函数发生器的设计__毕业设计说明书(编辑修改稿)

函数发生器的设计__毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

电平引起单片机中断并开始记时，再一次信号上升沿来到中断并停止记时，通过公式（35）计算频率的大小。 （35）　电源模块为了提高电源的稳定性，减少纹波，部分电路采用变压器降压、整流、电容滤波将电压降为，在通过稳压管7805电压可稳定在输出。 这样可防止交流中的不稳定而造成输出的直流电压偏低，从而使单片机不能正常工作。 电路对电源的要求较高，采用～变压器，将交流电变成，经桥式整流、电容滤波，再经过三端稳压器CW78M12稳压，输出直流电压（W78M12最大输出电流为）；同样使用CW79M12稳压输出负电压。 电压给LM324芯片供电；从CW79M12稳压输出负电压再分压输出及～的可调电压；从CW78M12与CW79M12输出端分压，通过电位器调节输出～的电压。 总体电路硬件电路设计从整体上主要分为8个模块，分别为：控制处理模块、按键模块、显示模块、I/O口扩展模块、D/A模块、波形产生模块、放大模块、频率计算模块。 硬件流程图见图38所示。 I/O扩展电容切换MAX038AT89C51单片机DADJ电压调节FADJ电压调节显示D/A转换74LS74信号放大按键 图38　硬件流程在硬件连接完毕后先检查是否连接错误防止元器件被较大的电流烧毁。 单片机加电后首先进行自检，MAX038不会有波形信号输出，只有先按下按键后才会有波形输出，在此之前DAC0832也不会有电流输出。 当键按下后AT89C51单片机处理按键的功能。 单片机加电后开始初始化，LED初始化时显示六个8，约1秒后自动关闭显示，表明单片机初始化正确完毕；在有按键按下后单片机处理按键的功能，控制相应的操作；AT89C51单片机通过P0口传输操作指令，8255芯片的A口接DAC0832，通过运放使DAC0832输出的电流转变为电压信号，再接一个的电位器，以方便调节DAC0832输出的电压。 通过输出的电压大小改变电流的大小，从而控制输出波形步进频率。 通过MAX038第10脚输入的电流大小来改变输出频段的选择。 如果要使频率连续输出，则该变第8脚（FADJ）电压使之频率连续输出，调节占空比则调节第7脚（DADJ）的输入电压。 频率输出共分为四频段，分别为：～、～、～和～，对此相应的步进频率为：、。 频段切换需改变MAX038的COSC引脚电容的容量；由于输出波形的幅度是一个恒定值，通过集成运放来放大输出信号；对于频率的显示则使用AT89C51的定时器和计数器来计算输出波形的频率；步进加键和步进减键不会进行频段的选择，在一个频段内循环加减，控制DAC0832转换输出电压范围为～。 第4章　软件设计　流程图及设计系统软件按照其功能分为5个模块，每个独立的模块通过主程序联系组成一个完整的系统程序。 5个模块分别为：主程序模块、显示模块、按键判断模块、频率计算模块、D/A转换模块。 1．主程序流程主程序流程见图41所示。 步进按键NY波形按键初始化频率计算正弦波波形输出判断按键显示6个81秒后关闭等待按键中断While（1）显示等待按键中断是否到1秒开始图41主程序流程3．键盘处理流程采用中断的方法来设置键盘。 采用外部中断0，当有按键按下后所对应的端口变为低电平，通过74ALS21与门来启动外部中断0。 键盘流程图见图42所示。 等待按键中断判断按键正弦波波形输出频率计算步进按键波形按键图42　键盘流程3．计算频率将MAX038输出信号通过74LS74芯片接入到外部中断1，当信号的高电平来到时，发生中断，并启动单片机本身的定时器来计时，在一次此中断来临时关闭定时器定时，从而获得信号的周期。 4．显示流程采用动态显示从数组中取出显示数字。 对于以下的显示标志采用“D”表示，以上到以下显示标志用“E”表示，的显示标志用“F”表示。 程序中每一分钟计算一次频率并显示，提高频率更新速率。 显示流程见图43所示。 YN频率计算显示等待按键中断是否到1秒图43　显示流程5．波形选择、。 波形选择见表41所示。 表41　波形选择A1A0波形10或1正弦波00矩形波01三角波6．步进频率单片机控制DAC0832输出电压来改变MAXO38 IIN端电流的大小，从而进行频段的选择。 在没用选择波形输出的情况下进行步进频率则将有正弦波输出。 频率步进流程分为步进加（图44）和步进减（图45）。 步进加Tem2++Tem2=0输出电压Tem2=17NY步进加Tem2++Tem2=0输出电压1秒后关闭NYD/A转换IOUT1D/A转换图44　频率步进加步进减Tem2++Tem2++输出电压Tem2=0NY图45　频率步进减　软件系统的使用说明1．按键说明（1）按键0：步进加；（2）按键1：步进减；（3）按键2：正弦波；（4）按键3：矩形波；（5）按键4：三角波。 2．软件的使用单片机加电后首先进行自检，MAX038不会有信号输出，只有先按下按键后才会有信号输出。 在此之前8255芯片在单片机启动时也将进行初始化操作，显示初始化，显示六个8。 在没有按键按下1秒后数码管将又一次点亮。 当信号输出后按下步进加键（0号键）或步进减键（1号键）则波形的频率将发生变化，在此之外在没有选择波形输出时按下步进加键（0号键）或步进减键（1号键）将会启动正弦波波形输出。 频率输出共有四频段分别为：～、～、～和～。 频段切换需该变MAX038 COSC引脚电容的容量。 步进加键（0号键）和步进减键（1号键）不会进行频段的选择，并在一个频段内循环加减。 DAC0832输出电压范围为～。 软件操作不具有对占空比的控制调节，要调节占空比则需对MAX038的外围电路进行调节。 第5章　调试本设计的调试分为软件调试和硬件调试，对于软件调试主要应用单片机仿真软件（Proteus　Professional）和Keil软件；硬件调试则搭接实际电路加电进行调试。 1．软件调试在Keil软件中编写原程序代码，对代码进行格式语法调试，将其错误的进行纠正。 本设计应用高级语言编写程序代码，编写时参考C语言语法格式编写。 应用单片机仿真软件仿真部分电路，此部分电路包括按键电路、显示电路、I/O扩展电路及DAC0832电压输出。 在单片机仿真软件中装载原程序代码，并运行，LED数码管将全部点亮，约1秒后自动熄灭。 如果没有按键按下LED数码管将再一次全部点亮。 此部分出现故障则应在显示程序代码中修改，主要的问题是不显示或部分数码管不显示，问题在于对数码管进行动态扫描时段选码或位选码编写错误对于DAC0832的调试，则对DAC0832输入电流信号，输出处将电流变换为电压信号，参考表（31）理论输出电压对其软件进行修改。 另外在硬件调试中可以调节反馈回路的阻值，从而改变电压的输出；以一个信号源作为向单片机输入的频率信号，在频率计算电路中计算频率。 在74LS74的CP端输入固定频率信号，观察显示频率，如果与输入频率不相同则在显示值的基础上加减误差值。 这样调节可以避免频率误差。 2．硬件调试(1) 在不通电的情况下，按照设计电路接线图检查安装电路，在安装的电路按电路图一一对照检查连线；(2) 连线检查完毕后，直观检查电源、地线、元器件接线端之间有无短路，连线间有无连接不良，二极管及电解电容的引线端有无错接、反接，芯片是否安装错误；(3) 把经过准确测量的电源电压接入电路，用电灯代替风机，首先观察有无异常现象，如冒烟、异味、触摸器件有无过热，电源是否短路等，如有异常现象立即切断电源，排除故障后通电；(4) 在硬件调试当中主要调试波形发生电路、放大电路、波形转换电路。 在调试当中改变MAX038 COSC端的电容。