多功能信号发生器_毕业设计论文(编辑修改稿)

多功能信号发生器_毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

数据复用。 在这种模式下， P0具有内部上拉电阻。 在 flash编程时， P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。 程序校验时，需要外部上拉电阻。 P1口： P1口是一个具有内部上拉电阻的 8位双向 I/O 口， P1 输出缓冲器能驱动 4个 TTL 逻辑电平。 对 P1 端口写 “1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为 输入口使用。 作 摘要 7 为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（ IIL）。 此外， 和 /计数器 2的外部计数输入（ ）和时器 /计数器 2的触发输入（ ）。 在 flash编程和校验时， P1口接收低 8位地址字节。 P2口： P2口是一个具有内部上拉电阻的 8位双向 I/O 口， P2 输出缓冲器能驱动 4个 TTL 逻辑电平。 对 P2 端口写 “1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。 作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流 （ IIL）。 在访问外部程序存储器或用 16位地址读取外部数据存储器（例如执行 MOVX @DPTR）时， P2 口送出高八位地址。 在这种应用中， P2 口使用很强的内部上拉发送 1。 在使用 8位地址（如MOVX @RI）访问外部数据存储器时， P2口输出 P2锁存器的内容。 在 flash编程和校验时，P2口也接收高 8位地址字节和一些控制信号。 P3口： P3口是一个具有内部上拉电阻的 8位双向 I/O口， P3输出缓冲器能驱动 4个 TTL 逻辑电平。 对 P3 端口写 “1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。 作为输 入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（ IIL）。 P3口亦作为AT89S52特殊功能。 在 flash编程和校验时， P3口也接收一些控制信号。 RST：复位输入。 晶振工作时， RST脚将持续 2个机器周期高电平将使单片机复位。 看门狗计时完成后， RST 脚输出 96个晶振周期的高电平。 特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO位可以使此功能无效。 DISRTO默认状态下，复位高电平有效。 ALE/ PROG ：地址锁存控制信号（ ALE）是访问外部程序存储器 时，锁存低 8位地址的输出脉冲。 在 flash编程时，此引脚（ PROG ）也用作编程输入脉冲。 PSEN ：外部程序存储器选通信号（ PSEN ）是外部程序存储器选通信号。 当 AT89S52从外部程序存储器执行外部代码时， PSEN 在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存储器时， PSEN 将不被激活。 EA /VPP：访问外部程序存储器控制信号。 为使能从 0000H 到 FFFFH的外部程序存储器读取指令， EA 必须接 GND。 为了执行内部程序指令， EA 应该接 VCC。 在 flash编程期间， EA 也接收 12伏 VPP电压。 XTAL1：振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。 XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。 摘要 8 （ 3） AT89S52 的存储器 结构 AT89S52 器件有单独的程序存储器和数据存储器。 外部程序存储器和数据存储器都可以 64KB 寻址。 程序存储器：如果 EA 引脚接地，程序读取只从外部存储器开始。 对于 89S52，如果 EA接 VCC，读写程序先从内部存储器（地址为 0000H～ 1FFFH）开始，接着从外部寻址，寻址地址为： 2020H～ FFFFH。 数据存储器： AT89S52 有 256 字节片内数据存储器。 高 128 字节与特殊功能寄存器重叠。 也就是说高 128字节与特殊功能寄存器有相同的地址，而物理上是分开的。 当一条指令访问高于 7FH 的地址时，寻址方式决定 CPU 访问高 128 字节 RAM 还是特殊功能寄存器空间。 直接寻址方式访问特殊功能寄存器（ SFR）。 （ 4） 定时器 ① MCS51 系列中 51 子系列有两个 16 位的可编程定时 /计数器：定时 /计数器 T0 和定时 /计数器 T1， 52 子系列有三个，还有一个定时 /计数器 T2。 ② 每个定时 /计数器既可以对系统时钟计数实现定时，也可以对外部信号计数实现计数功能，通过编程设定来 实现。 ③ 每个定时 /计数器都有多种工作方式，其中 T0有四种工作方式； T1有三种工作方式， T2有三种工作方式。 通过编程设置其方式寄存器 TMOD可设定定时器工作于某种方式。 ④ 每一个定时 /计数器定时计数时间到时产生溢出，使控制寄存器 TCON中相应的溢出位置位，溢出可通过查询或中断方式处理。 （ 5） 中断 AT89S52 有 6 个中断源：两个外部中断（ 0INT 和 1INT ），三个定 时中断（定时器 0、 2）和一个串行中断。 每个中断源都可以通过置位或清除特殊寄存器 IE 中的相关中断允许控制位分别使得中断源有效或无效。 信号发生器概述 目前，市场上的信号发生器多种多样，一般按频带分为以下几种： 超高频：频率范围 1MHz 以上，可达几十兆赫兹。 高频：几百 KHZ 到几 MHZ。 摘要 9 低频：频率范围为几十 HZ 到几百 KHZ。 超低频：频率范围为零点几赫兹到几百赫兹。 超高频信号发生器，产生波形一般用 LC 振荡电路。 高频、低频和超低频信号发生器，大多使用文氏桥振荡电路，即 RC 振荡电路，通 过改变电容和电阻值，改变频率。 依据以上可以用单片机 AT89S52,加上一片 DAC0832,就可以做成一个简单的信号发生器，其频率受单片机运行的程序的控制。 我们可以把产生各种波形的程序，写在 ROM中，装入本机，按用户的选择，运行不同的程序，产生不同的波形。 再在 DAC0832 输出端加上一些电压变换电路，就完成了一个频率、幅值可调的多功能信号发生器的设计。 本论文主要研究的内容 本设计采用 89S52 及其外围扩展系统，软件方面主要是应用 C 语言设计程序。 系统以 89S52 单片机为核心，配置相 应的外设及接口电路，用 C 语言开发，组成一个多功能信号发生系统。 硬件电路设计具有典型性，电路设计具有实用性。 本设计将完成以下几个方面的工作： （ 1） 选芯片，尽量满足一般工业控制要求、以增强其实用性。 （ 2） 原理图设计在保证正确的前提下，尽量采用典型的电路设计。 （ 3） 固化于单片机芯片中的软件采用模块设计，层次清楚，具有上电复位及初始化功能，具有很好的软件开发框架。 （ 4） 掌握单片机仿真软件 KEIL 的使用。 为此，论文包括以下内容： ① 绪论。 主要介绍单片机发 展概况和信号发生器的概述，为以后几章的介绍奠定基础。 ② 系统总体方案设计。 本章主要考虑系统性能、功能和器件选择。 包括两个主要内容，系统分析和系统总体方案设计。 ③ 系统的硬件设计。 本章完成系统的硬件总体设计，详细说明了设计思路。 ④ 系统软件设计实现。 本章是系统的具体实现，对系统按功能模块进行介绍。 以及系统的测试结果总结。 摘要 10 摘要 11 第二章 系统设计方案 系统分析 问题定义 基于单片机的信号发生系统是一个实际应用系统，可为相关实 验及实际应用提供支持。 本论文包括硬件系统的详细设计及 C 语言在基本控制中的应用。 此系统具有的功能如下： 硬件部分 （ 1） 单片机所需的平稳电压（电源设计 177。 12V,5V） ； （ 2） 独立键盘； （ 3） 时钟电路与复位电路； （ 4） 具有 8 位精度的 D/A 转换功能； （ 5） 波形产生与电压变换功能； 软件部分 （ 1） 系统复位初始化； （ 2） 键盘扫描与处理； （ 3） 按键服务程序； （ 4） 定时器 0 中断服务程序； （ 5） 正弦 波，三角波，方波，矩形波，锯齿波 发生程序； 系统可行性分析 （ 1） 设计环境 本设计主要用 Protel 电子设计软件进行电子线路的设计。 电路原理图的设计是仿真中的第一步，也是非常重要的一步。 电路原理图设计得好坏将直接影响到后面的工作。 电路原理图的设计过程可分为以下几个步骤： ① 设置电路图纸参数及相关信息 摘要 12 ② 装入所需要的元件 ③ 设置元件 ④ 连线电路图 ⑤ 调整、检查和修改 ⑥ 补充完善 （ 2） 可行性分析 根据技术指 标及系统设计目的，经研究芯片的选择如下： ① 主控芯片采用 ATMEL 公司的 AT89S52； ② 采用 12MHz 的晶振器为 AT89S52 提供时钟信号； ③ 稳压块选用 7812 与 7805 相串联，提供 12V 和 5V 电压 ,7912 产生 12V 电压； ④ 对于 89S52 的 P0 口的数据经过 DAC0832 进行 D/A 转换； ⑤ 8 位 D/A 转换器采用 DAC0832； ⑥ 运算放大器采用 LM324。 （ 3) 设计中可能存在的问题及解决方案 ——排除问题的可行性讨论 此 设计要求最终制作出实体，因此，设计原理图时应着重考虑设计最终的电路板的可行性。 在设计时要对每一个电路模块仔细检查，查阅其他书籍进行校对，还要进行实物实验，以确保设计的可实现性。 在最后的电路板的调试阶段，需要诊断模块程序和单片机仿真机合作进行，从而克服调试程序本身的不可靠性，可方便地进行调试及错误诊断。 (4) 经济上的可行性讨论 本设计是一个实验系统，芯片的选择在前面已经讨论，从前面的讨论中可见芯片大部分都是常用芯片。 因此，设计费用主要集中在购买元器件上，而大部分的元器件，在市场上很容易找到不是 很贵，所以经济上本设计完全可行。 系统需求分析 （ 1）系统功能要求 系统具有 D/A 转换功能，信号幅度放大功能，上电自动复位功能，键盘输入接口。 （ 2） 系统性能要求 ① 系统的 D/A 转换功能具有 8 位精度； ② 89S52 单片机时钟信号为 12MHZ； ③ 系统上电自动复位； 摘要 13 总体方案设计 算法设计：本设计涉及的算法较少，将在第四章软件设计中介绍。 系。