波形发生器设计.doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date波形发生器设计郑州轻工业学院郑州轻工业学院毕业设计（论文）任务书题目 波形发生器软件设计 专业 电子信息工程 学号 541101030231 姓名 邵臣 设计的主要内容：1、 利用AT89C51、DAC0832进行设计，使之能产生正弦波、方波、三角波。2、 设计软件总程序和具体的正弦波、三角波、方波产生子程序。3、 掌握正弦波、方波、三角波三种波形发生的原理。基本要求

2、：1、 能产生正弦波、方波、三角波三种波形，波形的频率可调，输出幅度的可调，并且具有显示功能。2、 英文翻译不少于5000字符。3、 资料综述不少于3000字符。4、 中英文摘要不少于200字符。主要参考资料：1、 蔡明生 电子设计 北京 高等教育出版社 2004.12、 全国大学生电子设计竞赛组委会 第五届全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编 北京 北京理工大学出版社 2003.13、张毅坤 陈善久 裘雪红 单片微型计算机原理及应用 西安 西安电子科技大学出版社 1998 完成期限：2015年2月28日到2015年6月12日 指导教师签章： 专业负责人签章： 2015年 2 月 28日-波形发

3、生器软件设计摘 要 在通信这个领域里，各式各样的信号是其中重要的组成部分，在实验过程和教学过程当中也有比较突出和典型的波，如三角波，正弦波，方波经常作为典型的波作为介绍，以方便大家理解。波形发生器可以产生不同的波形，在电子实验和教学过成中经常使用。这篇文章主要介绍的是设计函数器，主要是利用AT89C51 ，DAC0832对波形发生器进行设计，可以产生三种波形正弦波，三角波，方波，通过控制可以使波形的频率可以调节，幅度也可以调节。本次毕业设计利用AT89C51 作为主要的控制芯片，编写软件程序，然后将程序载入到单片机AT89C51中，软件硬件相结合产生正弦波、三角波、方波这三种波形。然后将单片机

4、与将生成的数字信号经过D/A转换器，转变成模拟信号，然后模拟信号再通过放大器放大显示在示波器上，波形的种类，频率都通过液晶显示LCD1602,可以明显的看到，使用键盘控制这三种波形的切换。本次设计对软件设计的总程序，还有具体的正弦波，方波，三角波等子程序进行了非常详细的阐述。关键词 AT89C51单片机 DA转换器DAC0832 LCD1602WAVEFORM GENERATOR SOFTWARE DESIGNABSTRACTIn this field of communication, a wide range of signals is an important part in the e

5、xperiment and the teaching process is also more prominent and typical wave, such as triangular wave, sine wave, square wave is often used as a typical wave of introduction, in order to facilitate understanding. Waveform generator can produce different waveforms, often used in the electronic experime

6、nts and teaching process.This article introduces the design function is, mainly using AT89C51 DAC0832 waveform generator designed to generate three sine wave, triangle wave, square wave, by controlling the frequency of the waveform can be adjusted, the amplitude can be adjusted . This graduation des

7、ign uses AT89C51 as the main control chip, writing software program, then the program is loaded into the microcontroller AT89C51, the software and hardware combination to generate sine, triangle, square wave three waveforms. Then microcontroller and digital signal generated through the D / A convert

8、er, converts digital signals into analog signals, then the analog signal is then amplified and displayed on an oscilloscope, waveform type, frequency through LCD LCD1602, can clearly see, use the keyboard to control these three waveforms of switching. The overall program design for software design,

9、as well as specific sine, square, triangle and other routines were very detail.KEYWORDS AT89C51 microcontroller DA converter DAC0832 LCD1602目 录摘要IABSTRACTII1 绪论11.1 课题背景11.2单片机概述11.3 设计要求及其意义21.4 常用的波形介绍 32 设计方案论证与选择52.1 总体方案选择52.2 单个系统方案选择52.2.1控制器方案的选择62.2.2 显示模块的选择62.2.3 键盘方案的选择62.2.4 DA转换器的选择72.

10、2.5 频率和幅度调节的选择72.3 系统总体框图83主要元器件介绍93.1 AT89C51介绍93.1.1 AT89C51引脚介绍93.1.2 主要性能113.2 DAC0832简介123.2.1 DAC0832的主要特性参数123.2.2 DAC0832结构123.2.3 DAC0832工作方式133.3 LCD1602简介133.3.1管脚功能144 硬件电路设计154.1 单片机最小系统154.2 时钟电路154.3复位电路164.4波形产生模块电路的设计174.5显示模块电路的设计174.6 键盘显示模块电路的设计184.7 总体原理设计图185 软件设计205.1软件开发环境介绍2

11、05.1.1 Keil uVision介绍205.1.2 Proteus7.10 介绍205.1.3 Keil 与Proteus 联合仿真215.2 程序软件总设计215.2.1 波形切换图215.2.2 LCD显示流程图225.2.3 三角波子程序的设计235.2.4 方波子程序的设计235.2.5 正弦波的设计246 硬件和软件测试256.1硬件调试256.2软件调试256.3 调试小结256.4设计心得和体会26参考文献29附 录130附 录2311 绪论1.1 课题背景在教学过程当中，波形发生器也被称作函数发生器，它可以用作实验信号源，是当代各种电子通信实验设计和社会实践过程中绝对不可

12、以少的的仪器设备之一。目前为止，市面上经常见到的的波形发生器大多都是纯粹由硬件连接而成的，而且波形的种类也很少，大多为锯齿波，正弦波，三角波等种类。信号发生器如今在各行各业都被使用到，而且，我们的生活当中充满了各种各样的信号。在电信工程、通信行业、自动化控制领域、遥控检测领域、仪器仪表测量等领域，各式各样的信号波形发生器经常被使用到。现今时代，有关集成电路这一方面的发展已经很成熟，由集成电路搭建的信号发生器比传统的信号发生器在性能上更加优良，在幅度调节和频率调节上都有一定的提高。由于市场对信号发生器的需求越来越高，通信行业，雷达检测，航空事业的发展，对信号源的各种参数提出了更多的要求，比如频谱

13、是否稳定、频率调节范围的多少、波形的质量问题、频率个数多少问题等。为了使频率个数增多，可以对频率使用加、减、乘、除等运算法则，使它可从一个既准确度很高又稳定度很高的非常标准频率源，产生大量的不同频率的信号，但是又具有相同的准确度和稳定度，因此也被称作频率合成技术。在现今很多电子研究领域和学科实验中，我们不但需要传统的信号源，还需要一些不规则的信号用来研究各种科学实验和社会实践中遇到的问题。例如电镀电源对镀层有怎样的影响，电子仪器的测试以及在科学实验过程中出现的各种各样的干扰的模拟等科学研究实验中。就非常需要一些非正常的信号和可以任意改变波形的信号源。在科学实验研究和许多社会实践中，例如工业控制

14、过程，生物医学研究与发展等领域，低频率的信号源深受它们的喜爱。1.2单片机概述自从20世纪70年代单片机的产生，在生活的各个方面都使用到单片机，比如我们用的手机，它让我们的科学先进了很多，对我们的影响也越来越大。单片机是一种集成在芯片上，集成度特别高的的微型计算机，它采用了许多超大规模集成电路技术，把作为微处理器的CPU ，可以扩展空间的随机存储器 RAM、用来存储程序的 ROM、多种 I/O 口和应用广泛的中断系统、定时器/计时器等集成到一片半导体硅片上形成的一个精小而完善的微型计算机系统。单片机具有集成度很高、系统结构简单容易被理解的优点。单片机它使用非常便、可靠性也高、处理功能强大、处理

15、速度相当快，在家用电器控制方面、仪器仪表检测、医疗器械控制、航空航天事业的发展、专用设备的智能化运行等领域都离不开单片机的使用。 单片机现在朝着继续扩大容量，优化性能，外围电路内装化等方向发展，这样可以满足不同客户的需求，各公司也竞相推出更好的产品，这一点可以通过我们现在的生活就可以看出，CPU改进了很多方面，CPU的性能更加优良了，例如16位的单片机和32位的单片机它的处理数据的能力以及各方面性能都比8位的单片机要好，还要补充一点，8位单片机系统采用16位的数据总线，在处理数据方面能力明显比一般8位单片机要高。Flash存储器具有很大的优点，对于静态RAM的读和写操作方面很简便。掉电的时候也

16、不会丢失，存储器的存储空间也加大了。片内I/0的设置也有所改变，并行口的驱动能力更加好了，这样外部驱动芯片的使用就少了，有的单片机可以直接输出大电流以及高电压，非常方便，可以使LED和VFD(荧光显示器)直接被驱动，这样减少了很多麻烦。特殊功能的串行I/O在某些单片机中也有，为构成分布式、网络化系统带来了很大的好处。单片机的功耗也变低了，单片机具有低功耗的优点，为了充分发挥这个优势，这一类的单片机有等待状态，睡眠状态等多种工作方式。单片机在这些状态下低电压工作时，仅消耗的电流有nA量级，非常适合很多消费类的电子产品，因为它易于携带，方便快捷。1.3 设计要求及其意义波形发生器在实验过程中经常被

17、用到，由纯粹硬件构成的传统的设计存在一定的弊端，例如：体积很大、重量不轻、携带不方便、信号容易失真、波形形状调节不易控制，无法满足用户对易携带性、稳定性等要求，本次毕业设计致力于研究设计出一种频率可以调节而且很稳定，准确度高、波形质量好、输出频率范围宽、易携带等特点的波形信号发生器，以满足学科领域以及社会实践对信号源的要求。本次毕业设计主要是编写软件程序装载到单片机 AT89C51中 ，输出的数字信号再经过DAC0832转换器转变为模拟信号，再经过放大处理实现方波、三角波、正弦波这三种常用波形的发生。根据要求，对这三种波形的频率调节和幅度调节编写程序代码，并将所写程序代码装载到单片机的用来存放

18、程序的程序存储器中以达到波形的幅度可以调节，频率也可以调节。利用按键的设计，来切换不同的波形。本次毕业设计致力于研究设计出一种频率可以调节而且很稳定，准确度高、波形质量好、输出频率范围宽、易携带等特点的波形信号发生器，以满足学科领域以及社会实践对信号源的要求。1.4 常用的波形介绍 信号源的波形表达式一般情况下可以写成 ，信号的表达式经常会使用到，本文介绍正弦波，方波，锯齿波等这几种经常用到的波。（1）正弦波正弦波形反应的也就是正弦信号，这种信号很常见，正弦信号与余弦信号，虽然在相位上有差别，但是都被称为正弦信号。正弦信号也作为通信中的载波信号。它的表达式为 f (t)=Asin(t+ ) （

19、1-1）式中，振幅为A，角频率为W， 为初相位。振幅、角频率、初相是正弦信号的三个重要的部分。它的波形如下图。正弦信号是一种周期性的信号，周期、频率、和角频率之间的关系为： （1-2）图1-1 正弦波形 在实验教程中会经常遇到单边带指数衰减的正弦和余弦信号，它波形图如图2所展示，它的一般表达式为： （1-3）图1-2 指数衰减形式的正弦波（2）方波波形的信号 方波函数也是一中经常被用到的函数，它的一般表达式为： （1-4） 方波的波形如下图所示：图1-3方波波形 2 设计方案论证与选择2.1 总体方案选择 一个好的设计一定要有一个好的方案，所以我们要从不同的方案选出最适合的一个，下面是各种不同

20、的方案。方案一：使用非稳态的多谐振荡器作为波形发生器的这要元件，然后再加入不同的电路，我们根据所需要的三角波，正弦波，方波等的要求加入积分电路，这样构成的一个波形发生器。这三种波形具有相同的输出频率，也就是不能输出不同频率的三种波形，通过调节运放的参数可以使频率改变，这样频率就改变了。方案二：使用单片函数发生器（如8038芯片），让它由单片机控制，通过这种方案来设计波形发生器。方案三：利用传统的锁相频率合成法来设计波形发生，各方面性能良好的的正弦波可以通过使用IC145152芯片控制，然后从压控振荡器搭接而成，比较熟悉的锁相环电路输出，正弦波再通过过零比较器，就可以产生我们所需要的方波，方波通

21、过积分电路生成三角波，就实现了波形发生器的设计方案四：利用AT89C51单片机芯片，让单片机 AT89C51 作为主要的控制芯片，输出的数字信号经过DAC0832，转变为模拟信号，再经过放大处理实现方波、三角波、正弦波这三种常用波形的发生。方案一由于非稳态的多谐振荡器使用的是分立元件构成，模拟信号非常不稳定，特别容易受到各种干扰，精度很难达到要求（比如放大器存在各种失真，集成电路也有零点漂移），而且结构很复杂，设备体积过大导致准确度不高，不利于调节频率。方案二虽然很简单，也很容易实行，但是通过8038所产生的波形，它的频率的稳定性很差，还容易产生生高次谐波分量，容易产生干扰。方案三的电路构成太

22、复杂，也存在很多干扰，不容易实现。方案四通过软件的设计来控制硬件，输出不同的波形，而且方案四中所用到元器件很便宜，在市面上也很容易买到，设计方案也简便易懂。综上所述，选择使用方案四来设计。2.2单个系统方案选择本节对本次毕业设计中的控制器、调节频率的方案、调节幅度的方案、按键的设计的方案、显示模块设计的方案、D/A转换器的选择和使用进行了进一步的阐述。下面予以介绍。2.2.1控制器方案的选择方案一：AT89C51单片机是一个精小而完整的微型计算机系统，单片机现在朝着继续扩大容量，优化性能，外围电路内装化等方向发展，单片机它使用非常方便、可靠性也高、处理功能强大、处理速度相当快， 在家用电器控制

23、方面、仪器仪表检测、医疗器 械控制、航空航天事业的发展、专用设备的智能化运行等领域都离不开单片机的使用。单片机它使用非常便、可靠性也高、处理功能强大、处理速度相当快，在家用电器控制方面、仪器仪表检测、医疗器械控制、航空航天事业的发展、专用设备的智能化运行等领域都离不开单片机的使用。它的价格优惠，在市面上容易买到，它的集成度也很高。方案二：C8051F005单片机是一种混合的信号系统级芯片，它是完全集成的，它的微控制器内核与8051相兼容，它也与MCS-51指令集完全的兼容1。片内不仅具有数字外设部件，数据采集和控制系统中经常被使用的的模拟部件和其他功能性部件也被集成在内，它的执行速度较快，但其

24、价格也更贵。综上所述，经过思考，优先选择方案一2.2.2 显示模块的选择 方案一：使用LED数码管显示。在做实验和教学中，LED数码管经常使用到，常见的LED数码管为“8”字型的，一共8段，每一段与二极管相对应，LED数码管有两种显示方式，分别是静态显示方式、动态显示方式。使用LED数码管虽然在软件编程方面比较简单，但是字母不能被数码管显示。方案二：使用LCD1602显示，显示器种类有很多种，LCD1602它是点阵字符型的，它的功率小，效果也比较明显，显示的编程容易被控制，最重要的是它可以显示字母。综合考虑以上两种方案，优先方案二。2.2.3 键盘方案的选择方案一：使用行列式键盘。行列式键盘也

25、叫矩阵式键盘，它的组成由行线和列线组成，按键触点位于于行、列母线的交叉点上。方案二：使用独立式键盘。它的特点是每个按键都是相互独立的，每个按键与单片机的I/O口相连接，它的组成由电源、上拉电阻、按键。当按键被按下时，相应的波形被显示，频率值也会被显示，它是利用单片机查询方式来显示的。独立式键盘在按键数目比较少的情况下很实用 综合考虑以上两种方案，因为本次设计按键数目不多，所以选用方案二。2.2.4 DA转换器的选择 方案 ：使用常用的DAC0832。因为它很常见，在仿真软件Proteus的元件库所提供的D/A转换器大多都是常见的这种。2.2.5 频率和幅度调节的选择 方案一：相应的波形类别、频

26、率的调节和幅度的调节通过按键来输入，然后编写软件程序，通过控制单片机，实现波形类别、频率的调节和幅度的调节。方案二：相应的波形类别、频率的调节通过按键来输入，然后编写软件程序，通过控制单片机，实现波形类别、频率的调节。但是，幅度的调节要通过调节电位器来实现，调节电位器可以改变DAC0832的参考电压，这样幅度就可以调节。仔细思考分析之后发现，方案一有关幅度调节的实施起来比较困难，因为波形的频率的调节实际上是波形点数的问题，例如，一个方波波一个周期内有30个点，当所需要的频率很低时，就需要增加点数来改变频率的大小，如果不这样做，波形会产生失真，当所需要的频率很高时，为了达到要求，波形的点数在一个

27、周期内又不能太多。与此同时，点数多少的问题在波形的幅度的调节当中也要考虑，如果波形点数太多时，在0.1V这么微小的幅度调节里是根本分辨不出来的，因为DAC0832的分辨率还达不到这么高的要求。综上所述，波形在一个周期内的点数同时影响波形的幅度和频率，这是一个技术问题，相当的有难度。相对的来说，通过按键来实现幅度的调节有些复杂，实现起来有困难。因此，经过仔细思考，综合考虑了这两种方案，相应的波形类别、频率的调节通过按键来输入，然后编写软件程序，通过控制单片机，实现波形类别、频率的调节。波形的幅度的调节通过电位器的调节来实现，调节电位器来调节DAC0832参考电压来改变幅值。2.3 系统总体框图A

28、TC89C51单片机DAC0832 数/模转换huan换放大电路复位电路时钟电路波形输出显示电路键盘电路图2-1 系统总体框图该系统的设计是由硬件电路和软件编程两部分结合，该设计的主要控制芯片为AT89C51，连接单片机的P0口和DAC0832，将数字信号转换为模拟信号，连接单片机的P3口和键盘电路，通过控制键盘进行波形的选择和切换，还有频率的改变。连接单片机的P1口和LCD1602，通过软件的控制来实现，产生波形的种类可以切换，频率在一定范围内可以调节，它们由按键和按键次数来控制，通过调节电位器来调节幅度。信号经过DAC0832，输出电流到输出电压的转换通过芯片LM324来实现。波形的频率和

29、类别通过LCD来显示。3主要元器件介绍3.1 AT89C51介绍系统的主控芯片使用单片机AT89C51，它的价格优惠，在市面上容易买到，它在人机对话和良好的数据处理方面占有优势，它拥有较强的指令寻址系统和运算功能等。AT89C51为8 位通用微处理器，它的外部引脚为44个引脚，并且是双列直插式的，用型它的控制功能主要是应用于会聚调整的时候，它的内部包括内部寄存器，数据寄存器RAM以及外部的通信接口。3.1.1 AT89C51引脚介绍AT89C51主要管脚有：晶振的进入管脚即管脚18和管脚19，此电路使用的12MHZ的晶振。其中还有复用的9脚，它为电路的复位引脚，外部是接复位电路的。还有电源引脚

30、和复位引脚，分别为40引脚和20引脚，还有P0P3 可以进行编程的通用型I/O 脚，它的具体功能是由内部的程序来定义的。AT89C51单片机的40个引脚如图3-1： 图3-1 单片机引脚图GND：接地P0口：P0口是双向I/O口，这个双向I/O口是8位漏极开路的。P0口作为输出端口，8个TTL逻辑电平能被每一位驱动。当对P0端口写“1”作为高阻抗输入。P0口在访问外部程序、数据存储器时，被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下工作，P0具有上拉电阻，内部的。在flash编程工程时，接收指令字节也是P0口；，会输出指令字节。在校检编写的程序时，是需要外部上拉电阻的。P1口：P1口是一个8位双向I

31、/O 口，这个8位双向I/O 口是具有内部上拉电阻的，4个TTL 逻辑电平能被P1 输出缓冲器驱动。当我们对P1 端口写“1”时，端口会被内部上拉电阻拉高，此时P1口可以被作为输入口使用。P1扣作为输入口使用时，因为内部电阻，被外部拉低的引脚将输出电流（IIL）。除此之外，也与定时器/计数器2有关，定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）还有计时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），在flash编程中、程序校验中，接收低8位地址字节也是P1口。P2口：P2口是一个8位双向I/O 口，这个8位双向I/O 口它是具有内部上拉电阻的，4个TTL 逻辑电平能被P2 输出缓冲器驱动。当对

32、P2 端口写“1”时，端口会被内部上拉电阻拉高，此时P2口可以被作为输入口使用作为输入使用时，因为内部电阻，被外部拉低的引脚将输出电流（IIL）。在访问存储数据外部程序存储器或用16位地址读取存储数据的外部数据存储器（例如执行MOVX DPTR）时，高八位地址会被P2口送出，在这种应用中，P2 口发送1，它使用了很强的内部上拉。在）访问外部数据存储器使用8位地址（如MOVX RI）时，P2锁存器的内容会被P2口输出。在flash编程和校验时，高8位地址字节还有 一些控制信号也会被P2口输出。P3口：P3口是一个8位双向I/O 口，这个8位双向I/O 口它是具有内部上拉电阻的，4个TTL 逻辑电

33、平能被P3 输出缓冲器驱动。当对P3 端口写“1”时，端口会被内部上拉电阻拉高，此时P3口可以被作为输入口使用作为输入使用时，因为内部电阻，被外部拉低的引脚将输出电流（IIL）。P3口也被作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用，在flash编程和校验时，P3口也可以作为具有控制信号功能的端口 RST：它是复位输入端口。在晶振工作状态下，如果RST持续保持2个机器周期的高电平，此时单片机就会复位。RST 引脚在看门狗计时完成后会输出96个晶振周期的高电平。此功能也会无效特当使用殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位时。复位高电平在DISRTO默认状态下有效。ALE/：ALE是地址锁

34、存控制信号，在访问外部程序存储器时，它锁存低8位地址的输出脉冲，在flash编程状态下时，编程输入脉冲使用引脚（）。没有特殊情况下下，ALE 的输出脉冲的固定频率是晶振频率的六分之一，ALE可以被用作外部定时器或时钟使用，但是要特别强调一点，ALE脉冲在每次访问外部数据存储器时将会跳过，如果有需要的话，ALE操作在将地址为8EH的SFR的第0位置 “1”会被判为无效2。这一个位置 “1”，ALE仅在执行MOVX或MOVC指令时有效。否则，ALE 就会被被微弱的拉高。这个ALE 使能标志位（地址为8EH的SFR的第0位）的设置对微控制器有影响，在微控制器处于外部执行模式下是无效的。：（）就是外部

35、程序存储器选通信号。当AT89C51从外部程序存储器执行外部程序代码时，每个机器周期都会被被激活两次，但是在访问外部数据存储器时，就不被激活3。/VPP：是访问外部程序存储器控制信号。为使能从0000H 到FFFFH的外部程序存储器读取指令，它一定要接GND。为了执行内部程序指令，应该接VCC。在flash编程状态下，也接收12伏VPP的电压。XTAL1：XTAL1是片内振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端口。XTAL2：XTAL2是片内振荡器反相放大器输出端口。3.1.2 主要性能 与MCS-51单片机产品相互兼容； 8K字节在系统可编程Flash存储器； 1000次擦写周期； 全静态

36、操作：0Hz-33MHz； 三级加密程序存储器； 32个可编程I/O口线； 三个16位定时器/计数器； 六个中断源； 全双工UART串行通道； 低功耗空闲和掉电模式； 掉电后中断可唤醒； 看门狗定时器； 双数据指针； 掉电标识符。3.2 DAC0832简介 DAC0832是一种D/A转换集成芯片，它是8分辨率的。它与微处理器是完全兼容的。这个DA芯片有很多的优势，比如其价格相对其他产品比较便宜、它的接口很容易被理解、在转换控制方面很自由，在单片机应用系统中，DAC0832应用及其的普遍。D/A转换器的组成部件，有8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换电路、转换控制电路4。3.2.1

37、DAC0832的主要特性参数* 它的分辨率是8位； * 它的电流的稳定时间为1us； * 它的输入可以为单缓冲、双缓冲或直接数字的方式； * 它的线性度的调整只需在满量程下； * 单一电源供电（+5V+15V）； * 低功耗，20mW。3.2.2 DAC0832结构* D0D7：是8位数据输入线，TTL电平，有效时间应大于90ns(否则锁存器的数据会出错）。 * ILE：数据锁存允许控制信号输入线，高电平有效。 * CS：片选信号输入线（选通数据锁存器），低电平有效； * WR1：数据锁存器写选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。由ILE、CS、WR1的逻辑组合产生LE1，当LE1为

38、高电平时，数据锁存器状态随输入数据线变换，LE1的负跳变时将输入数据锁存5。* XFER：数据传输控制信号输入线，低电平有效，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。 * WR2：DAC寄存器选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。由WR2、XFER的逻辑组合产生LE2，当LE2为高电平时，DAC寄存器的输出随寄存器的输入而变化，LE2的负跳变时将数据锁存器的内容打入DAC寄存器并开始D/A转换。 * IOUT1：电流输出端1，其值随DAC寄存器的内容线性变化5。* IOUT2：电流输出端2，其值与IOUT1值之和为一常数。 * Rfb：反馈信号输入线，改变Rfb端外接电阻值可调整转换满量

39、程精度5。 * Vcc：电源输入端，Vcc的范围为+5V+15V； * VREF：基准电压输入线，VREF的范围为-10V+10V； * AGND：模拟信号地 * DGND：数字信号地图3-2 DAC0832的引脚图3.2.3 DAC0832工作方式单缓冲方式。单缓冲方式就是在输入寄存器和DAC寄存器被控制的同时还要接收资料，或者只使用输入寄存器，把DAC寄存器接成直通方式6。这种方式有适用范围，它只在只有一路模拟量输出或几路模拟量异步输出的情形下适用。 双缓冲方式。双缓冲方式就是先使输入寄存器接收资料，然后再控制输入寄存器的输出资料到DAC寄存器，就是资料分两次锁存输入。此方式适用范围多，它

40、适用于多个D/A转换同步输出的情况。 直通方式。直通方式就是资料不经过两级锁存器锁存，即地线同时接CS*，XFER* ，WR1* ，WR2* ，ILE接高电平。在连续反馈控制线路和不带微机的控制系统中这种方式很是适用，在使用时，必须通过另加I/O接口与CPU连接，这样才能匹配CPU使之与D/A转换6。3.3 LCD1602简介1602显示器上面有液晶显示板，在液晶显示板上32个字符能被同时显示。（16列2行）。1602显示器它可以显示字母、数字、符号，液晶显示板上有若干个5X7或者5X10点阵的字符显示位，1602内部有字符库，可以显示192个5X7点阵字符，每个字符都可以由每个点阵字符位显示

41、，每个点阵字符位之间有一个点距的间隔，行与行之间也有间隔，所以存在字符间距还有行间距，正是由于行间距和字符间距，所以不能显示图片7。LCD1602液晶显示电路是根据现在使用非常广泛的一种显示屏，此显示屏不仅可以显示数字字符还可以显示汉字，所以使用此显示电路对设计来说既有普遍性，又可以提醒使用者现在操作到哪一步。在我们使用此液晶电路时一定要注意它的亮度调试，是根据它的V0端口来进行液晶的调试，如果直接接地的话，它的亮度是非常亮的，显示的字体看不清楚，如果接电源的正极，它的显示亮度是非常弱的，也不能显示具体的数字，所以我们要根据自己的需求来调试电路的亮度。根据夜间能够进行显示我们需要把此液晶的的背

42、光给接上去。3.3.1管脚功能图3-3 1602引脚图1602有16个引脚，下面予以介绍：GND：电源地VCC：连接电源的正极，电源为+5VVEE : 可以用来调节对比度，它被称作液晶驱动电源。 RS ：称作寄存器选择端口，当RS为高电平时选择数据寄存器、当RS为低电平时选择命令/状态寄存器。RW ：读写信号线端口，当是高电平时选择读操作，当为低电平时选择写操作E ：称为使能端,它是下降沿触发的。D0D7 ：是数据总线，它是与单片机的数据总线相连的，三态的。LCD1602虽然管脚很多，但是编写程序时用到的主要的管脚有三个，编写软件程序时用寄存器选择端口RS,读写操作选择端口RW，使能端E,主要

43、利用这三个端口进行初始化。4 硬件电路设计4.1 单片机最小系统波形发生器的控制芯片是AT89C51，它具有 2 个可以定时的定时器，以及32 个并行 I/O 和1 个串行 I/O 口，5 个不同的中断源。一个单片机最小系统一定不能缺少时钟电路和复位电路。图4-1 单片机最小系统4.2 时钟电路时钟电路是单片机设计中必不可少的一部分，时钟电路的质量对单片机也有影响。常用的单片机的时钟信号一般由内部振荡方式和外部振荡方式这两种方式获得，引脚XTAL1 作为它的输入端，XTAL2 作为它的输出端，就构成了内部振荡方式，一个高增益的反相放大器，并且在单片机的内部，引脚XTAL1 作为它的输入端，XT

44、AL2 作为它的输出端，这两个引脚外部连接晶体振荡器时，内部振荡方式就形成了，自激振荡在外接晶振后就产生了，振动时钟脉冲也随之产生8。在本设计中我们选择了石英晶体，而且它的震荡频率为12MHZ,引脚XTAL1和和引脚XTAL2连接在晶振上，以保证正常工作，我们一致选择容量为 30pF的电容作为电容 C1，C2 。可以稳定振荡器的频率，因为它具有稳定作用。本次毕业设计中时钟电路如图：图4-2 时钟电路4.3复位电路在单片机最小系统中，复位电路是一定不能缺少的元素，连接一个斯密特触发器，它可以抑制噪声，这样复位引脚 RST就可以 与复位电路相连接,在每个机器周期 的 S5P2，斯密特触发器的 输出

45、电平由复位电路采样一次，然后才能得到信号，这个信号是内部复位操作所需要的9。复位电路有两种方式，一种是上电自动复位的方式，另一种是按钮复位的方式。按键电平复位电路在本设计中使用，如图 4-3,在系统运行时，按一下按键，就在 RST 断出现一段高电平，使器件复位。此时 ALE、PSEN、P0、图 4-2时钟电路图P1、P2、P4 输出高电平，RST 上输入返回低电平以后，变退出复位状态开始工作。图 4-3 复位电路4.4波形产生模块电路的设计使用单片机AT89C51作为设计的主要控制芯片，编写软件程序装载到单片机中产生三角波、方波、正弦波的数字信号，然后再经过DA转换模块DAC0832转变为模拟信号，经过LM324放大之后输出。其电路图如下： 图4-4 波形产生电路4.5显示模块电路的设计将1602显示器和单片机相连接，波形的频率、波形的频率就可以显示在1602上，效果很明显清晰，1602的设计如下：图4-5 液晶显示单片机的P1口连接LCD1602的D0-D7，单片机的P3.2连接1602的RS端，单片