便携式正弦信号发生器毕业设计

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1、 参考资料 便携式正弦信号发生器毕业设计便携式正弦信号发生器毕业设计 目 录 摘摘 要要 I I ABSTRACTABSTRACT IIII 1 1 绪绪 论论 1 1 1 11 1 课题背景课题背景 1 1 1 21 2 系统结构系统结构 1 1 2 2 硬件电路设计硬件电路设计 2 2 2 12 1 系统设计方案系统设计方案 2 2 2 22 2 方案论证方案论证 2 2 2 32 3 正弦信号发生器的基本原理正弦信号发生器的基本原理 3 3 2 42 4 AT89S52AT89S52 的简介的简介 3 3 2 4 1 CPU 系统 5 2 4 2 存储器系统 5 2 4 3 I O 口和

2、其它功能单元 5 2 4 4 AT89S52 的时钟电路的接法 5 2 4 5 时钟信号 6 2 4 6 AT89S52 的各个管脚的功能介绍 6 2 4 7 AT89S52 的复位 7 2 4 7 1 复位电路 7 2 4 7 2 开机复位后的状态 8 2 4 8 AT89S52 的程序存储器配置 8 2 4 9 AT89S52 的数据存储器配置 9 2 4 10 AT89S52 的中断简介 9 2 4 10 1 中断的定义 10 2 4 10 2 中断允许控制 11 2 4 10 3 中断优先级控制 12 2 4 11 AT89S52 定时 计数器简介 14 2 4 11 1 T0 和 T

3、1 工作方式的控制 15 2 4 11 2 T0 和 T1 工作状态的控制 15 2 4 11 3 T0 和 T1 定时计数器的工作方式 16 2 4 11 4 T2 定时 计数器的控制 17 2 4 11 5 T2 定时 计数器模式的控制 18 2 4 11 6 T2 的工作方式 18 2 4 12 AT89S52 的串行口的简介 20 2 4 12 1 AT89S52 串行口的结构 20 参考资料 2 4 12 2 AT89S52 串行口的控制 20 2 4 12 3 AT89S52 串行口的工作方式 22 2 4 13 低功耗节电模式 23 2 4 13 1 电源断电标志 23 2 4

4、13 2 空闲模式 23 2 4 13 3 掉电模式 23 2 4 14 看门定时器 WDT 24 2 4 14 1 WDT 的使用 24 2 4 14 2 掉电模式下的 WDT 24 2 4 14 3 空闲模式下的 WDT 25 2 4 15 其它特殊功能寄存器 25 2 4 15 1 辅助寄存器 AUXR 25 2 4 15 2 辅助寄存器 AUXR1 25 2 4 15 3 双数据指针寄存器 25 2 52 5 AD9850AD9850 简介简介 2626 2 5 1 AD9850 的控制字与控制时序 27 2 5 2 I O 方式并行接口 2 2 5 3 总线方式并行接口 2 2 62

5、 6 82798279 接口芯片接口芯片 2 2 2 6 1 8279 的结构 2 2 6 2 8279 的引脚定义 3 2 6 3 8279 的操作命令 4 2 6 4 8279 的状态字 5 2 72 7 LCDLCD 简介简介 6 6 2 7 1 原理框图 6 2 7 2 LCD 应用时序 6 2 7 2 1 并行方式 AC 特性及时序 6 2 7 2 2 并行方式 AC 特性及时序 7 2 7 3 系统功能 8 2 7 3 1 功能描述 8 2 7 3 2 忙标志 BF 9 2 7 3 3 地址计数器 AC 9 2 7 3 4 中文字型生成 ROM CGROM 及半宽字型 ROM HC

6、GROM 9 2 7 3 5 字型产生 RAM CGRAM 9 2 7 3 6 ICON RAM IRAM 9 2 7 3 7 显示数据 RAM DDRAM 9 2 7 3 8 图形显示 RAM GDRAM 10 2 7 3 9 光标 闪烁 10 2 7 4 指令集 10 2 7 4 1 基本指令集 RE 0 10 2 7 4 2 扩充指令集 RE 1 14 2 7 4 3 基本指令集初始值 Register flag RE 0 15 参考资料 2 7 5 LCD 驱动电源连接方式 15 2 7 6 液晶显示模块显示中文时 RAM 地址对应表 15 2 7 7 控制器中藏的字符表 16 8 半

7、宽字型 16 2 7 8 接口引脚定义 16 2 82 8 直流稳压电源直流稳压电源 1717 3 3 软件程序设计软件程序设计 1818 3 13 1 程序流程图程序流程图 1818 3 1 1 主程序 18 3 1 2 外部中断 0 子程序 19 3 1 3 T2 中断子程序 20 3 23 2 C C 语言程序清单语言程序清单 2020 3 33 3 C C 语言程序解析语言程序解析 3030 3 3 1 运算符的优先级和结合性 30 3 3 2 库函数 31 3 3 3 功能界面建立相关函数 38 3 3 4 键盘响应相关函数 38 3 3 5 提示信息显示相关函数 39 结结 论论

8、4040 致致 谢谢 4141 参考文献参考文献 4242 附附 录录 I I 4343 附附 录录 5555 附附 录录 IIIIII 5656 附附 录录 IVIV 5757 参考资料 1 绪 论 1 1 课题背景 DDS 技术目前已成为频率合成技术发展的主流方向 它高度的集成性 对 于简化电子系统的设计方案 降低硬件的复杂程度 提高系统的整机性能意义 重大 用这种方法产生线性调频信号及其它复杂波形信号的技术日益受到重视 并得到广泛的应用 近年来 随着直接数字频率合成技术 direct digital frequency synthesis 简称 DDS 的发展 基于 DDS 技术的合成信

9、号发生器 在正弦信号 源的设计与使用中日益广泛 它与以往的射频信号源 锁相信号源和模拟频率 合成信号源相比较 其频率分辨率高 指定频率的重复性好 而且易于程序控 制 DDS 技术的原理主要是通过相位与幅度的对应关系实现的 由于不同的控 制字对应相位累加器中不同的相位累加速度 用此速度从正弦幅值表中进行查 询 获得指定的幅度序列 最后通过数模转换输出 1 2 系统结构 对一个系统来说 系统结构的好坏是非常重要的 我本着实现所有要求的 功能的基础上 简化系统结构 这样可以降低成本 也可以减少一些电路本身 的干扰 对于本系统我采用了四个模块 即 键盘模块 控制模块 显示模块 正 弦信号发生模块 各个

10、模块之间的关系如下图 图 1 1 系统总框图 根据系统总框图可知 CPU 是用来处理键盘传来的按键信号 并且控制显示 模块和正弦信号产生模块的正常工作的 本系统的核心是正弦信号产生模块 因它是产生正弦信号的中心 其它器件只是让整个系统更加完善 键 盘 正弦信号产生 显 示 CPU 参考资料 2 硬件电路设计 2 1 系统设计方案 正弦信号发生器待选方案有两个 方案一 利用单片机查询正弦表的方法来产生正弦信号 此方法的优点是 电路简单 易实现程控 缺点是输出信号频率围比较窄 而且输出信号的波形 好坏和单片机查询的正弦表有密切关系 既在正弦波的一个周期所查的正弦表 次数越多 则正弦波的波形越好 但

11、是单片机的负担也变大了 计算量将明显 提高 则单片机的大部分资源被输出正弦波的工作所占用 方案二 利用模拟电路知识中的振荡电路的方法来产生正弦信号 此方法 的优点是输出信号频率围比较宽 缺点是电路的抗干扰能力比较差 不易实现 程控 当输出频率比较高时电路设计比较困难 方案三 利用 DDS 技术来产生正弦信号 此方法的优点是输出信号的频率 围比较宽 电路比较简单 易于实现程控 缺点是 DDS 器件价格有点高 一般 在一百元以上 而且多数是帖片元件 这对于焊接工艺要求比较高 由于 DDS 技术的发展 再加上生活水平的提高 本次设计我采用 DDS 技术 2 2 方案论证 按照系统功能要求 决定 CP

12、U 模块采用 AT89S52 单片机 正弦信号产生模 块采用 AD8950 显示模块采用 LCD 键盘模块采用 8279 和 4 4 键盘 系统除 能确保实现要求的功能外 还可以方便地进行其它功能的扩展 正弦信号发生 器系统设计方案框图如图 2 1 所示 正弦信号发生器系统硬件电路由单片机 AD9850 LCD 显示电路和按键处 理电路等组成 它的硬件电路如附录所示 图 2 1 设计方案框图 AT89S52 4 4 键盘 8279 LCD 显示 AD9850 参考资料 2 3 正弦信号发生器的基本原理 根据系统的功能要求 控制系统采用 AT89S52 单片机 正弦信号发生模块 采用 AD985

13、0 AD9850 是专业的正弦信号发生器件 通过单片机对 AD9850 的控 制可以输出不同频率的正弦波 并且可以通过 LCD 显示频率值 以便于更好的 实现人机界面 2 4 AT89S52 的简介 单片微机 Single Chip Microcomputer 简称为单片机 它在一块芯片上集 中成了中央处理单元 CPU 随机存储器 RAM 只读存储器 ROM 定时 计数和多 功能输入 输出 I O 口 如并行口 I O 串行口 I O 和转换 A D 等 就其组成而 言 一块单片机就是一台计算机 其典型结构如图 2 2 所示 由于它具有体积 小 功能强和价格便宜等优点 因而被广泛地应用于产品智

14、能化和工业控制自 动化上 时钟电路 总线控制 CPU ROM EPROM FLASH 4K 字节 RAM 128字节 SFR 21个 定时 计数器 2个 中断系统 5中断源 2优先级 串行口 全双工 2个 并行口 4个 RST EAALE PSEN XTAL2XTAL1 P0P1P2P3 VCC VSS 图 2 2 单片机典型部组成原理图 单片机特点 a 单片机体积小巧 使用灵活 成本低 易于真正产品化 组装各种智能 式控制设备和仪器 能做到机电仪一体化 b 面向控制 能有针对性地解决各种从简单到复杂的各类控制任务 因而 能获得最佳的性能价格比 c 抗干扰能力强 适应温度围宽 在各种恶劣的环境

15、下都能可靠的工作 这是其它微机集中无法比拟的 d 可以方便的实现多机 分布式的集散控制 使整个控制系统的效率大大 地提高 e 单片机应用产品的研制周期短 所开发出来的样机就是以后批量生产的 产品 可以避免不必要的二次开发过程 单片机应用 a 工业方面 电机控制 工业机器人 过程控制 智能传感器 机电仪一 参考资料 体化等 b 仪器仪表方面 智能仪器 医疗仪器 色谱仪 示波器等 c 家用电器 高级电子玩具 微波灶 洗衣机 录像机等 d 电讯方面 调制解调器 智能通讯设备等 e 导航与控制方面 导弹控制 鱼雷制导控制 智能武器装置 航天导航 系统等 f 数据处理方面 图形终端 彩色与黑白复印机 温

16、式硬盘驱动器 磁带 机 打印机等 g 汽车方面 点火控制 变速器控制 防滑刹车 排气控制等 MCS 51 系列单片机在我国得到了广泛的应用 是单片机的主流系列 软硬 件应用设计资料丰富齐全 为了提高指令的执行速度和效率 采用了面向控制 的结构和指令系统的独立 CPU 即选择 Atmel 公司的 AT89S52 单片机 XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0 0 AD0 39 P0 1 AD1 38 P0 2 AD2 37 P0 3 AD3 36 P0 4 AD4 35 P0 5 AD5 34 P0 6 AD6 33 P0 7 AD7 32 P1 0 T2 1 P1 1 T2EX 2 P1 2 3 P1 3 4 P1 4 5 P1 5 6 P1 6 7 P1 7 8 P3 0 RXD 10 P3 1 TXD 11 P3 2 INT0 12 P3 3 INT1 13 P3 4 T0 14 P3 7 RD 17 P3 6 WR 16 P3 5 T1 15 P2 7 A15 28 P2 0 A8 21 P2 1 A9 22 P2 2 A1