輯組合產(chǎn)生LE1，當(dāng)LE1為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)鎖存器狀態(tài)隨輸入數(shù)據(jù)線變換，LE1的負(fù)跳變時(shí)將輸入數(shù)據(jù)鎖存； </p><p>　　XFER：數(shù)據(jù)傳輸控制信號(hào)輸入線，低電平有效，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效； </p><p>　　WR2：DAC寄存器

41、選通輸入線，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效。由WR2、XFER的邏輯組合產(chǎn)生LE2，當(dāng)LE2為高電平時(shí)，DAC寄存器的輸出隨寄存器的輸入而變化，LE2的負(fù)跳變時(shí)將數(shù)據(jù)鎖存器的內(nèi)容打入DAC寄存器并開(kāi)始D/A轉(zhuǎn)換。 </p><p>　　IOUT1：電流輸出端1，其值隨DAC寄存器的內(nèi)容線性變化； </p><p>　　IOUT2：電流輸出端2，其值與IOUT1值之和為一常數(shù)； <

42、/p><p>　　Rfb：回饋信號(hào)輸入線，改變Rfb端外接電阻值可調(diào)整轉(zhuǎn)換滿量程精度； </p><p>　　Vcc：電源輸入端，Vcc的范圍為+5V～+15V； </p><p>　　VREF：基準(zhǔn)電壓輸入線，VREF的范圍為-10V～+10V； </p><p>　　AGND：模擬信號(hào)地 </p><p>　　DGND

43、：數(shù)字信號(hào)地</p><p>　　當(dāng)WR2和XFER同時(shí)有效時(shí)，8位DAC寄存器端為高電平“1”，此時(shí)DAC寄存器的輸出端Q跟隨輸入端D也就是輸入寄存器Q端的電平變化；反之，當(dāng)端為低電平“0”時(shí)，第一級(jí)8位輸入寄存器Q端的狀態(tài)則鎖存到第二級(jí)8位DAC寄存器中，以便第三級(jí)8位寄存器進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換。</p><p><b>　?、诠ぷ髟?lt;/b></p>&

44、lt;p>　　DAC0832主要由8位輸入寄存器，8位DAC寄存器，8位D/A轉(zhuǎn)換器以及輸入控制電路四部分組成。8位輸入寄存器用于存放主機(jī)送來(lái)的數(shù)字量，使輸入數(shù)字量得到緩沖和鎖存，加以控制；8位DAC寄存器用于存放待轉(zhuǎn)換的數(shù)字量；8位D/A轉(zhuǎn)換器輸出與數(shù)字量成正比的模擬電流；由與門(mén)，非與門(mén)組成的輸入控制來(lái)控制兩個(gè)寄存器的選通或鎖存狀態(tài)。原理框圖如圖3-5所示</p><p>　　圖3-5 DAC0832原理

45、圖</p><p>　　DAC0832與反比例放大器相連，實(shí)現(xiàn)電流到電壓的轉(zhuǎn)換，因此輸出模擬信號(hào)的極性與參考電壓的極性相反，數(shù)字量與模擬量的轉(zhuǎn)換關(guān)系為</p><p>　　Vout1=-Vref</p><p>　　若D/A轉(zhuǎn)換器輸出為雙極性，如圖3-6所示</p><p>　　圖3-6 D/A轉(zhuǎn)換器雙極性輸出電路</p>&

46、lt;p>　　圖3-6中，運(yùn)算放大器A2的作用是把運(yùn)算放大器A1的單向輸出電壓轉(zhuǎn)換成雙向輸出電壓。其原理是將A2的輸出端通過(guò)電阻R1與參考電壓VREF相連，VREF經(jīng)R1向A2提供一個(gè)偏流I1，其電流方向與I2相反，因此運(yùn)算放大器A2的輸入電流為I1、I2之代數(shù)和。則D/A轉(zhuǎn)換器的總輸出電壓為：</p><p>　　VOUT2=-[（R3/R2）VOUT1+（R3/R1）]VREF</p>&

47、lt;p>　　設(shè)R1=R3=2R R2=R則</p><p>　　VOUT2=-（2VOUT1+VREF）</p><p>　　DAC0832主要是用于波形的數(shù)據(jù)的傳送，是本設(shè)計(jì)電路中的主要芯片。</p><p>　?、跠AC0832電路原理圖</p><p><b>　　圖3-7電路原理圖</b></

48、p><p>　　3.4.2 LM324工作原理</p><p>　　（管腳如圖3-8所示）</p><p>　　圖3-8 LM324管腳圖</p><p>　　LM324是4運(yùn)放集成電路，它采用14教雙列直插塑料封袋，外形如圖所示，他的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器，除電源共享外，四組運(yùn)放相互獨(dú)立。每一組運(yùn)算放大器可用圖中所示的符號(hào)來(lái)表

49、示，它有5個(gè)引出腳，其中“+”</p><p>　　“-”為兩個(gè)信號(hào)輸入端，“V+”“V-”為正負(fù)電源端，“OUT為輸出端”。</p><p>　　由于LM324四運(yùn)放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可供電源使用，價(jià)格低廉，被廣泛運(yùn)用各電路。</p><p>　　在設(shè)計(jì)中用了ML324的三組運(yùn)放，分別置于第一級(jí)輸出第一二級(jí)之間，第二級(jí)輸出。</p>

50、<p>　　3.4.3 MC1403工作原理</p><p>　　（管腳功能如圖3-9所示）</p><p>　　圖3-9 MC1403管腳圖</p><p>　　MC1403是低壓基準(zhǔn)芯片。一般用作8到12bit的D/A芯片的基準(zhǔn)電壓等一些需要基本精準(zhǔn)的基準(zhǔn)電壓場(chǎng)合。</p><p>　　輸出電壓：2.5V+/-25MV&l

51、t;/p><p>　　輸入電壓范圍：4.5V—40V</p><p><b>　　輸出電流：10MA</b></p><p>　　因?yàn)檩敵鰰r(shí)固定的，所以電路很簡(jiǎn)單。就是Vin接電源輸入，GND接地，VOUT加一個(gè)0.1UF到1UF的電容就可以了。VOUT一般用于8到12bit的D/A芯片的基準(zhǔn)電壓。</p><p>　　在設(shè)

52、計(jì)里MC1403起到穩(wěn)壓的作用，它基準(zhǔn)了DAC0832的8腳需要的2.5V。使其DAC0832能正常工作。</p><p><b>　　第四章 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　我們選用單片機(jī)平臺(tái)。因?yàn)閱纹瑱C(jī)技術(shù)比較成熟。開(kāi)發(fā)過(guò)程可利用的資源和工具豐富，最大的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，成本低。</p><p>　　軟件設(shè)計(jì)上，根據(jù)功能分了幾個(gè)模塊編

53、程。主要模塊有：主程序模塊，鋸齒波模塊，三角波模塊，方波模塊，正弦波模塊，延時(shí)子程序模塊。</p><p>　　顯示波形模塊是利用DAC0832的8位特點(diǎn)，把波形的數(shù)據(jù)以8位數(shù)據(jù)的形式送進(jìn)CPU中，只要一按鍵就能顯示波形。</p><p><b>　　4.1主程序流程圖</b></p><p>　　圖4-1主程序流程圖</p>&

54、lt;p>　　在設(shè)計(jì)過(guò)程中主要實(shí)現(xiàn)利用按鍵來(lái)控制不同的波形輸出，當(dāng)按下“1”時(shí)，函數(shù)發(fā)生器就輸出鋸齒波，當(dāng)按下“2”時(shí)，函數(shù)發(fā)生器就輸出三角波，當(dāng)按下“3”時(shí)，函數(shù)發(fā)生器就輸出正弦波；當(dāng)按下“4”時(shí)，函數(shù)發(fā)生器就輸出方波。通過(guò)按鍵可以以任意循環(huán)方式輸出不同波形。</p><p><b>　　主程序如下：</b></p><p>　　ORG 0000H<

55、;/p><p>　　Start: MOV A ，#00H</p><p>　　MOV P3, A ；令波形指示燈LED熄</p><p>　　Begin：MOV A ，P1 ；讀波形選擇開(kāi)關(guān)狀態(tài)</p><p>　　CJNE A ,#01H ,SANJO ；P1.0=1調(diào)方波子程序：SQUW <

56、/p><p>　　MOV P3,#01H ；方波指示燈LED亮</p><p>　　LCALL SQUW ；調(diào)生成方波子程序：SQUW</p><p>　　SANJO：CJNE A ,#02H ,JUCHI ；P1.1=1調(diào)三角波子程序：TRIAN</p><p>　　MOV P3,#02H

57、 ；三角波指示燈LED亮</p><p>　　LCALL TRIAN ；調(diào)生成三角波子程序：TRIAN</p><p>　　JUCHI:CJNE A,#04H,Zhexi ；P1.2=1調(diào)鋸齒波子程序：SANTOO</p><p>　　MOV P3,#04H ；鋸齒波指示燈LED亮</p>&

58、lt;p>　　LCALL SANTOO ；調(diào)生成鋸齒波子程序：SANTOO</p><p>　　ZHEXI：CJNE A ,#08H ,Back ；P1.3=1調(diào)正弦波子程序：SINE</p><p>　　MOV P3,#08H ；正弦指示燈LED亮</p><p>　　LCALL SINE

59、 ；調(diào)生成正弦波子程序：SINE</p><p>　　Back ：LJMP Begin</p><p><b>　　4.2鋸齒波流程圖</b></p><p>　　圖4-2鋸齒波流程圖</p><p>　　鋸齒波產(chǎn)生首先將DAC0832口地址至為4000H，然后將00H送入寄存器A中，DAC0832輸出A中的內(nèi)容

60、。當(dāng)A中的內(nèi)容等于F0H返回開(kāi)始，當(dāng)A中內(nèi)容不為0FH時(shí)，A中的內(nèi)容累加，從而輸出波形。</p><p><b>　　鋸齒波程序如下：</b></p><p>　　SANTOO: MOV A , #00H </p><p>　　LLOOP： MOV P0 ,A </p><p>　　LLOOP1 INC A ；

61、</p><p>　　MOV P0, A </p><p>　　CJNE A, FFH LLOOP1 </p><p><b>　　RET</b></p><p>　　4.3三角波程序流程圖</p><p>　　圖4-3三角波流程圖</p><p>　　三角波產(chǎn)生，首先

62、將DAC0832口地址至為4000H，通過(guò)A中數(shù)值的加1遞升，當(dāng)A中的內(nèi)容為0時(shí)，與0FFH相比，相等時(shí)A中的內(nèi)容減1遞減，從而循環(huán)產(chǎn)生三角波。</p><p><b>　　三角波程序如下：</b></p><p>　　TRIAN ：MOV A ,#00H</p><p>　　UP:    MOV P0,A

63、        INC A         JNZ UPDOWN:   DEC A        MOV P0,A    

64、0;   JNZ DOWN RET</p><p>　　4.4正弦波程序流程圖</p><p>　　圖4-4正弦波流程圖</p><p>　　正弦波波形設(shè)計(jì)通過(guò)查表指令得出。</p><p><b>　　正弦波程序如下：</b></p><p>　　S

65、INE: MOV DPTR, #SIN Tab</p><p>　　LOOP: CLR A</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　CJNE A, #129, LOOP1</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　LOOP1: M

66、OV P0, A</p><p><b>　　INC DPTR</b></p><p><b>　　AJMP LOOP</b></p><p>　　SIN Tab: DB 128,132,137,141,146,150,154,159,163,167</p><p>　　DB 171,176,180

67、,184,188,191,195,199,203,206</p><p>　　DB 210,213,216,219,222,225,228,231,233,236</p><p>　　DB 238,240,242,244,246,247,249,250,251,252</p><p>　　DB 253,254,254,255,255,255,255,255,254,

68、254</p><p>　　DB 253,252,251,250,249,247,246,244,242,240</p><p>　　DB 238,236,233,231,228,225,222,219,216,213</p><p>　　DB 210,206,203,198,195,192,188,184,180,176</p><p>　

69、　DB 172,167,163,159,155,150,146,141,137,133</p><p>　　DB 128,124,119,115,111,106,102,97,93,89,85</p><p>　　DB 81,77,73,69,65,61,57,54,50,47,43,40,37</p><p>　　DB 34,31,28,25,23,20,18,1

70、6,14,12,10,9,7</p><p>　　DB 6,5,4,3,2,2,1,1,1,1,1,2,2,3,4,5,6</p><p>　　DB 7,9,10,12,14,16,18,20,23,25,28,30,33,36</p><p>　　DB 40,43,46,50,53,57,60,64,68,72,76,80,84</p><p&

71、gt;　　DB 88,93,97,101,106,110,114,119,123,128,129</p><p>　　4.5方波程序流程圖</p><p><b>　　圖4-5方波流程圖</b></p><p>　　方波產(chǎn)生首先將DAC0832口地址至為4000H，當(dāng)A中內(nèi)容為0時(shí)，輸出對(duì)應(yīng)模擬量，然后延時(shí)，當(dāng)A中的內(nèi)容為0FFH時(shí)，同樣輸出對(duì)

72、應(yīng)模擬量，再延時(shí)，從而得到方波。</p><p><b>　　方波程序如下：</b></p><p>　　SQUN：MOV A ,#0FFH </p><p>　　MOV P0,A ；輸出一個(gè)幅度的方波</p><p>　　LACLL Delay ；調(diào)250

73、ms延時(shí)子程序：Delay</p><p>　　MOV A ,#00H</p><p>　　MOV P0,A ；輸出另一個(gè)幅度的方波</p><p>　　LACLL Delay ；調(diào)250ms延時(shí)子程序：Delay</p><p>　　RET ；返回主程序&

74、lt;/p><p>　　4.6延時(shí)子程序流程圖</p><p>　　圖4-6延時(shí)子程序流程圖</p><p><b>　　延時(shí)程序如下：</b></p><p>　　DELY MOV R7, #07H</p><p>　　DLYO MOV R6, #06H</p><p&g

75、t;<b>　　NOP</b></p><p>　　DLY1 DJNZ R6, DLY1</p><p>　　DJNZ R7, DLYO</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　方波的上限和下限的延時(shí)時(shí)間為：3ms</p><p>　　S=1+

76、（1+2×256+2）×7=3612us</p><p><b>　　第五章 測(cè)試結(jié)論</b></p><p>　　產(chǎn)生各種波形的電壓輸出和頻率如下：</p><p>　　鋸齒波：VP-Pmin=2.2V T=4.6ms f=217.3913HZ</p><p>　　VP-Pmax=4.6V

77、 </p><p>　　三角波：VP-Pmin=2.4V T=6.2ms f=161.28032HZ</p><p>　　VP-Pmax=5V</p><p>　　正弦波：VP-Pmin=2.8V T=9.2ms f=108.69565HZ</p><p>　　VP-Pmax=3.4V</p><p>　　方波

78、： VP-Pmin=2.8V T=10.8ms f=92.2593HZ</p><p>　　VP-Pmax=3.4V</p><p>　　同過(guò)按鍵可控制產(chǎn)生方波，鋸齒波，三角波，正弦波，同時(shí)用LED顯示燈指示對(duì)應(yīng)波形所產(chǎn)生的頻率92HZ～217HZ，波形VP-P范圍為2.2V～5V。波形準(zhǔn)確，并且平滑。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，性能優(yōu)良，有一定的實(shí)用性。</p><p>

79、;　　第六章 總電路原理圖</p><p><b>　　第七章 總結(jié)</b></p><p>　　在函數(shù)發(fā)生器課程設(shè)計(jì)中，無(wú)論是在程序設(shè)計(jì)方面還是實(shí)踐動(dòng)手能力都得到了一個(gè)非常大的鍛煉，并對(duì)硬件知識(shí)的了解以及安裝調(diào)試能力也得到了一個(gè)很大的提升。    通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，也非常的清楚的認(rèn)識(shí)了這門(mén)課程的重要性，也意識(shí)到了自己在程

80、序設(shè)計(jì)方面的薄弱性。希望在以后的學(xué)習(xí)和工作中能進(jìn)一部的加強(qiáng)自己專(zhuān)業(yè)素質(zhì)和實(shí)踐動(dòng)手能力，并在單片機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言方面要實(shí)現(xiàn)從匯編語(yǔ)言到 C 語(yǔ)言的跳轉(zhuǎn)。</p><p>　　本文從選題到完成的整個(gè)過(guò)程得到指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)。老師淵博的知識(shí)，謙虛，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，靈活的思維方式，認(rèn)真的工作方式和對(duì)學(xué)生的關(guān)心都令我欽佩不已。諄諄教誨使我受益匪淺，這必將在我今后的工作中給我鼓勵(lì)和鞭策，為以后步入社會(huì)適應(yīng)工作奠定良好的基礎(chǔ)。

81、在此，本人由衷的表示感謝！</p><p>　　感謝***學(xué)院在這三年來(lái)不僅在專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)上給我?guī)椭?，更感謝他們?cè)跒槿颂幨律辖o予的教誨。</p><p>　　在論文的完成中還得到其它同學(xué)的熱情幫助，在此表示感謝！感謝評(píng)審論文的各位專(zhuān)家，老師為本文提出的寶貴意見(jiàn)。</p><p>　　最后，向所有曾給予我關(guān)心和幫助的師長(zhǎng)，朋友和家長(zhǎng)表示感謝</p><

82、;p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]穆蘭. 《單片機(jī)計(jì)算機(jī)原理及接口技術(shù)》.北京機(jī)械工業(yè)出版社.2001</p><p>　　[2]張毅剛. 《MCS51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)》.哈爾賓工業(yè)大學(xué)出版社.2002</p><p>　　[3]蔣智謀 .《單片微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用》.沈陽(yáng)遼寧科學(xué)技術(shù)出版社.2003</p