多脈沖信號發(fā)生器硬件電路設(shè)計案例概述目錄TOC\o"1-3"\h\u6899多脈沖信號發(fā)生器硬件電路設(shè)計案例概述 1312931.1單片機最小系統(tǒng)電路設(shè)計 179011.1.1時鐘電路 3216201.1.2復(fù)位電路 3185551.2按鍵電路設(shè)計 4287821.3LCD1602顯示電路設(shè)計 4259061.4脈沖信號輸出電路設(shè)計 51.1單片機最小系統(tǒng)電路設(shè)計51單片機是兼容Intel8051指令系統(tǒng)的單片機的總稱。一般市面上的51單片機一般由愛特梅爾公司以及宏晶科技制造的，本設(shè)計所使用的ST89C52就是由STC公司所生產(chǎn)的，與MCS-51單片機產(chǎn)品兼容，是一種功耗低，性能高的8位微控制器，可以實現(xiàn)靈活、高效的嵌入式控制系統(tǒng)。AT89C52是由愛特梅爾所生產(chǎn)的8位低功耗高性能單片機，其閃存存儲器的大小為8K字節(jié)，程序設(shè)計上和51單片機的類似，但是添加了很多集成的接口，豐富了片內(nèi)資源，在應(yīng)用場景上豐富了使用功能，并且在編程上可以靈巧引用，所以AT89C52應(yīng)用在很多的嵌入式系統(tǒng)中，發(fā)揮著不可替代的作用。單片機引腳圖如下圖3-1所示。圖3-1AT89C52引腳圖AT89C52芯片的P3端還具備其它功能，P1.0和P1.1口第一功能與其他端口有相同功能，另一種功能是能夠?qū)崿F(xiàn)串行通信進行數(shù)據(jù)輸入和輸出。P1.2和P1.3具有中斷信號的功能，P1.4和P1.5還與單片機內(nèi)部的的定/計時器T0和T1輸入端相接。P1.6和P1.7控制外部數(shù)據(jù)存儲器寫/讀選通端。AT89C52單片機的引腳功能如下表3-2所示。表3-2引腳功能說明表序號引腳功能說明1Vcc為單片機提供電源2P0端口（P0.0~P0.7）8位的雙向輸入/輸出端口3EA/Vpp外部允許存取程序端4ALE/PROG地址鎖存允許信號端5PSEN程序儲存允許訪問輸出6P2端口（P2.0~P2.7）內(nèi)部帶有上拉電阻的8位雙向I/O口7P1端口（P1.0~P1.7）與P2口相同P1.0和P1.1有定時/計數(shù)功能8RST復(fù)位功能需要兩個機器周期9P3端口（P1.0~P1.7）具有第二功能10XTAL2振蕩電路反向放大器的輸出端11XTAL1振蕩電路反向放大器的輸入端12GND地1.1.1時鐘電路時鐘電路主要為單片機的運行提供時鐘信號。根據(jù)單片機的設(shè)計原理，單片機內(nèi)部有一個高增益輸入輸出端不同極性的放大器。其中XATL1、XTAL2的功能在表3-2有說明。只需要在XTAL1和XTAL2外加晶振和兩個微調(diào)電容，就可以完成時鐘電路設(shè)計。下圖中的C1和C2為30pF，晶振X1選用12MHz的。時鐘電圖如圖3-3所示。圖3-3時鐘電路圖1.1.2復(fù)位電路AT89C52是屬于高電平復(fù)位，復(fù)位的引腳為RST引腳需要持續(xù)一個指令周期以上的高電平，復(fù)位電路的目的是為了確定程序從頭開始執(zhí)行，并且在系統(tǒng)出現(xiàn)問題的時候?qū)崿F(xiàn)初始化。設(shè)計圖如圖3-4所示。圖3-4復(fù)位電路1.2按鍵電路設(shè)計本設(shè)計采用了八個按鍵，分別定義的功能是波形切換和頻率改變按鍵，波形切換是對不同的脈沖信號進行切換，頻率改變是是根據(jù)需要調(diào)整的數(shù)值進行調(diào)整，通過不同的按鍵組合實現(xiàn)不同信號不同頻率的輸出，按鍵采用的是獨立按鍵，分別和單片機的P1口和P3口連接，采用掃描的方式的進行鍵值讀取，按鍵的出發(fā)是低電平信號觸發(fā)。當(dāng)檢測的某一按鍵按下后實現(xiàn)相應(yīng)的功能。按鍵電路設(shè)計如圖3-5所示。圖3-5按鍵電路圖1.3LCD1602顯示電路設(shè)計本設(shè)計采用的是LCD1602顯示目前波形狀態(tài)和波形頻率的信息，LCD1602是一款雙行顯示的顯示元件，可以顯示英文字符以及數(shù)字，單片機的連接方式有直接連接式和間接連接式。直接連接方式就是將LCD1602的DO~D7和數(shù)據(jù)/命令選擇、RW和E與單片機直接相連，LCD總共有20個引腳，其中VSS和K是背光的電源，直接接電源即可，VCC和A是LCD的電源正極和負極，RS和RW、EN是命令控制管腳，D0~D7是數(shù)據(jù)傳輸端口與單片機的P1口連接，LCD顯示電路如圖3-6所示。圖3-6LCD1602顯示電路圖1.4脈沖信號輸出電路設(shè)計DDS芯片通常由DDS核心和DAC組成。在實際應(yīng)用過程中，低頻的濾波器通常連接在外接電路后面以過濾DAC信號的雜頻。如圖3-7所示這是一個傳統(tǒng)的DDS結(jié)構(gòu)，其中DDS核心用于產(chǎn)生數(shù)字信號的頻率輸出。DAC將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化再經(jīng)過低頻濾波器用于衰減DAC輸出中不需要的雜散頻率。DDS已經(jīng)成為大多數(shù)頻率合成器設(shè)計工程師的首選。這是由于DDS具有跳頻速度快、頻率分辨率高、可以連續(xù)輸出的相位等優(yōu)點。圖3-7DDS內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖在脈沖信號輸出端選擇使用DAC0832來輸出波形，其工作原理主要概述為：當(dāng)單片機相應(yīng)的程序指令發(fā)送數(shù)字信號輸入到DAC0832芯片中，DAC0832可以轉(zhuǎn)化為模擬信號，其中的輸入量與輸出量成正比。當(dāng)需要輸出一段隨時間變換而變化的波形時，通過單片機發(fā)送按一定時間規(guī)律的數(shù)字信號，經(jīng)過DAC0832就能輸出按照時間變化規(guī)律的波形。圖3-8脈沖信號輸出電路圖如圖3-8所示，由于DAC0832芯片的輸出方式為電流輸出型。一般輸出的信號需要電壓信號，所以需要外接運放來實現(xiàn)電壓輸出。這里選用LM324芯片作為集成運算放大器。運放采用反向比例放大1倍。R2是耦合電阻，R1,R4都為分壓式反饋電阻。其中R1:R2:R4為1：2：1，通過調(diào)理電路的放大