1、摘要本系統以AT89C52為核心器件，設計一種函數信號發生器，AT89C52是一個低電壓高性能CMOS 8位單片機，片內含8k bytes 的課反復擦寫的 Flash 只讀存儲器和256 bytes的隨機存取數據存儲器（ RAM） 。 本系統大致可分為四個模塊， 單片機控制模塊（ AT89C52） ，波形輸出模塊（DAC0832 UA741）,顯示模塊（數碼管、電阻），按鍵模塊。可以輸出三角波、正向鋸齒波、負向鋸齒波和方波，波形清晰，系統采用按鍵輸入，利用數碼管顯示電路輸出數字顯示的方案，其中： 0 為方波、 1 為正向鋸齒波、 2 為負向鋸齒波、 3 為三角波。 TOC o 1-5 h z

2、HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 第一章設計內容及要求 2 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 第二章需求分析與設計思路 2第三章總體方案設計3硬件設計 3硬件設計系統總體框圖 3單片機控制系統電路 3波形輸出模塊電路 3顯示模塊 3按鍵模塊 3 HYPERLINK l bookmark9 o Current Document 軟件設計 4第四章詳細設計4硬件電路原理圖 4 HYPERLINK l bookmark13 o Current Document 元件清單并說明元件選擇及參數選擇的依據 5仿

3、真運行結果 6 HYPERLINK l bookmark17 o Current Document 單片機片內資源分配圖 7 HYPERLINK l bookmark19 o Current Document 軟件流程圖8程序清單及注釋 8第五章使用說明9 HYPERLINK l bookmark21 o Current Document 性能和功能介紹 9 HYPERLINK l bookmark23 o Current Document 各操作開關、按鈕、指示燈、顯示器等的作用介紹 9 HYPERLINK l bookmark25 o Current Document 使用操作步驟 9 H

4、YPERLINK l bookmark27 o Current Document 故障處理9 HYPERLINK l bookmark29 o Current Document 第六章設計體會9第七章參考文獻1010第一章 設計的內容及要求運用所學單片機、模擬和數字電路、以及測控系統原理與設計等方面的知識，設計出一臺以AT89C52為核心的函數發生器，能分別產生三角波、正向鋸齒波、負向鋸齒波和方波，完成輸出信號的產生、顯示及鍵盤接口電路等部分的軟、硬件設計，要求采用DAC0832實現D/A轉換，利用按鍵（自行定義）進行輸出波形選擇，同時將當前輸出波形代號顯示在LED上：0為方波、1為正向鋸齒波

5、、2為負向鋸齒波、3為三角波。要求：1、設計接口電路，將這些外設構成一個簡單的單片機應用系統。2、函數發生器要求如下：1 ） 1位數碼顯示2）輸出信號：05V。3）按鍵切換輸出波形。第二章需求分析與設計思路本次設計要求設計一臺以 AT89C52為核心函數信號發生器，由單片機完成人機界面、系統控制、信號的采集分析以及信號的處理和轉換，系統采用按鍵輸入，利用數碼管顯示電路輸出數字顯示的方案。故將設計分解為四個模塊，單片機控制模塊（AT89C52 ,數模轉換放大（DAC0832 UA741）,顯示模塊（數碼管、電阻），按鍵模塊。波形的產生是通過 AT89C52 執行某一波形發生程序，向D/A轉換器的

6、輸入端按一定的規律發生數據，從而在D/A轉換電路的輸出端得到相應的電壓波形。 在AT89C52的P1 口接4個按扭，通過軟件編程來選擇各種 波形、幅值電壓和頻率，另有口管腳接七段數碼管芯片，以驅動數碼管顯示電壓幅值和頻率，每種波形對應一個按鈕。其中單片機控制電路主要是形成掃描碼，鍵值識別、鍵處理、參數設置；形成顯示段碼；產生定時中斷；形成波形的數字編碼，并輸出到D/A接口電路和顯示驅動電路。顯示電路則驅動1位七段數碼管顯示， 掃描按鈕。波形轉換電路將波形樣值的編 碼轉換成模擬值，完成單極性的波形輸出。 單片機向0832發送數字編碼，產生不同的輸出。先利用采樣定理對各波形進行抽樣，然后把各采樣值

7、進行編碼，的到的數字量存入各個波形表，執行程序時通過查表方法依次取出， 經過D/A轉換后輸出就可以得到波形。 利用按鍵進 行輸出波形選擇，同時將當前輸出波形代號顯示在LED上：0為方波、1為正向鋸齒波、2為負向鋸齒波、3為三角波。第三章總體方案設計硬件設計系統硬件總體框圖如下：單片機控制系統電路AT89C52 是片內有ROM/EPROM單片機，因此，這種芯片構成的最小系統簡單、可靠。 其主要功能是形成掃描碼，鍵值識別、鍵處理、參數設置；形成顯示段碼；產生定時中斷； 形成波形的數字編碼，并輸出到D/A接口電路和顯示驅動電路。波形輸出模塊電路由于單片機采用編程方法產生四種波形、通過D/A轉換*II

8、塊DAC0832轉換成模擬量在經過UA741進行放大之后輸出。DAC0832K片是一種具有兩個輸入數據寄存器的8位DAC它能直接與MCS5伸片機接口。目前生產的DAC芯片分為兩類，一類芯片內部設子有數據寄存器，不需要外加電路就可以直接與微型計算機接口。 另一類芯片內部沒有數據寄存器，輸出信號隨數據輸入線的狀態變化而變化，必須通過并口接口與微型計算機接口。DAC0832是具有20條引線的雙列直插式CMO器件，它內部具有兩級數據寄存器，完成8位電流D/A轉換，故不需外加電路。單片機向0832發送數字編碼，產生不同的輸出。先利用采樣定理對各波形進行抽樣，然后把 各采樣值進行編碼。顯示模塊功能：驅動L

9、ED,數碼管顯示數。數碼管為共陰極，沒有譯碼器再加上單片機電流不是很大，我們不接電阻讓數碼管最亮。按鍵模塊需要選擇四種波， 所以選用四個按鍵。 選用獨立式鍵盤連接方式， 各按鍵相互獨立， 每個按鍵的“接零端”均接地，每個按鍵的“測試端”分別接入AT89C51的一根輸入線，即接方波輸入，接正向鋸齒波，接負向鋸齒波，接三角波。軟件設計軟件由主程序和產生波形的子程序組成，主要是產生各種波形的子程序的編程，通過編程可得到各種波形。周期的改變可采用插入延時子程序的方法來實現。并且，我們要選中DAC0832對它進行清零。利用按鍵來控制來控制不同波形的輸出。軟件結構框圖如下第四章 詳細設計1 硬件電路原理圖

10、硬件電路原理圖如下所示連線步驟:日A l口.田，* 配如“ 口， w，i*:ap m.igP七&M FZJ0M1 FAEZFfnl r Ff MilA PZJMtS二li 酒 f| r | P-kjyw rn IMtT3.4/TiD*3JWTF33. I 苛加收 0X3 *IT*!在 F- 0W Z.ztiznn*7nNT1數碼管顯示為2時輸出負向鋸齒波feHH望|墨JVLHTULnPHIlAif盤UM-HF l t4T1gmpniTr-i割代J Ji-LI UiVTAlIrw*M FILEI 1 口？ TDjhM lUKAiM , m*A1Ert vu口“XI 陽4工：帆2 P2W-N “

11、Miilfe單片機片內資源分配表端口用途端口用途按鍵輸入、數碼管顯示P0、P2地址總線線P0數據總線寫控制線軟件流程圖程序清單及注釋（見附錄）第五章使用說明性能和功能介紹該函數發生器具有價格低、性能好、操作方便、體積小等優點。由于采用了UA741運算放大器，使其電路更加具有較高的穩定性、性能比高。此電路清晰，出現故障容易查找錯誤，操作簡單、方便。各操作開關、按鈕、指示燈、顯示器等的作用介紹按鈕的作用就是對輸出波形進行選擇，四個按鈕相互獨立，顯示器的作用就是輸出波形代號：。為方波、1為正向鋸齒波、2為負向鋸齒波、3為三角波。使用操作步驟故障處理在軟件設計時，開始不能實現各個波之間的切換，或者無法

12、出現波形， 后來得知切換時需要先松開上次按下的鍵，確保每個按鍵的獨立性。第六章設計體會通過這次設計，我的理論知識掌握的更扎實，動手能力明顯提高。同時，通過網上搜索等多方面的查詢資料，我學到了許多書本上沒有的知識。本次設計要求設計一臺以AT89C52為核心函數信號發生器，采用DAC0832實現D/A轉換，因此我復習了 DAC0832與AT89C51的接口電路，對DAC0832的各引腳及其工作方式有了深入的理解，特別是其單緩沖雙極性電壓輸出的工作方式。還復習了按鍵及LED的顯示。無論在程序設計方面還是實踐動并對硬件知識的了解以及安裝調試能力也得到了一個很手能力都得到了一個非常大的鍛煉， 大的提升。

13、第七章 參考文獻. 單片微機測控系統設計大全 王福瑞等 北京航空航天大學出版社， 1999 現代測控技術與系統韓九強 清華大學出版社 智能儀器程德福 , 林君主編 機械工業出版社 2005 年 2 月 測控儀器設計浦昭邦 , 王寶光主編機械工業出版社2001.MCS-51單片機應用系統設計何立民北京：北京航空航天大學出版社，1990. 單片機原理及應用 M 張毅剛，彭喜元等北京：高等教育出版社， 2004. 單片機原理實驗指導書 南昌 : 華東交通大學出版社 ,2004C51 幫助文檔 .附錄程序清單及注釋：ORG 0000HLJMP 1000HORG 1000Hxuanze:JNB, SJ

14、/選擇不同的波形輸出并跳到相應的函數JNB, JCBJNB, JCB2JNB, FBMOV P3,#0C0H/ 未按鍵時，數碼管不顯示CLRSJ: JB , ENDSJ /三角波函數START: MOV DPTR, #7FFFH / 將 D/A 轉換器的端口地址給了 DPTRMOV A, #00HMOV P3,#0CFH/數碼管顯示3SETBUP: MOVX DPTR, A/上升沿函數；將 00H給了 D/A轉換器INC AJB , ENDSJ /判斷是否結束三角波的輸出JNZ UPDOWN: DEC A/下降沿函數MOVX DPTR, AJB , ENDSJJNZ DOWNSJMP UP/重

15、復輸出三角波ENDSJ: LJMP xuanze/結束三角波函數并返回到 xuanze 函數JCB: JB , ENDJCB /正向鋸齒波函數START1: MOV DPTR, #7FFFH / 初始化MOV A, #00HMOV P3,#0C6H/ 數碼管顯示1CLRLOOP: MOVX DPTR,AINC AJB , ENDJCBJCB2: JB , ENDJCB2 /START2: MOV DPTR, #7FFFHMOV A, #00HMOV P3,#0DBHSETBLOOP2: MOVX DPTR, ADEC AJB , ENDJCB2SJMP LOOP2ENDJCB2: LJMP xuanzeFB: JB , ENDFB /MOV P3,#0FFHCLRLOOP3: MOV A,#00HMOV DPTR,#7FFFHMOVX DPTR,AACALL D