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基于單片機的函數信號發生器設計畢業論文(編輯修改稿)

2026-07-16 12:51 本頁面

　

【文章內容簡介】 XFER：數據傳輸控制信號輸入線，低電平有效，負脈沖（脈寬應大于500ns）有效；WR2：DAC寄存器選通輸入線，負脈沖（脈寬應大于500ns）有效。由WRXFER的邏輯組合產生LE2，當LE2為高電平時，DAC寄存器的輸出隨寄存器的輸入而變化，LE2的負跳變時將數據鎖存器的內容打入DAC寄存器并開始D/A轉換。IOUT1：電流輸出端1，其值隨DAC寄存器的內容線性變化；IOUT2：電流輸出端2，其值與IOUT1值之和為一常數；Rfb：反饋信號輸入線，改變Rfb端外接電阻值可調整轉換滿量程精度；Vcc：電源輸入端，Vcc的范圍為+5V～+15V；VREF：基準電壓輸入線，VREF的范圍為10V～+10V；AGND：模擬信號地DGND：數字信號地DAC0832主要性能參數1. 分辨率為8位；2. 電流穩定時間1us；3. 可單緩沖、雙緩沖或直接數字輸入；4. 只需在滿量程下調整其線性度；5. 單一電源供電（+5V～+15V）；6. 低功耗，200mW。通常DAC0832有三種不同的工作方式，主要依據對數據鎖存器和DAC鎖存器的控制方式劃分：直通方式，單緩沖方式和雙緩沖方式。其中直通方式CS,XFER,WR1和WR2直接接低電平，DAC0832隨時轉換輸入的數據，這種方式比較簡單，占用的I/O口也比較少，但是當需要I/O口做擴展的時候容易受到干擾。單緩沖方式者把數據鎖存器和DAC鎖存器的使能端接在一起，只需要一組信號就能同時控制兩個寄存器的。雙緩沖方式是將數據鎖存器和DAC鎖存器分開單獨控制，這種做法容易占用大量的I/0口。綜上所訴，本次設計采用了單緩沖控制方式。本系統采用的鍵盤連接電路圖如下：圖（6）鍵盤。如圖開關1用來切換輸出波形、開關2和3用來調節頻率的加減。當按開關2時輸出波形的頻率增加，按開關3時輸出波形的頻率減小。開關4是用來顯示波形的種類和頻率的。顯示模塊本次設計要求對輸出波形的頻率，幅值和波形進行輸出，所以要擴展顯示模塊，常用的顯示模塊LCD有7端數碼管，LCD1602和12864等液晶顯示屏。為了降低設計的成本和擴展的難度，本次設計選擇使用7段數碼管。常用的數碼管包括共陰極和共陽極兩種。其中共陰極數碼管的編碼方式如下:0x3f , 0x06 , 0x5b , 0x4f , 0x66 , 0x6d ,0 1 2 3 4 50x7d , 0x07 , 0x7f , 0x6f , 0x77 , 0x7c ,6 7 8 9 A B0x39 , 0x5e , 0x79 , 0x71 , 0x00C D E F 無顯示 LED顯示器工作方式有兩種：靜態顯示方式和動態顯示方式。靜態顯示的特點是每個數碼管的段選必須接一個8位數據線來保持顯示的字形碼。當送入一次字形碼后，顯示字形可一直保持，直到送入新字形碼為止。這種方法的優點是占用CPU時間少，顯示便于監測和控制。缺點是硬件電路比較復雜，成本較高。動態顯示的特點是將所有位數碼管的段選線并聯在一起，由位選線控制是哪一位數碼管有效。選亮數碼管采用動態掃描顯示。所謂動態掃描顯示即輪流向各位數碼管送出字形碼和相應的位選，利用發光管的余輝和人眼視覺暫留作用，使人的感覺好像各位數碼管同時都在顯示。動態顯示的亮度比靜態顯示要差一些，所以在選擇限流電阻時應略小于靜態顯示電路中的。 I/V轉化模塊由于DA轉化器輸出的是電流信號，所以還需要將其轉化為電壓信號，為了各種波形的雙極性輸出還需要連接雙極性轉化電路。如圖為常用的雙極性轉化電路，第一個運算放大器將電流信號轉變為電壓信號，第二個運算放大器和電阻R1,R2共同組成方向加法器，由于電流輸出接的是第一個運算放大器的反相輸出端，所以當滿足2*R2=R1且R2=R3的時候輸出電壓為Vout=Vi（Vref/2）當要實現雙極性輸出的時候幅值的二進制碼要轉為偏移二進制碼，即將二進制碼對應的零值偏移到80H，在偏移之后，只有幅值二進制碼大于128的輸出才為正，后則為負。通常要得到偏移二進制碼，可以通過求原有二進制的補碼，再加上80H，并舍棄其進位，使得其成為偏移二進制碼。第四章電路軟件設計顯示子程序顯示部分采用動態輸出的方式，通過控制兩個鎖存器來控制實現單個I/O分時控制輸出輸出數碼管的段選（字形的選擇）和位選（位權的選擇）。如圖352顯示電路圖中P0用于輸出數據，而P2^0和P2^1用來控制寄存器的通斷來控制是輸出字段信息還是位權信息。中斷入口定時器重轉初值打開鎖存器，送段選信號，然后關閉打開鎖存器送位選信號，然后關閉位選標志位左移一位返回圖42：顯示流程圖通常的數碼管動態顯示程序都要進行延時，然后靠人眼的余光實現數據的輸出，當延時時間太小的時候會出現數碼閃爍甚至亂碼，當延時時間設定的太大的時候，有可能出現輸出斷續的可能，通常需延時5ms，6位數據顯示就是30ms，而按鍵的消抖時間不過10ms，所以時間片輪法的話會大大影響電路的正常工作，甚至不能檢測出按鍵輸入，或則按鍵輸入的時候出現顯示斷續的情況，所以本才設計采用了中斷顯示的方法，利用定時器進行延時，設定好定時器的初值，在固定的延時時間上溢出，然后調用顯示子程序顯示當前的輸出情況，由于定時器中斷程序執行一次只能顯示一位數據，所以要

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