单片机课程设计报告-基于at89s52单片机的多功能函数信号发生器

单片机课程设计报告-基于at89s52单片机的多功能函数信号发生器内容摘要：

亦适于常规编程器。 在单芯片上， AT89S52 拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash，使得 AT89S52 为 众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 复位电路设计 MCS52 单片机通常采用上电自动复位、按钮电平复位、外部脉冲复位、上电 +按钮电平复位、程序运行监视复位等方式。 AT89S52 需要外加复位电路，本设计采用按键 +上电复位，上电复位是利用电容充电来实现的，即上电瞬间 RST/Vpd 端的电位与 Vcc 相同，随着充电电流的减少，最后被嵌位在 0V,采用 10uF 的 C3 和 10K 的 R4 可以保证加在引脚上的高电平持续 2 个机器周期，即使单片机有效地复位。 按键可以随时使电路复位，当键按下时 1K 的 R1 和 10K 的 R2 串联分压使 RST 为高电平，即复位。 河南理工大学本科课程设计报告 6 图 复位电路图 时钟晶振电路 MCS51 内部有一个用于构成震荡器的高增益反向放大器，此放大器的输入端和输出端分别是 XTAL1 和 XTAL2，在 XTAL1 和 XTAL2 上外接晶振可构成时钟电路。 时钟电路在单片机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。 晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢。 本次设计采用内部方式的外部时钟接法。 为达到振荡周期是 12MHZ 的要求，这里要采用 12MHZ 的晶振，电容 CC2 对频率有微调作用，故外接晶振时 ， C1 和 C2 在本设计中选择 30pF，振荡频率取 12MHz。 晶振的两个引脚分别连到 XTAL1 和 XTAL2 振荡脉冲输入引脚。 如下图所示： 图 时钟晶振电路图 显示电路 本次设计中采用共阴极数码管作为显示器。 LED 的驱动电路简单，使用方便，具有耗电少、成本低廉、配置简单灵活、安装方便、耐振动、使用寿命长等优点。 LED 显示器与单片机的接口一般有动态显示与静态显示接口两种电路。 静态显示方式：是指当显示器显示某一字符时，发光二极管的位选始终被选中。 在这种显示方式下，每一个 LED 数码管显示器都 需要一个 8 位的输出口河南理工大学本科课程设计报告 7 进行控制，显示稳定，提高了 CPU 的工作效率。 其不足之处是占用硬件资源较多，每个 LED 数码管需要独占 8条输出线。 随着显示器位数的增加，需要的 I/O 口线也将增加。 动态显示方式：动态显示方式是指一位一位地轮流点亮每位显示器（称为扫描），即每个数码管的位选被轮流选中，多个数码管公用一组段选，段选数据仅对位选选中的数码管有效。 对于每一位显示器来说，每隔一段时间轮流点亮。 显示器的亮度既与导通电流有关，也与点亮时间和间隔时间的比例有关 , 由于扫描速度极快，显示效果与静态驱动相同。 通过调整电流和时 间参数，可以既保证亮度，又保证显示。 本次设计中，由于单片机本身提供的 I/O 口有限，本次设计采用动态显示，数码管采用的是共阴极接法。 用 AT89S52 的 P0 口作段码输出时 , 驱动能力相当大，但由于输出极为漏极开路电路，驱动拉电流负载，引脚上应外接上拉电阻。 因此，在本次设计中我们将数码管各段加上拉电阻后接单片机 P0 口。 把单片机的 ～ 管脚直接接到数码管的位选端作为位选信号，低电平有效。 图 LED 显示电路图 数摸转换电路 本设计采用 DAC0832 芯片构成模数转换电路。 DAC0832系列为美国国家半导体公司生产的具有 2个数据寄存器的 8位分辨率的 D/A 转换芯片。 此芯片与微处理器完全兼容，可以完全相互代换，并且价格低廉，接口简单，转换控制容易，在单片机应用系统中得到了广泛的应用。 其内部由 8 位输入锁存器、 8位 DAC 寄存器、 8 位 D/A 转换器电路及转换控制电路构成，通过两个输入寄存器构成两级数据输入锁存。 DAC0832 的芯片管脚图如下图所示。 河南理工大学本科课程设计报告 8 图 DAC0832 的管脚图 本设计中，让 DAC0832工作在直通工作方式，其片选信号 CS 接单片机的 管脚，由程序对芯片的转换进行控制。 数据位接单片机的 P2 口。 写信号 1WR 、2WR 及传送控制信号 XFER 的引脚全部接地，允许输入锁存信号 ILE 引脚 +5V时。 其基准电压 VREF 引脚经电位计接 +5V 电压，通过改变基准电压值来改变输出信号的峰值 电压。 在程序的控制下，数字量一旦输入，就直接进入 DAC 寄存器，进行 D/A 转换。 图 数模转换电路原理图 运放电路 本设计中使用 LM324 芯片构成运放电路，实现对 DAC0832 输出的小信号的放大，并进行电流 /电压的转换。 LM324 系列运算放大器是价格便宜的带差动输入功能的四运算放大器。 LM324 的特点如下：。 ： 3V32V。 河南理工大学本科课程设计报告 9 ：最大 100nA（ LM324A）。 图 LM324 的管脚图 设计中采用双极性输出，所使用的运放电路图如下图所示。 图 LM324 运放电路原理图 按键电路 本设计中的按键电路由四个独立按键构成，分别与单片机的 ～ 管脚相连接，并经过 74LS00（实现四输入与门的功能）与单片机的 管脚（外部中断 0）想接，利用中断和扫描的方式来实现波形的切换和信号频率的调整。 其中 ～ 按键分别对应方波、三角波和锯齿波 ，而 按键用于对信号河南理工大学本科课程设计报告 10 频率的调整。 按键电路如图 所示。 图 按键电路原理图 电源电路 本设计的电源电路是通过变压器将工频电压转换成低压，然后通过整流桥的整流、电容的滤波以及 7812 和 7912 的稳压，形成稳定的 +12V 电压和 12V 电压，实现对模数转换电路和运放电路的稳定供电。 系统中所需要的 +5V 电压，均通过USB 直接供电。 单片机外围电路的供电电路图如下图所示。 图 电源电路原理图 河南理工大学本科课程设计报告 11 3。