濰坊科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）論文題目多功能信號(hào)發(fā)生的設(shè)計(jì)系部汽車工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)機(jī)電一班學(xué)號(hào)201102060010姓名孫書波指導(dǎo)教師劉華新濰坊科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文報(bào)告I汽車工程學(xué)院畢業(yè)論文評(píng)分表題目多功能信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名孫書波學(xué)號(hào)專業(yè)機(jī)電一體化班級(jí)機(jī)電一班序號(hào)項(xiàng)目內(nèi)容權(quán)重分值觀測點(diǎn)參照標(biāo)準(zhǔn)評(píng)分權(quán)重分值優(yōu)秀90100良好8089中等7079及格6069不及格601平時(shí)工作態(tài)度情況020100工作態(tài)度師生互動(dòng)獨(dú)立工作能力按進(jìn)度完成任務(wù)情況2課題完成質(zhì)量020100應(yīng)用理論情況要點(diǎn)表達(dá)合理性動(dòng)手能力3創(chuàng)新010100綜合前人研究成果創(chuàng)新見解和做法4設(shè)計(jì)論文撰寫質(zhì)量050100格式規(guī)范程度摘要、正文寫作邏輯性和條理性評(píng)分合計(jì)指導(dǎo)教師意見指導(dǎo)教師姓名院系意見（系部蓋章）注第1、2、3、4項(xiàng)由指導(dǎo)教師評(píng)分總評(píng)分等級(jí)優(yōu)秀（90100）、良好（8089）、中等（7079）、及格（6069）、不及格（60以下）。濰坊科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文報(bào)告II目錄ABSTRACTIII第1章緒論IV11課題背景IV12課題意義IV第2章信號(hào)發(fā)生器的方法研究VI21總體方案設(shè)計(jì)VI22模塊劃分VI第3章硬件電路的設(shè)計(jì)VIII31基本原理VIII32資源分配VIII33子模塊具體設(shè)計(jì)IX331AT89C51單片機(jī)介紹IX332按鍵電路XIII333D/A轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)XV334I/V轉(zhuǎn)換波形輸出電路ILM324工作原理I圖327系統(tǒng)信號(hào)變換II雙極性輸出實(shí)現(xiàn)II；多功能信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)濰坊科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文報(bào)告II摘要摘要單片微型計(jì)算機(jī)（簡稱單片機(jī)）作為微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)很重要的分支，自它誕生以來至今，以其極高的性能價(jià)格比以及一系列人所共識(shí)的優(yōu)點(diǎn)，受到越來越多的工程技術(shù)人員的重視?，F(xiàn)在，單片機(jī)已廣泛地應(yīng)用在機(jī)電設(shè)備過程控制、自動(dòng)檢測、家用電器和數(shù)據(jù)處理等各個(gè)方面。本設(shè)計(jì)使用的是AT89C51單片機(jī)構(gòu)成的發(fā)生器，可產(chǎn)生三角波、方波、正弦波等多種特殊波形和任意波形，波形的頻率可用程序控制改變。通過鍵盤控制波形頻率的增減以及波形的選擇，并用了LCD顯示頻率大小。在單片機(jī)的輸出端口接DAC0832進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，再通過運(yùn)放進(jìn)行波形調(diào)整，最后輸出波形接在示波器上顯示。本設(shè)計(jì)具有線路簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、價(jià)格低廉、性能優(yōu)越等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞信號(hào)發(fā)生器；多功能；單片機(jī)DESIGNOFMULTIFUNCTIONSIGNALGENERATOR濰坊科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文報(bào)告IIIABSTRACTBEINGAMAINBRANCHOFMICROCOMPUTERANDBYITSADVANTAGEOFITSMUCHHIGHERRATIOOFPROPERTYTOPRICETHESINGLECHIPMICROCOMPUTERSCMC,SINCEITHASBEENINVENTEDUPTONOW,HASATTRACTEDMOREANDMOREENGINEERSANDTECHNICIANSTOPAYTHEIRATTENTIONSTOITSAPPLICATIONFIELDNOW,SCMCHASBEENWIDELYUSEDINMECHANICALANDELECTRICALEQUIPMENTPROCESSCONTROL,AUTOMATICDETECTION,EACHRESPECTSSUCHASHOUSEHOLDAPPLIANCESANDDATAPROCESSINGTHISDESIGNUSESAT89C51GENERATORTHATCANPRODUCETRIANGLEWAVE,SQUAREWAVE,SINEWAVEANDSOONAVARIETYOFSPECIALWAVEFORMANDARBITRARYWAVEFORMANDTHEFREQUENCYOFTHEWAVEFORMCANBECHANGEDBYPROGRAMCONTROLTHROUGHTHEKEYBOARDWECANCONTROLWAVEFORMFREQUENCYINCREASINGORDECREASINGOFTHEWAVEFORMANDCHOOSETHESIZEANDFREQUENCYOFTHELCDDISPLAYWECANCONNECTDAC0832D/AINTHEOUTPUTOFTHEMICROCONTROLLERPORTCONVERSION,ANDTHENTHROUGHTHEOPAMPWAVEFORMADJUSTMENTWECANDISPLAYTHEFINALOUTPUTWAVEFORMONTHEOSCILLOSCOPETHISDESIGNHASTHEFOLLOWINGADVANTAGESSUCHASSIMPLECIRCUIT,COMPACTSTRUCTURE,LOWCOSTANDSUPERIORPERFORMANCEKEYWORDSSIGNALGENERATOR；MULTIFUNCTION；SINGLECHIPMICROCOMPUTER濰坊科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文報(bào)告IV第1章緒論11課題背景信號(hào)發(fā)生器是一種能產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的電子儀器，是電工、電子工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常使用的電子儀器之一。信號(hào)發(fā)生器種類較多，性能各有差別，但它們都可以產(chǎn)生不同頻率的正弦波、調(diào)幅波調(diào)頻波信號(hào)，以及各種頻率的三角波、方波、鋸齒波和正負(fù)脈沖波信號(hào)等。利用信號(hào)發(fā)生器輸出的信號(hào)，可以對(duì)元器件的性能及參數(shù)進(jìn)行測量，還可以對(duì)電子產(chǎn)品和電工整進(jìn)行指數(shù)驗(yàn)證、參數(shù)調(diào)整及性能鑒定。在多數(shù)電路傳遞網(wǎng)絡(luò)中、電容與電感組合電路，電容與電阻組合電路及信號(hào)調(diào)制器的頻率中都可以得到廣泛的應(yīng)用。隨著電子測量及其他部門對(duì)各類信號(hào)發(fā)生器的廣泛需求及電子技術(shù)的迅速發(fā)展，促使信號(hào)發(fā)生器種類增多，性能提高。尤其隨著70年代微處理器的出現(xiàn)，更促使信號(hào)發(fā)生器向著自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展?，F(xiàn)在，許多信號(hào)發(fā)生器帶有微處理器，可以和控制計(jì)算機(jī)及其他測量儀器一起方便的構(gòu)成自動(dòng)測試系統(tǒng)。當(dāng)前信號(hào)發(fā)生器總的趨勢(shì)是向著寬頻率覆蓋、低功耗、高頻率精度、多功能、自動(dòng)化和智能化方向發(fā)展。在科學(xué)研究、工程教育及生產(chǎn)實(shí)踐中，如工業(yè)過程控制、材料試驗(yàn)、教學(xué)實(shí)驗(yàn)、機(jī)械振動(dòng)試驗(yàn)、生物醫(yī)學(xué)、動(dòng)態(tài)分析等領(lǐng)域，常常需要用到低頻信號(hào)發(fā)生器。而在我們?nèi)粘Ｉ钪?，以及一些科學(xué)研究中，鋸齒波和正弦波、矩形波信號(hào)是常用的基本測試信號(hào)。譬如在示波器、電視機(jī)等儀器中，為了使電子按照一定規(guī)律運(yùn)動(dòng)，以利用熒光屏顯示圖像，常用到鋸齒波產(chǎn)生器作為時(shí)基電路。但市面上能看到的儀器在頻率精度、帶寬、波形種類及程控方面都已不能滿足許多方面實(shí)際應(yīng)用的需求。各類功能的半導(dǎo)體集成芯片的快速生產(chǎn)，使我們研制一種低功耗，能產(chǎn)生多種波形并具有程控等低頻的信號(hào)發(fā)生器。12課題意義平時(shí)常用信號(hào)源產(chǎn)生正方波，弦波，三角波等常見波形作為待測系統(tǒng)的輸入，測試系統(tǒng)的性能。單在某些場合，我們需要特殊波形對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測試，這是傳統(tǒng)的數(shù)字信號(hào)發(fā)生器和模擬信號(hào)發(fā)生器很難勝任的。便攜式和智能化越來越成為儀器的基本要求，對(duì)傳統(tǒng)儀器的數(shù)字化，智能化，集成化也就顯得尤為重要。利用單片機(jī)的強(qiáng)大功能，設(shè)計(jì)合適的人機(jī)交互界面，使用戶能夠通過手動(dòng)的設(shè)定，設(shè)置所需波形。濰坊科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文報(bào)告V該設(shè)計(jì)課題的研究和制作全面說明對(duì)低頻信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)要有一個(gè)全面的解、對(duì)低頻信號(hào)的發(fā)生原理要理解掌握，以及低頻信號(hào)發(fā)生器工作流程波形的設(shè)定，D/A轉(zhuǎn)換，單片機(jī)，顯示和各模塊的連接通信等各個(gè)部分要熟練聯(lián)接調(diào)試，能夠正確的了解常規(guī)芯片的使用方法、掌握簡單信號(hào)發(fā)生器應(yīng)用系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計(jì)方法，進(jìn)一步鍛煉了我們?cè)谛盘?hào)處理方面的實(shí)際工作能力。13本課題在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀多頻、調(diào)幅、TTL等的信號(hào)發(fā)生器需求大。二十一世紀(jì)，隨著集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展，出現(xiàn)了很多類型的工作頻率可過數(shù)GHZ的DDS芯片，同時(shí)也推動(dòng)了函數(shù)波形發(fā)生器的進(jìn)一步發(fā)展，2003年，AGILENT的產(chǎn)品33220A能夠產(chǎn)生17種波形，最高頻率可達(dá)到20M，2005年的產(chǎn)品N6030A能夠產(chǎn)生高達(dá)500MHZ的頻率，采樣的頻率可達(dá)125GHZ。從以上的的產(chǎn)品可以看出，函數(shù)波形發(fā)生器發(fā)展是很快。濰坊科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文報(bào)告VI第2章信號(hào)發(fā)生器的方法研究21總體方案設(shè)計(jì)信號(hào)發(fā)生器的實(shí)現(xiàn)方法主要有以下幾種方案一使用晶體管、運(yùn)放IC等通用器件制作，更多的則是用專門的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器IC產(chǎn)生。早期的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器IC系列，如L8038、BA205、XR2207/2209等，它們的功能單一，頻率上限不到300KHZ，無法產(chǎn)生較高頻率的信號(hào)，頻率和占空比不能獨(dú)立調(diào)節(jié)。方案二利用專用直接數(shù)字合成DDS芯片的函數(shù)發(fā)生器能產(chǎn)生任意波形并達(dá)到很高的頻率,但成本較高。方案三采用AT89C51單片機(jī)和DAC0832芯片，直接連鍵盤和終端顯示。此方案主要對(duì)AT89C51型號(hào)單片機(jī)的各個(gè)I/O接口充分利用P1口是連接鍵盤以及接顯示電路,P2口連接DAC0832輸出波形這樣可以充分利用單片機(jī)各個(gè)接口,而不在多用其它芯片,從而降低了系統(tǒng)的成本也對(duì)按照系統(tǒng)便攜式低頻信號(hào)發(fā)生器的要求所完成占用空間小,使用芯片少,低功耗。綜合考慮，方案三各項(xiàng)性能和指標(biāo)都優(yōu)于第一和第二種方案，輸出頻率更穩(wěn)定，充分體現(xiàn)了模塊化設(shè)計(jì)的要求，而且器件均為通用器件，在市場上較常見，價(jià)格低廉，樣品制作成功的可能性更大，所以本設(shè)計(jì)采用第三種方案。22模塊劃分本次設(shè)計(jì)所研究的就是對(duì)所需要的某種波形輸出對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，再通過D/A轉(zhuǎn)換器和單片機(jī)轉(zhuǎn)換輸出一組連續(xù)變化的05V的電壓脈沖，再通過顯示部分顯示其頻率以及波形。按照波形設(shè)定，D/A轉(zhuǎn)換，51單片機(jī)連接，鍵盤控制和顯示五個(gè)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。最后通過系統(tǒng)仿真，做出電路板成品。從而簡化人機(jī)交互，具體設(shè)計(jì)模塊如圖濰坊科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文報(bào)告VII模塊介紹1波形設(shè)定對(duì)波形進(jìn)行手動(dòng)設(shè)定2D/A轉(zhuǎn)換使用DAC0832把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)3單片機(jī)部分系統(tǒng)核心4鍵盤用按鍵來控制輸出波形的種類和數(shù)值的輸入5顯示部分顯示波形的頻率系統(tǒng)要求便攜式低功耗，所以在硬件電路建立前首先粗略計(jì)算一下整個(gè)系統(tǒng)所需的功耗?？紤]單片機(jī)部分（有最小系統(tǒng)，D/A轉(zhuǎn)換，鍵盤接口，擴(kuò)展部分顯示等部分）的功耗大小，機(jī)器體積小，價(jià)格便宜，耗電少，頻率適中，便于攜帶。濰坊科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文報(bào)告VIII第3章硬件電路的設(shè)計(jì)31基本原理按鍵復(fù)位電路AT89C51LCD顯示D/A轉(zhuǎn)換芯片電流電壓轉(zhuǎn)換電流波形輸出低頻信號(hào)發(fā)生器系統(tǒng)主要由CPU、D/A轉(zhuǎn)換電路、電流/電壓轉(zhuǎn)換電路、按鍵和顯示電路、電源等電路組成。其工作原理為當(dāng)按下第一個(gè)按鍵就會(huì)分別出現(xiàn)三角波、鋸齒波、方波、正弦波，并且LCD顯示波形數(shù)據(jù)和頻率。32資源分配運(yùn)算放大器采用LM324；濰坊科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文報(bào)告IX采用LCD1602顯示頻率；提供12V、12V和5V電壓；對(duì)于89C51內(nèi)存分配主控芯片采用ATMEL公司的89C518位D/A轉(zhuǎn)換器采用DAC0808；采用12MHZ的晶振器為89C51提供時(shí)鐘信號(hào)；P1口的P10P14分別與五個(gè)按鍵連接，分別控制鋸齒波、三角波、正弦波和方波以及他們頻率的調(diào)節(jié)和占空比，P15P17以及P0口與LCD連接，P2口與DAC0832的DI0DI7數(shù)據(jù)輸入端相連。P2口的數(shù)據(jù)采用74LS373進(jìn)行鎖存后經(jīng)過DAC0808進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換；33子模塊具體設(shè)計(jì)331AT89C51單片機(jī)介紹AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROMFALSHPROGRAMMABLEANDERASABLEREADONLYMEMORY）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。圖31是常用的一種單片機(jī)，型號(hào)為AT89C51，它將計(jì)算機(jī)的功能都集成到這個(gè)芯片內(nèi)部去了，一個(gè)小小的芯片就能構(gòu)成一臺(tái)小型的電腦，因此叫做單片機(jī)。圖31AT89C51芯片它的管腳，分成兩排，每一排各有20個(gè)腳，其中左下角標(biāo)有箭頭的為第1腳，然后按逆時(shí)針方向依次為第2腳、第3腳第40腳。其中有32個(gè)腳可用于各種控制，比如控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)、控制電梯的升與降等，這32個(gè)腳叫做單片機(jī)的“端口”。AT89C51單片機(jī)的功能1主要特性與MCS51兼容全靜態(tài)工作0HZ24HZ全靜態(tài)工作0HZ24HZ4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器1288位內(nèi)部RAM5個(gè)中斷源壽命1000寫/擦循環(huán)32可編程I/O線可編程串行通道兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)保留時(shí)間10年濰坊科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文報(bào)告X2管腳說明（圖32）圖32AT89C51管腳分布VCC供電電壓，GND接地。P0口P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每個(gè)腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。在FIASH編程時(shí)，因?yàn)镻0口是原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，所以P0外部必須被拉高。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。P1口P1口為一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O接口，P1口緩沖器能夠接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，其內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O接口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳因?yàn)閮?nèi)部上拉電阻拉高，作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。濰坊科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文報(bào)告XIP3口P3口是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，能夠接收4個(gè)輸出TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。P3口管腳備選功能P30RXD（串行輸入口）P31TXD（串行輸出口）P32/INT0（外部中斷0）P33/INT1（外部中斷1）P34T0（記時(shí)器0外部輸入）P35T1（記時(shí)器1外部輸入）P36/WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P37/RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）RST復(fù)位輸入。ALE/PROG當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。然而要注意的是每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。PSEN外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。XTAL1反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2反向振蕩器的輸出。3振蕩器特性XTAL1和XTAL2為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。4芯片擦除在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。5復(fù)位電路（圖33）MCS51單片機(jī)的復(fù)位電路是指單片機(jī)的初始化操作。單片機(jī)啟運(yùn)運(yùn)行時(shí)，都需要先復(fù)位，目的是使CPU和系統(tǒng)中其他部件處于一個(gè)特定范圍的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。但單片機(jī)自身不能自動(dòng)復(fù)位，必須配合相應(yīng)的外部電路才能實(shí)現(xiàn)。濰坊科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文報(bào)告XII圖33復(fù)位電路（1）復(fù)位電路的基本功能系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定，去掉復(fù)位信號(hào)。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還需要延時(shí)才撤銷復(fù)位信號(hào)，以防電源開關(guān)或電源插頭分合過程中引起的抖動(dòng)而影響復(fù)位。單片機(jī)的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)的。片內(nèi)復(fù)位電路是復(fù)位引腳RST通過一個(gè)斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，使用斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，它的輸出在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2，由復(fù)位電路采樣一次。復(fù)位電路分為上電自動(dòng)復(fù)位電路和按鍵復(fù)位電路兩種。圖34復(fù)位電路（2）單片機(jī)復(fù)位后的狀態(tài)單片機(jī)的復(fù)位操作使單片機(jī)進(jìn)入初始化狀態(tài)，其中包括使程序計(jì)數(shù)器PC0000H，這表明程序從0000H地址單元開始執(zhí)行。單片機(jī)冷啟動(dòng)后，片內(nèi)RAM為隨機(jī)值，運(yùn)行中的復(fù)位操作不改變片內(nèi)RAM區(qū)中的內(nèi)容，21個(gè)特殊功能寄存器復(fù)位后的狀態(tài)為確定值，見表1。值得指出的是，記住一些特殊功能寄存器復(fù)位后的主要狀態(tài)，對(duì)于了解單片機(jī)的初態(tài)，減少應(yīng)用程序中的初始化部分是十分必要的。說明表中符號(hào)為隨機(jī)狀態(tài)。表1寄存器復(fù)位后狀態(tài)表濰坊科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文報(bào)告XIII特殊功能寄存器初始狀態(tài)特殊功能寄存器初始狀態(tài)ABPSWSPDPLDPHP0P3IPIE00H00H00H07H00H00HFFH00000B000000BTMODTCONTH0TL0TH1TL1SBUFSCONPCON00H00H00H00H00H00H不定00H0BPSW00H，表明選寄存器0組為工作寄存器組；SP07H，表明堆棧指針指向片內(nèi)RAM07H字節(jié)單元，根據(jù)堆棧操作的先加后壓法則，第一個(gè)被壓入的內(nèi)容寫入到08H單元中；POP3FFH，表明已向各端口線寫入1，此時(shí)，各端口既可用于輸入又可用于輸出。332按鍵電路一、人機(jī)交互接口的設(shè)計(jì)所謂人機(jī)交互接口，是指人與計(jì)算機(jī)之間建立聯(lián)系、交互信息的輸入/輸出設(shè)備的接口8。這些輸入/輸出設(shè)備主要有鍵盤、顯示器和打印機(jī)等。他們是計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中必不可少的輸入、輸出設(shè)備，是控制系統(tǒng)與操作人員之間的交互窗口。一個(gè)安全可靠的控制系統(tǒng)必須具有方便的交互功能。操作人員可以通過系統(tǒng)顯示的內(nèi)容，及時(shí)掌握生產(chǎn)情況，并可通過鍵盤輸入數(shù)據(jù)，傳遞命令，對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行人工干擾，使其隨時(shí)能按照操作人員的意圖工作。二、鍵盤設(shè)計(jì)需要解決的幾個(gè)問題1按鍵的確認(rèn)鍵盤是按鍵開關(guān)的集合，每一個(gè)按鍵就是一個(gè)開關(guān)量輸入。鍵的閉合與否，取決于機(jī)械彈性開關(guān)的通、斷狀態(tài)。反應(yīng)在電壓上就是呈現(xiàn)出高電平或低電平，若高電平表示斷開，那么低電平鍵表示閉合。所以，通過電平狀態(tài)的檢測，便可確定相應(yīng)按鍵是否已被按下。2重鍵與連擊實(shí)際按鍵操作中，若無意中同時(shí)或先后按下兩個(gè)或者以上的鍵，系統(tǒng)確定哪個(gè)鍵操作是有效的，完全取決設(shè)計(jì)者的意圖。如視按下時(shí)間最長者為有效鍵，濰坊科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文報(bào)告XIV或認(rèn)為最先按下的鍵為當(dāng)前的按鍵，也可以將最后釋放的鍵看成是輸入鍵。不過單片機(jī)控制系統(tǒng)的資源有限，交互能力不強(qiáng)，通常總是采用單鍵按下有效，多鍵同時(shí)按下無效的原則。有時(shí)，由于操作人員按鍵動(dòng)作不夠熟練，會(huì)使一次按鍵產(chǎn)生多次擊鍵的效果，及重鍵的情形。為消除重鍵的影響，編制程序時(shí)可以將鍵的釋放作為按鍵的結(jié)束。等鍵釋放電平后再轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的功能程序，以防止一次擊鍵多次執(zhí)行的錯(cuò)誤發(fā)生。3按鍵防抖動(dòng)技術(shù)消除按鍵盤抖動(dòng)有兩種方法硬件消抖和軟件消抖。硬件消抖是通過在按鍵輸出電路上加一定的線路來消除抖動(dòng)，一般采用觸發(fā)器或單穩(wěn)態(tài)電路。如圖317所示。軟件消抖是利用延時(shí)來跳過抖動(dòng)過程。圖317單穩(wěn)態(tài)硬件消抖電路鍵盤的結(jié)構(gòu)形式一般有兩種獨(dú)立式鍵盤與矩陣式鍵盤。獨(dú)立式鍵盤就是各按鍵相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵各接一根I/O口線，每根I/O口線上的按鍵都不會(huì)影響。矩陣式鍵盤又叫行列式鍵盤。用I/O口線組成行、列結(jié)構(gòu)，鍵位設(shè)置在行列的交點(diǎn)上。例如44的行、列結(jié)構(gòu)可組成16個(gè)鍵的鍵盤，比一個(gè)鍵位用一根I/O口線的獨(dú)立式鍵盤少了一半的I/O口線。濰坊科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文報(bào)告XV圖318獨(dú)立式鍵盤通過液晶1602顯示輸出的波形、頻率，其電路圖如下如上圖所示，1602的八位數(shù)據(jù)端接單片機(jī)的P1口，其三個(gè)使能端RS、RW、E分別接單片機(jī)的P15P17。通過軟件控制液晶屏可以顯示波形的種類以及波形的頻率。333D/A轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)DAC0832是8位D/A轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換時(shí)間為1US。利用D/A轉(zhuǎn)換器可以產(chǎn)生各種波形，如方波、三角波、正弦波、鋸齒波等以及它們組合產(chǎn)生的復(fù)合波形以及不規(guī)則波形。1DAC0832主要性能輸入為8位；采用CMOS工藝，所有引腳的邏輯電平與TTL兼容；轉(zhuǎn)換時(shí)間1US；精度1LSB；分辨率8位；單一電源515V，功耗20MW；濰坊科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文報(bào)告XVI參考電壓1010V；下面是芯片電路原理圖320圖320DAC0832電路原理圖如圖320所示，待轉(zhuǎn)換的8位數(shù)字量由芯片的8位數(shù)據(jù)輸入線D0D7輸入，經(jīng)DAC0832轉(zhuǎn)換后，通過2個(gè)電流輸出端IOUT1和IOUT2輸出，IOUT1是邏輯電平為“1“的各位輸出電流之和，IOUT2是邏輯電平為“0“的各位輸出電流之和。另外，ILE、和是控制轉(zhuǎn)換的控制信號(hào)。控制信號(hào)和用來控制8位A/D轉(zhuǎn)換器。當(dāng)為低電平，輸入負(fù)脈沖時(shí)，則在LE產(chǎn)生正脈沖；其中LE為高電平時(shí)，DAC寄存器的輸入與輸出的狀態(tài)一致，LE負(fù)跳變，輸入寄存器內(nèi)容存入DAC寄存器。DAC0832由8位輸入寄存器、8位DAC寄存器和8位D/A轉(zhuǎn)換電路組成。輸入寄存器和DAC寄存器作為雙緩沖，因?yàn)樵贑PU數(shù)據(jù)線直接接到DAC0832的輸入端時(shí)，數(shù)據(jù)在輸入端保持的時(shí)間僅僅是在CPU執(zhí)行輸出指令的瞬間內(nèi)，輸入寄存器可用于保存此瞬間出現(xiàn)的數(shù)據(jù)。DAC0832通常使用的是電壓信號(hào),但是DAC0832輸出的是電流信號(hào)，這就需要由運(yùn)算放大器組成的電路實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換。其中有輸出電壓各自極性固定的單位性輸出和在隨動(dòng)系統(tǒng)中輸出電壓有正負(fù)極性的雙極性輸出兩種輸出方式。濰坊科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文報(bào)告XVIIDAC0832同CPU的接口如圖321所示DAC0832作為微處理器的一個(gè)端口，用地址92H的選通作為和的控制信號(hào)，微處理器的寫信號(hào)直接來控制和。圖321DAC0832和CPU連接電路本系統(tǒng)D/A轉(zhuǎn)換電路圖322濰坊科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文報(bào)告XVIII圖322D/A轉(zhuǎn)換電路圖濰坊科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文報(bào)告第I頁334I/V轉(zhuǎn)換波形輸出電路如圖323所示為兩級(jí)運(yùn)算放大器組成的模擬電壓輸出電路。從第一個(gè)運(yùn)放輸出為單極性模擬電壓，從第二個(gè)運(yùn)放輸出為雙極性模擬電壓。圖323I/V轉(zhuǎn)換波形發(fā)生電路一、LM324簡介LM324是四運(yùn)放集成電路，它采用14腳雙列直插塑料封裝。包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器，除電源共用外,四組運(yùn)放相互獨(dú)立。每一組運(yùn)算放大器可用下圖所示的符號(hào)來表示，它有5個(gè)引出腳，其中“”、“”為兩個(gè)信號(hào)輸入端，“V”、“V”為正、負(fù)電源端，“VO”為輸出端。兩個(gè)信號(hào)輸入端中，VI（）為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端VO的信號(hào)與該輸入端的相位相反；VI（）為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端VO的信號(hào)與該輸入端的相位相同。LM324工作原理（管腳功能如圖9所示）濰坊科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文報(bào)告第II頁圖9LM324管腳圖在此項(xiàng)目中用了LM324的三組運(yùn)放，分別置于第一級(jí)輸出，第一、二級(jí)之間，第二級(jí)輸出。原理圖電壓變換原理圖如圖327所示圖327系統(tǒng)信號(hào)變換雙極性輸出實(shí)現(xiàn)若D/A轉(zhuǎn)換器輸出為雙極性，如圖4所示。IOUT1IOUT2VFBDAC0832U1567B1098CR2RR12RR32RRVOUT2VREF數(shù)字碼128/1285VVOUT1I1I2圖7D/A轉(zhuǎn)換器雙極性輸出電路濰坊科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文報(bào)告第III頁結(jié)論通過本次設(shè)計(jì)研究我發(fā)現(xiàn)，技術(shù)工藝是衡量一個(gè)企業(yè)是否具有先進(jìn)性，是否具備市場競爭力是否能不斷領(lǐng)先于競爭者的重要指標(biāo)依據(jù)。用87C