基于单片机函数信号发生器设计(编辑修改稿)

基于单片机函数信号发生器设计(编辑修改稿)内容摘要：

系统的硬件设计 8 时都会跳过一个 ALE 脉冲。 在 FLASH 程序代码编写过程中，该引 脚也是编程脉冲输入（ PROG）。 如果有必要，可以在（ SFR） 8EH 单元 DO位置的特殊功能寄存器， ALE 操作可以被禁用，只有一个 MOVX 和 MOVC 指令 ALE 才能被激活。 此外，该引脚会被轻微得拉高，当单片机去执行外部程序时，设置 ALE 则会无效。 PSEN：程序存储允许（ PSEN）输出是外部程序存储器读选通信号。 当 AT89C51的指令从外部程序存储器（或数据）提取时， 每个机器周期两次 PSEN 有效 ，有两个脉冲输出。 在这个过程中，当访问外部数据存储器的时候，则这两个有效 PSEN 信号不会出现。 EA/ VPP：外部访 问启用。 要让 CPU 只访问外部程序存储器（地址为 0000H FFFFH）， EA 端必须保持低电平（接地）。 注意：如果加密 LB1 被编程， EA 端将内部锁存复位结束状态。 EA 端为高电平（ VCC 侧）的 CPU，则执行内部程序存储器中的指令。 在 FLASH 编程，该引脚加上 +12V 的编程允许电源 Vpp 的，当然它必须是设备采用 12V 的编程电压 Vpp。 XTAL1：输入到反向晶振放大器和内部时钟发生器。 XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。 系统各部分电路设计 主要由单片机、晶振电路、复位电路、数模转换电路、放大电 路 LCD 显示电路和按键电路组成。 时钟电路 时钟电路用于产生时钟信号，以单片机 AT89C52 来工作， AT89C52 本身是一个比较复杂的同步时序电路，为了保证只有在时间序列的指令的工作方式，严格控制在AT89C52 时钟信号的实施的速度和 MCU 的时钟频率的稳定性。 通常是由于两种形式的时钟：内部时钟和外部时钟。 我们系统提供的时钟信号是通过内部时钟的方式来产生的。 AT89C52 用于放大器的反向振荡器，这个高增益放大器的输入和输出引脚是 XTAL1 和 XTAL2，他们连接在整个晶体振荡器和用于调节电容器使 用的电容，他们构成了一个自激振荡器。 在该电路中， C2 和 C1在 30PF 的选择，但如果电容太小会对振荡频率的稳定和快速的频率产生影响。 晶振频率一般在 ～ 12MHZ 之间，频率越高单片机的速度南昌大学共青学院毕业设计（论文） 系统的硬件设计 9 就会越快，但是会对存储器的速度要求增高。 为了改善稳定性因此我们采用了 NPO电容，用 12MHZ 的晶振频率的频率振荡器。 本次系统所采用的时钟电路图如图 所示。 图 复位电路 在图 中按下复位开关 K然后松开开关， MR可以端获得低电平， RST 端输出复位信号，得到信号后单片机复位。 也可以由于 ( VCC 加入并且电压超过复位门限电压 ) 从而引起系统正常复位。 图 复位电路图 数模转换电路 DAC0832 是一个单片直流输出型的 D / A 转化器，使用 8 位转换器转换的 DC 输出型 CMOS 工艺， D / A 变换器具有 8 个输入端口， 1 个模拟输出端口， 输入可有 2的 8 次方个不同的二进制组态 ，输出为 82 （ 256）个电压中的其中一个， DAC0832 的转换的数字 信号为模拟信号，生成正弦波方波三角波，并通过按键来改变频率 ，并显示在 LCD1602 显示屏上。 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 系统的硬件设计 10 信号放大模块电路 从 DAC0832 转换后的单芯片数字信号的输出，信号幅度是比较小的，所以需要放大。 采用常规的放大方式，采用两片运放，实现两级放大。 图 信号放大模块电路 按键指示电 路 通过按键来选择 4种不同的波形以及改变波形的频率，通过发光二极管来指示相应的频率档位 ,1999HZ 发光二极管 D9亮， 1K10K 发光二极管 D10 亮。 图 按键指示电路 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 系统的硬件设计 11 LCD 显示电路 LCD 液晶显示器的液晶显示器被称为 Liquid Crystal Display。 LCD 的结构是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体 ，细金属丝 和的液体垂直于水平两片玻璃之间，通过是否通电来控制杆晶体分子改变方向，将光线从屏幕反射。 比 CRT 要更好，但价格比昂贵。 现如今液晶显示器的价格已经有大幅度的下降，并且比 CRT 更适用，LCD 已成为主流。 如图所示： 图 LCD 电路 如上图所示， 1602 的八位数据端接单片机的 P1 口，其三个使能端 RS、 RW、 E 分别接单片机。 通过软件控制液晶屏可以显示波形的种类以及波形的频率。 在单片机系统中应用液晶显示器作为输出器件有以下几个优点：显示质量高、数字式借口、体积小、重量轻、功耗低 等。 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 系统的软件设计 12 第 4 章 系统的软件设计 系统主程序流程图 首先，了解系统的功能需求和键盘的设置方式，从而选择相应的程序监控程序结构，再针对实际要求，从而可以对监控软件和各个执行模块之间的调度关系进行最合理得当的安排。 本部分详细介绍了基于 AT89C52单片机的 函数信号发生器 系统的软件设计。 根据功能需求 ，可以将系统设计分为 多 个子程序进行设计，如数据处理子程序、 结果显示子程序、 功能 执行子程序。 采用 Kiel uVision3集成编译环境和汇编语言来进行系统相关的程序模块 的设计。 本章从 设计需求 、软件系统 框图出发，先介绍 整个的设计思路 后，再 逐次 分析各模块 中的 程序 所运用到的 算法 和逻辑 的实现， 从而能够编写出满足方案需求 的 完整 程序 ， 并且对温度进行实时监控。 代码编写的方式是 C语言 , 由于篇幅有限以及 DAC0832 的运用已经逐渐规范和成熟 , 此处就仅以主要的流程图 进行说明。 图。 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 实物的制作与调试 13 第 5 章 系统的 仿真与调试 Protues 介绍 Protues 是由英国公司 Labcenter electronics 开发出来的 EDA 工具软件。 是一种方便快捷的电子系统原理设计和仿真的工具。 Protues 讲 其他 EDA 工具的一些功能集中到一起，最大的特点是它将电路仿真实现了交互化，可视化的功能。 通过 Protues，的虚拟仿真模式，用户可以对数字电路，模拟电路，单片机，混合电路等进行系统的仿真。 Protues 还提供了一种图像显示的功能，可以将电路中变化的信号，以图像的形式展现出来，更加具体化，直观化。 其功能类似于示波器，但是却更完善。 Protues的提供了模拟信号跟数字信号两种可测试的信号，并且支持第三方的软件编译和代码调试。 在绘制好相应的原理图之后，调入编译好的目标代码，我们可以通过 Protues模拟出实物的运 行状态跟运行的过程。 Protues 软件具有其它 EDA 工具软件的功能。 这些功能是： （ 1） 原理布图 （ 2） PCB 自动或人工布线 （ 3） SPICE 电路仿真 革命性的特点： （ 1）互动的电路仿真。 用户甚至可以利用实时如 RAM， ROM，键盘， LED， LCD，电机， AD / DA， SPI 器件， IIC 设备。 （ 2） 模拟处理器以及它的外围电路。 可以 AVR， PIC，仿真 51 系列， ARM 等常见主流的 MCU。 你也可以直接在编程基于虚拟样机原理图，并结合显示和输出，可以看出，在输入和输出作用后运行。 与虚拟逻辑分析仪，示 波器的系统配置， PROTUES 既定的电子设计完整的开发环境。 （ 3）电路仿真功能 在 PROTUES 画好图，汇编对象代码的文件： *.HEX，你可以看到在 PROTUES 图中的实际操作条件和过程仿真。 PROTUES 现在在课堂教学方面广受欢迎。 PROTUES不仅可将许多单片机实例功能形象化，也 能够 将许多单片机实例运行过程形象化。 前者可以得到一定程度的实际示范效果，后者是很难实现的物理演示实验的效果。 它的各种电路元件和 连接线路等却和传统的单片机实验 中的 硬件 有着 高度 的 对应。 这种在一定程度上替代了传统教学上的功能，例如：组件选择，电路连接，电路检测，电路南昌大学共青学院毕业设计（论文） 实物的制作与调试 14 改造，软件调试，运行结果等。 课程实践，毕业设计是一个很好的途径，可以帮助学生更好的走向就业。 Protues能够提供大量的实验室没有的电路元件，虚拟仪器，并且不担心质量会出现问题。 Protues 可以更加灵活的修改电路的设计，能够培养学生的实践能力，跟思维灵活。 随着科学技术的不断进步和发展，“计算机仿真技术”已成不少设计部门较为看重的前期设计手段。 它能够满足灵活的设计需求，具有实验结果跟设计过程统一的优点。 设计时间大大缩短，成本 大大降低，同时也提高了制造工程的安全性。 相信在未来的单片机应用开发中， PROUTES 会被越来越广泛得被运用。 电路仿真图 正弦波仿真图 显示屏显示频率 501HZ 幅值 250mv 通过仿真模拟示波器观察频率为 1/()=459HZ 幅值 50mvX5=250mv 图。 方波仿真图 显示屏显示频率 101HZ 幅值 250mv 通过仿真模拟示波器观察频率为 1/()= 幅值 50mvX5=250mv 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 实物的制作与调试 15 图。 三角波仿真图 显示屏显示 频率 401HZ 幅值 250mv 通过仿真模拟示波器观察频率为 1/()=383HZ 幅值 50mvX5=250mv 图。 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 实物的制作与调试 16 锯齿波仿真图 显示屏显示频率 201HZ 幅值 250mv 通过仿真模拟示波器观察频率为 1/()= 幅值 50mvX5=250mv 图。 电路整体仿真图 图。 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 实物的制作与调试 17 实物测试图 ： 正弦 图。 方波 图。 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 实物的制作与调试 18 三角 锯齿 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 实物的制作与调试 19 第 6 章 实物的制作与调试 电路的安装过程 protues 软件画出原理图，在进。