基于at89c51单片机的多功能函数信号发生器设计毕业论文(编辑修改稿)

基于at89c51单片机的多功能函数信号发生器设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

C40U1P80C32UBPNU3SN74LS138NGNDGNDVCCS1S1S2S3S4 图 7 单片机最小系统 该最小系统的特点如下： （ 1）由于片外没有扩展存储器和外设， P0、 P P P3 都可以作为用户 I/O 接口使用。 （ 2）片内数据存储器有 128B，地址空间为 00H—7FH,片外没数据存储器。 （ 3）片内有 4KB 的程序存储器，地址空间为 0000H—0FFFH，没有 偏外存储器，EA应接高电平。 （ 4）可以使用两个定时 /计数器 T0 和 T1，一个全双工的串行通信接口， 5 个中断源 [1]。 晶振电路工作原理及应用 7 单片机有 1 19 两引脚。 分别为 XTAL1 和 XTAL2。 单片机采取内部振荡电路时，将这两引脚接石英晶体与微调电容。 此设计采用的是 12M 晶振和两个 30pF 的电容。 在芯片内部结构中， XTAL1 和 XTAL2 引脚是一反相放大器的两个输入端，构成单片机内部振荡器。 同样，根据需要的不同，也可采用外部时钟方式。 本次设计采用内部时钟方 式。 如图所示。 单片机复位电路工作原理及应用 计算机在启动运行时都需要复位，复位是使中央处理器 CPU 和内部其他部件处于一个确定的初始状态，从这个状态开始工作 [1]。 89C51 单片机有一个复位引脚 RST，高电频有效。 在时钟电路工作以后，当外部电路使得 RST 端出现 2 个机器周期以上的高电平后系统就会内部复位 [1]。 我们采用按键复位方式。 如图所示。 图 9 按钮复位电路 图 8 内部时钟方式 XTAL1 XTAL2 Vcc RST Vss MCS51 1k 200 8 按键控制与显示电路设计 本次设计共设计了 4 个按键，分别 为开关 S S S3 和 S4。 分别接单片机的、 、 、 口。 S1 用来控制输出波的类别，每按一次，切换到另一个波形； S2 与 S3 则调节输出波形频率的增减，按 S2 时，输出平率增加，而 S3 则减小；S4 则用来显示波形的种类与频率的大小。 如图所示。 图 10 按键电路 D/A 转换电路 D/A 转换器经常用于信号发生器的设计中，通过它可以生成各种波形。 其基本原理如下：利用 D/A 转换器输出模拟量与输入数字量成正比这一特点，通过程序控制CPU 向 D/A 转换器送出随时间成一定规律变化的数字 ，则 D/A 转换器输出端就可输出随时间按一定规律变化的波形 [1]。 D/A 转换的必要性 D/A 是先把数字量转换成模拟量，在单片机设计中经常用到。 众所周知，单片机输出信号为数字量，而本设计旨在输出各种波形，属模拟量，所以单片机的数字量必须经过 D/A 的转换变为模拟信号才能满足要求。 DAC0832 的特性及应用 9 DAC0832 是一个 8 位的 D/A 转换器，为 DAC0830 的一种。 DAC0832 内部主要由 8 为输入寄存器、 8 位 DAC 寄存器、 8 位 D/A 转换器和控制逻辑电路组成。 由于DAC0832 与单片机接口方便，其转换与控制较易实现，所以在实际工作中有其重要的作用，使用的也较为频繁。 其内部结构及引脚图如图所示。 图 11 DAC0832 的内部结构 图 12 DAC0832 的引脚图 10 DAC0832 是 D/A 转换器的一类，属电流型，所以后要跟着 I/V 转换。 数字输入端可以有单缓冲、双缓冲或直通方式输入。 当引脚 1WR 、 2WR 、 CS 、 XFER 直接接地时， ILE 接电源， DAC0832 处于直通工作方式。 这种状态下，有输入就立即有输出，处理方式简单，但只能通过独立的 I/O接口连接。 当连接 ILE、 1WR 、 2WR 、 CS 和 XFER 引脚，使得两锁存器分别工作在直通与受控状态，或者两个同事被控制，则 DAC0832 处于单缓冲工作方式 [1]。 只要数据DAC0832 写入 8 位输入锁存器，就立即开 始转换。 双缓冲方式即将对 8 位 DAC 寄存器与对锁存器的控制分开进行，占用的 I/O 口相对较大。 根据以上分析，此次设计选取单缓冲方式。 如图所示。 图 13 DAC0832 单缓冲方式的连接 显示电路 显示电路分为 3 部分，分别为 LED 灯显示， LED 数码管显示，最后还有示波器显示。 11 LED 灯显示 本次设计共用了 4 个 LED 灯，分别表示示波器上显示了对应的波形，单片机的— 分别控制相应灯的亮灭。 电路图如图所示。 D1 D2 D3 D41KR11KR21KR31KR4VCCP24P25P26P27 图 14 LED 数码管显示 本次 LED 数码管的作 用是用来显示相应输出信号的频率。 LED 数码管显示电路尽管其所能显示的信息简单，但由于其清晰、亮度高使用时间长和所需电压要求低等优势，在单片机应用中有着应用频率较高。 LED 数码管显示器是简单地发光二级管按特定的电路连接起来的显示性器件。 而我们在一些单片机设计中常用的是 8 段式的 LED 数码管显示器，其分为两类，共阴和共阳之分。 其结构如图所示。 本次设计采用共阴方式。 图 15 LED 数码管结构图 12 常用数字和字符的编码如下表： 表 1 常用字段编码表 显示字符 共阴极字段码 共阳极字段码 显示字符 共阴极字段码 共阳极字段码 0 3FH C0H C 39H C6H 1 06H F9H D 5EH A1。