基于單片機的數字信號發生器畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 使兩個寄存器中任一個處于直通狀態，另一個工作于受控鎖存器狀態或兩個寄存器同步受控。一般的做法是將WR1和XFER接數字地，使DAC 寄存器處于直通狀態。另外把ILE接高電平，CS接端口地址譯碼信號，WR1接CPU系統總線的IOW信號，這樣便可通過執行一條輸出指令，選中該端口，使 CS和 WR1有效，從而啟動D／A轉換。圖7單緩沖工作單極性方式電路連接雙極性模擬輸出電壓 ：圖8單緩沖工作雙極性方式電路連接（）雙緩沖工作方式 雙緩沖方式的一大用途是數據接收和啟動轉換可以異步進行，即在對某數據轉換的同時，能進行下一數據的接收，以提高轉換速率。這時，可將ILE接高電平，WR1和WR2接CPU的IOW，CS和XFER分別接兩個不同的I／O地址譯碼信號。圖9雙緩沖工作方式電路連接（）直通工作方式當DAC0832芯片的片選信號、寫信號、及傳送控制信號的引腳全部接地，允許輸入鎖存信號ILE引腳接＋5V時，DAC0832芯片就處于直通工作方式，數字量一旦輸入，就直接進入DAC寄存器，進行D/A轉換。() 工作原理DAC0832主要由8位輸入寄存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉換器以及輸入控制電路四部分組成。8 位輸入寄存器用于存放主機送來的數字量，使輸入數字量得到緩沖和鎖存，由加以控制；8位DAC寄存器用于存放待轉換的數字量，由加以控制；8位D/A轉換器輸出與數字量成正比的模擬電流；由與門、非與門組成的輸入控制電路來控制2個寄存器的選通或鎖存狀態。DAC0832與反相比例放大器相連，實現電流到電壓的轉換，因此輸出模擬信號的極性與參考電壓的極性相反，數字量與模擬量的轉換關系為Vout1=Vref（數字碼/256）若D/A轉換器輸出為雙極性，如下圖所示。圖10 D/A轉換器雙極性輸出電路圖10中，運算放大器U3B的作用是把運算放大器U3A的單向輸出電壓轉換成雙向輸出電壓。D/A轉換器的總輸出電壓為：VOUT2= [(R3/R2) VOUT1+(R3/R1)] Vref設R1=R3=2R R2=R，則 VOUT2= (2VOUT1+VREF)DAC0832主要是用于波形的數據的傳送，是本題目電路中的主要芯片。（2）按鍵和波形指示燈電路 （）原理圖如下圖11 采用查詢方式對各類波的切換圖12 采用中斷的方式對波形的切換()說明： 對于查詢方式對波形的切換，當按鍵按下時，輸出相應波形，并點亮相應的LED燈，對于中斷方式，利用兩個外部中斷實現對波形的切換。中斷與查詢相結合的方式可以進行擴展，查詢方式不是實時的，而是中斷時實的。 (3)電流電壓轉換電路（MC1458）()原理圖如下：圖13 I/V轉換電路() 說明： 實現I/V轉換最簡單的方法就是直接在1out1和Iout2之間跨界一電阻，這樣就很容易的實現了I/V轉換，但是這種方法忽略了一個阻抗問題。對于DAC0832來說，R的取值應盡可能大，能夠保證獲得更多的電壓，對于與輸出電壓相連的后續電路來說，R的取值應盡可能的小，以降低輸出阻抗，這兩方面是矛盾的，所以這種方式欠合理。而合理的方式是應用運算放大器實現I/V轉換，也解決了阻抗的問題。(1)ISP接口定義及其連線圖（圖13 圖14）圖14 程序下載接口定義圖15 ISP接口與AT89S51連線()說明： AT89S51相對于AT89C51增加的特色功能之一就是前者具有ISP 下載功能， , ，專門用于ISP功能。三．軟件設計根據功能，系統軟件設計分成幾個模塊編程：主程序模塊，鋸齒波程序模塊，三角波程序模塊，正弦波程序模塊，方波程序模塊，延時程序模塊。 （1）主程序流程圖 開始KEY1按下了？ 輸出鋸齒波KEY3按下了？KEY2按下了？KEY4按下了？ N N N N NYYYY 輸出三角波 輸出正弦波 輸出方波 圖16 主程序流程圖 （1）程序流程圖圖17鋸齒波程序流程圖（2）說明： 鋸齒波產生首先將DAC0832口地址至為2FFFH，然后將00H送入寄存器A中，DAC0832輸出A中的內容，當A中的內容等于FFH返回開始，當A中的內容不為FFH時，A中的內容累加，從而輸出波形。 （1）程序流程圖圖18 三角波程序流程圖（2）說明： 三角波產生首先將DAC0832口地址至為2FFFH，通過A中數值的加一遞升，當A中的內容為0時，與0FFH相比，相等時A中的內容減一遞減，從而循環產生三角波。 （1）程序流程圖 圖19正弦波程序流程圖（2）說明： 正弦波波形通過查表指令得出。 （1）程序流程圖圖20 方波程序流程圖（2）說明：方波產生首先將DAC0832口地址至為2FFFH，當A中的內容為0時，輸出對應模擬量，然后延時，當A中的內容為0FFH時，同樣輸出對應模擬量，再延時相同時間，從而得到方波。四．測試仿真(1)鋸齒波仿真圖（2）三角波仿真圖（3）正弦波仿真圖（4）方波仿真圖: 從軟件仿真的結果上看，波形存在一定的的失真，這主要跟程序的設計有關，沒有做到那么精確，再者，我認為仿真軟件本身也會給測試結果一定的誤差。： 硬件測試結果顯示，示波器顯示的波形比仿真軟件模擬甚至還標準，而且對按鍵的響應比仿真響應快。這在一定程度上，告訴我們，仿真軟件只是一個我們研究的工具，我們不能完全依賴于于仿真軟件。五．其它本次畢業設計主要是基于對單片機的掌握和應用，這是我們第二次動手實踐制作出PCB板，從課題的選擇、系統原理方案的設計，電路原理的理解，到電路上元器件的焊接、程序的編寫，電路的調試，調試下載，一步步，我覺得每個環節我都收獲很大。在設計中，我力求硬件電路簡單，充分發揮軟件靈活方面的特點，在滿足系統設計要求的同時在一定程度上作出擴展。在此次畢業設計中，我主要有以下幾個方面的心得體會：第一：在對單片機的具體實踐掌握方面。大二時我們開設了單片機原理與接口技術這門專業課，盡管在這門課程的學習上，自己態度非常認真而且也下了很大的功夫。但是在純粹的理論上，總感覺不是那么的踏實和具體，這次設計就為我具體實踐提供了一次很好的機會，我覺得這對我們實踐能力的鍛煉時很有幫助的，通過這次設計，我對單片機的掌握有了更加切實的感受和接觸，以及簡單的應用，收獲很大。第二：在匯編程序的編寫方面。在大二時我學習了匯編語言的編寫方法，我覺得匯編語言是更接近于硬件的，側重于你對硬件的掌握，所以，通過這次畢業設計我現在更加認為學習好匯編語言的重要性。第三：軟件的使用方面。本次畢業設計主要用到Protel和Proteus兩個軟件，這次畢業設計使我更加深入和熟練的掌握了這兩個軟件的使用。但是，在軟件仿真方面，我覺得我們在系統設計中不能太依賴于仿真軟件。第四：電路板的制作方面。這是我們第二次實踐做PCB板，雖然沒有很多經驗，但是在制作期間有一個很深的體會：我們在電路板時，很有必要檢查好自己做得PCB圖，原理圖，保證原理的正確性以及封裝的正確性。畢業設計就要結束了，在此我特別感謝老師在此次畢業設計以及其他學習生活中對我的幫助，每當遇到我不解的問題向他請教的時候，盡管他非常的忙，但他都是很熱心，很耐心的為我提供意見和指導，我深深的感受到他對學生的負責和細心，謝謝您！同時也感謝其他老師對我的指導和同學們對我的幫助。：[1] （第4版）[M].北京:. 　　 [2] 、應用與實驗[M].上海:復旦大學出版社,1993.