bishe单片机的信发生器设计方案 .docx
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1、精品名师归纳总结论文设计作者名称:学校:院系: 专业:何明华广州高校松田学院电气与汽车工程系电子信息工程班级:09电子( 2)班二零一零 年十 月十五日目 录绪论第一章系统设计 错误!未定义书签。1.1 系统方案的比较 - 2 -1.2 把握芯片的选择 - 2 -其次章系统硬件设计 - 2 -2.1 基本原理 - 2 -2.2 单片机介绍及资源支配- 3 -2.2.1 单片机的介绍 - 3 -2.2.2 资源支配 - 6 -2.3 各部分电路原理 - 7 -2.3.1 DAC0832 芯片原理 - 7 - 2.3.2NE4558 工作原理 - 8 -2.3.3 键盘电路原理 - 9 -2.3.
2、4 LED 显示电路原理 - 11 -第三章系统软件设计3.1 主程序流程图 - 12 -3.2 子程序流程图 - 12 -第四章测试结果 - 16 -第五章结论 - 17 -参考文献 - 17 -致谢 - 17 - 5论文名称:基于单片机的信号发生器设计可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结附录 A 电路原理图 - 18 -附录 B 程序清单 错误!未定义书签。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结基于单片机的信号发生器设计摘要: 本系统是基于 AT89S52单片机的数字式低频信号发生器。接受AT89S52 单片机作为把握核心,外围接受数字/ 模拟转换电路( DAC083
3、2)、运放电路( NE4558)、按键和 LED显示灯电路等。通过按键把握可产生方波、锯齿波、三角波、正弦波等,同时用LED显示灯指示对应的波形。其设计简洁、性能优良,可用于多种需要低频信号源的场所,具有确定的有用性。关键词 :单片机。信号发生器。 D/A 转换引言波形发生器亦称函数发生器,作为试验用信号源,是现今各种电子电路试验设计应用中必不行少的仪器设备之一。目前,市场上常见的波形发生器多为纯硬件的搭接而成,且波形种类有限,多为锯齿、正弦、方波、三角等波形。信号发生器作为一种常见的应用电子仪器设备,传统的可以完全由硬件电路搭接而成,如接受555 振荡电路发生正弦波、三角波和方波的电路便是可
4、取的路径之一,不用依靠单片机。但是这种电路存在波形质量差,把握难,可调范畴小,电路复杂和体积大等缺点。在科学争论和生产实践 中,如工业过程把握,生物医学,的震模拟机械振动等领域常常要用到低频信号源。而由硬件电路构成的低频信号其性能难以令人中意,而且由于低频信号源所需的RC 很大。大电阻,大电容在制作上有困难,参数的精度亦难以保证。体积大,漏电,损耗显著更是其致命的弱点。一旦工作需求功能有增加,就电路复杂程度会大大增加。当今是科学技术及仪器设备高度智能化飞速进展的信息社会,电子技术的进步,给人们带来了根本性的转变。现代电子领域中,单片机的应用正在不断的走向深化,这必将导致传统把握与检测技术的日益
5、革新。单片机构成的仪器具有高牢靠性、高性能价格比,在智能外表系统和办公自动化等诸多领域得以极为广泛的应用,并走入家庭,从洗衣机、微波炉到音响汽车,处处可见其应用。因此,单片机技术开发和应用水平已逐步成为一个国家工业进展水平的标志之一。一块单片机芯片就是一台运算机。由于单片机的这种特殊的结构形式,在某些应用领域中,它承担了大中型运算机和通用微型运算机无法完成的一些工作。使其具有许多显著的优点和特点,因此在各个领域中都得到了迅猛的进展。单片机的特点归纳起来有以下几个方面。具有优异的性能价格比单片机尽可能的把应用所需的储备器,各种功能的 I/O 接口集成在一块芯片内,因而其性能很高 ,而价格却相对较
6、低廉 ,即性能价格比很高。于同一档次的微机。集成度高、体积小、牢靠性高单片机把各种功能部件集成在一块芯片上,因而集成度高,均为大规模或超大规模集成电路。又内部接受总线结构,削减了芯片之间的连线,这大大提高了单片机的牢靠性与抗干扰才能。同 时,其体积小,对于强磁场环境易于实行屏蔽措施,适合于在恶劣环境下工作。把握功能强单片机体积虽小,但“五脏俱全”,它特殊适用于特的的把握用途。为了中意工业把握要求,一般单片机的指令系统中有极丰富的转移指令,I/O 口的规律操作指令以及位操作指令。其规律把握功能及运行速度均高于同一档次的微机低电压、低功耗单片机大量用于携带式产品和家用消费类产品,低电压和低功耗尤为
7、重要。目前,许多单片机已可在 2.2V 电压下运行 ,有的已能在1.2V 或 0.9V 下工作,功耗降至 A 级,一粒钮扣电池就可长期可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结使用。利用单片机接受程序设计方法来产生低频信号,其下限频率很低。具有线路相对简洁,结构紧凑,价格低廉,频率稳固度高,抗干扰才能强,用途广泛等优点,并且能够对波形进行微小调整, 改良波形,使其中意系统的要求。只要对电路稍加修改,调整程序,即可完成功能升级。这里介绍一种接受AT89S52 单片机和一片DAC0832数模转换器做成的数字式低频信号发生器,它的特点是价格低、性能高,在低频范畴稳固性好、操作便利、体积小、耗电
8、少等。信号发生器与其它相比仍具有如下优点:较分立元件信号发生器而言,具有频率高,工作稳固,简洁调试等特性。较专用DDS 芯片的信号发生器而言,具有结构简洁,成本低等特性。1 系统设计1.1 系统方案的比较方案一:接受函数信号发生器ICL8038 集成模拟芯片,(如图2-1)它是一种可以同时产生方波、三角波、正弦波的专用集成电路。但是这种模块产生的波形都不是纯洁的波形,会寄生一些高次谐波重量,接受其他的措施虽可滤除一些,但不能完全滤除掉。方案二:接受分立元件实现非稳态的多谐振振荡器,然后依据需要加入积分电路等构成正弦、矩形、三角等波形发生器。这种信号发生器输出频率范畴窄,而且电路参数设定较繁琐,
9、其频率大小的测量往往需要通过硬件电路的切换来实现,操作不便利。方案三:接受单片机和 DAC0832 数模转换器生成波形,由于是软件滤波,所以不会有寄生的高次谐波重量,生成的波形比较纯洁。它的特点是价格低、性能高,在低频范畴内稳固性好、操作便利、体积小、耗电少。经比较,方案三既可中意毕业设计的基本要求又能充分发挥其优势,电路简洁,易把握,性价比较高,所以接受该方案。1.2 把握芯片的选择方案一: AT89S52 单片机是一种高性能 8 位单片微型运算机。它把构成运算机的中心处理器CPU 、储备器、寄存器、 I/O 接口制作在一块集成电路芯片中,从而构成较为完整的运算机。方案二: C8051F00
10、5 单片机是完全集成的混合信号系统级芯片,具有与AT80S52 兼容的微把握器的内核,与MCS-51 指令集完全兼容。除了具有标准AT80S52的数字外设部件之外,片内仍集成了数据采集和把握系统中常用的模拟部件和其他数字外设及功能部件。方案选择:方案二中C8051F005 芯片系统内部结构复杂,不易把握,芯片成本高,对于本系统而言利用率低, AT89S52 芯片比较常用,简洁易把握,成本低,性能稳固故接受方案一。2 系统硬件设计2.1 基本原理系统框图如图 2.1 所示可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结波形指示按键单片机数 模 转电流 、电压转输出电源图 2.1 低频信号发生器系
11、统框图低频信号发生器系统主要由CPU 、D/A转换电路、基准电压电路、电流/电压转换电路、按键和波形指示电路、电源等电路组成。其工作原理为当分别按下四个按键中的任一个按键就会分别显现方波、锯齿波、三角波、正弦波,并且有四个发光二极管分别作为不同的波形指示灯。2.2 单片机介绍及资源支配2.2.1 单片机的介绍可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结( 1) AT89S52 的引脚图如图U12.2 所示可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结39P0038P0137P0236P0335P0434P0533P0632P0721P2022P2123P2224P2325P2426P25
12、27P2628P2710 RXD11 TXD30ALE/P29PSEN图 2.2 AATT889S95S252引脚图P101P112P123P134P145P156P167P178INT113INT012T115T014EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16VCCRST可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(2)管脚说明低频信号发生器接受AT89S52 单片机作为把握核心,其内部组成包括:一个8位的微处理器CPU 及片内振荡器和时钟产生电路,但石英晶体和微调电容需要外接。片内数据存储器 RAM 低 128 字节,存放读 /写数据。高128 字节被特殊功能寄存器占用
13、。片内程序储备器4KB ROM 。四个 8 位并行 I/O (输入 /输出)接口 P3 -P0,每个口可以用作输入,也可以用作输出。两个定时 /计数器,每个定时 /计数器都可以设置成计数方式,用以对外部大事进行计数,也可以设置成可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结定时方式,并可以依据计数或定时的结果实现运算机把握。五个中断源的中断把握系统。一个全双工 UART (通用异步接收发送器)的串行I/O 口。VCC :供电电压。GND :接的。RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持RST 脚两个机器周期的高电平常间。ALE/PROG :当拜望外部储备器时,的址锁存答应的输出电平用于锁
14、存的址的位置字节。在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。在平常,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要留意的是:每当用作外部数据储备器时,将跳过一个ALE 脉冲。如想禁止 ALE 的输出可在SFR8EH 的址上置 0。此时, ALE只有在执行 MOVX , MOVC指令是 ALE才起作用。另外,该引脚被略微拉 高。假如微处理器在外部执行状态ALE 禁止,置位无效。/PSEN :外部程序储备器的选通信号。在由外部程序储备器取指期间,每个机器周期两次/PSEN 有效。但在拜望外部数据储备器时,这两次有效的/PS
15、EN 信号将不显现。/EA/VPP :当 /EA 保持低电平常,就在此期间外部程序储备器(0000H-FFFFH ),不管是否有内部程序储备器。留意加密方式1 时, /EA 将内部锁定为 RESET。当 /EA 端保持高电平常,此间内部程序储备器。在FLASH 编程期间,此引脚也用于施加12V 编程电源( VPP)。XTAL1 :反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2 :来自反向振荡器的输出。89S52 单片机外部有32 个端口可供用户使用,其功能如下:表 2.1 89S52 并行 I/O 接口端口引 脚置位第一功能符号其次功能功能符号功能P039-32P0.0-P0.7通用
16、I/0 口AD0-AD7的址数据总线P11-8P1.0-P1.7通用I/0 口P221-28P2.0-P2.7通用I/0 口A8-A15的址总线(高位)P310P3.0通用I/0 口RXD串行通信发送口11P3.1TXD串行通信接收口12P3.2INT0外部中断 013P3.3INT1外部中断 114P3.4T0计数器 0 输入端口15P3.5T1计数器 1 输入端口16P3.6WR外部储备器写功能17P3.7RD外部储备器读功能P0 口: P0 口为一个 8 位漏级开路双向I/O 口,每脚可吸取8TTL 门电流。当P1 口的管脚第一次写 1 时,被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程序数据储
17、备器,它可以被定义为数据/ 的址的第八位。在 FIASH 编程时, P0 口作为原码输入口,当FIASH 进行校验时, P0 输出原码,此时P0 外部必需被拉高。P1 口: P1 口是一个内部供应上拉电阻的8 位双向 I/O 口, P1 口缓冲器能接收输出4TTL 门电流。 P1 口管脚写入 1 后,被内部上拉为高,可用作输入,P1 口被外部下拉为低电平常,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在FLASH 编程和校验时, P1 口作为第八位的址接收。P2 口: P2 口为一个内部上拉电阻的8 位双向 I/O 口, P2 口缓冲器可接收,输出4 个 TTL 门电流,当 P2 口被写 “1”时,其
18、管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。并因此作为输入时,P2 口的管可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结脚被外部拉低,将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2 口当用于外部程序储备器或16 位的址外部数据储备器进行存取时,P2 口输出的址的高八位。在给出的址“1时”,它利用内部上拉优势, 当对外部八位的址数据储备器进行读写时,P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位的址信号和把握信号。P3 口: P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口,可接收输出 4 个 TTL 门电流。当 P3 口写入 “1”后,它们被内部上拉为高电平,并用
19、作输入。作为输入,由于外部下拉为低电平, P3 口将输出电流( ILL )这是由于上拉的缘故。P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口,如下所示: 口管脚备选功能P3.0 RXD (串行输入通道) P3.1 TXD (串行输出通道) P3.2 /INT0 (外中断 0) P3.3 /INT1 (外中断 1) P3.4 T0(定时器 0 外部输入) P3.5 T1(定时器 1 外部输入)P3.6 /WR (外部数据储备器写选通)P3.7 /RD(外部数据储备器读选通)( 3) AT89S52 的晶振及其连接方法CPU 工作时都必需有一个时钟脉冲。有两种方式可以向89S52 供应时钟脉冲
20、:一是外部时钟方式,即使用外部电路向89S52 供应时钟脉冲,见图2.3a。 二是内部时钟方式,即使用晶振由89S52 内部电路产生时钟脉冲。一般常用其次种方法,其电路见89S5289S52悬空XTAL2XTAL2C1J外 部 时 钟信号XTAL1C2XTAL1a外部时钟方式( b)内部时钟方式图 2.3 89S52 的时钟脉冲J 一般为石英晶体,其频率由系统需要和器件准备,在频率稳固度要求不高时也可以使用陶瓷滤波器。一般来说,使用石英晶体时,C1=C2=30pF 。使用陶瓷滤波器时,( 4)AT89S52 的复位 复位是单片机的初始化操作,其主要的作用是把C1=C2=47pF 。PC 初始化
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