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1、绥化学院本科毕业论文（设计）函数发生器学生姓名： 高庆国 学 号： 200851374 专 业： 电子信息工程系 年 级： 2008级 指导教师： 罗永辉 Suihua University Graduation Paper Function GeneratorStudent name Gao Qingguo Student number 200851374 Major Electronic Information Engineering Supervising teacher Luo Yonghui Suihua University摘 要该函数发生器采用AT89S51 单片机作为控制核心，
2、外围采用模拟/数字转换电路（DAC0832）、运放电路（LM324）、按键和LED显示灯电路等。电路采用AT89S51单片机和一片DAC0832数模转换器组成数字式低频信号发生器。函数信号发生器，它具有价格低、性能高和在低频范围内稳定性好、操作方便、体积小、耗电少等特点。由于采用了LM324运算放大器，使其电路更加具有较高的稳定性能且性价比高。出现故障容易查找错误，操作简单、方便。通过按键控制可产生方波、锯齿波、三角波、正弦波等，同时用LED显示灯指示对应的波形。所产生的波形在一定频率范围可调，波形准确并且平滑。本系统设计简单、性能优良，具有一定的实用性。关键词:AT89s51；低频信号；发生
3、器；运放器AbstractThe function generator using AT89S51 microcontroller as control core, the external analog / digital conversion circuit (of DAC0832), op-amp circuit (the LM324) button and the LED indicator circuit.Circuit of AT89S51 microcontroller and a DAC0832 DAC digital low-frequency signal generato
4、r. Function signal generator, it has a low price, high performance and low frequency range, good stability, easy operation, small size, low power consumption. As a result of the LM324 op amp, so that the circuit has more high stability, performance is high. This circuit is a clear failure is easy to
5、 find the error, simple and convenient operation.Button control can produce a square wave, saw tooth wave, triangle wave, sine wave and so on, and LED indicator lights to indicate the corresponding waveform. Waveform generated by a certain frequency range, adjustable, accurate and smooth waveform. T
6、he system is simple in design, excellent performance, has a certain practicality. The practice of scientific research and production, such as industrial process control, biomedical, seismic modeling, mechanical vibration and other fields often use low-frequency signal source.Key words:AT89S51; low f
7、requency signal; Producer; Player WinII 目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论1第1节 信号发生器现状1第2节 单片机在低频信号发生器中的应用1第2章 系统设计3第1节 系统方案的比较3第2节 芯片选择模块3第3章 硬件电路的设计4第1节 系统框图如图3-1所示:4第2节 资源分配4第3节 单片机的基本结构4第4节 单片机最小系统6第5节 时钟电路7第6节 复位电路8第4章 软件设计10第1节 主程序流程10第2节 方波程序流程图10第3节 三角波程序流程图11致 谢12参考文献13附件一：总体原理图14绥化学院2012届本科生毕业论文第1章 绪
8、论第1节 信号发生器现状采用555振荡电路发生正弦波、三角波和方波的电路便是可取的路径之一，不用依靠单片机。但是这种电路信号发生器作为一种常见的应用电子仪器设备，传统的可以完全由硬件电路搭接存在波形质量差，控制难，可调范围小，电路复杂和体积大等缺点。而由硬件电路构成的低频信号其性能难以令人满意，而且由于低频信号源所需的RC很大；大电阻，大电容在制作上有困难，参数的精度亦难以保证；体积大，漏电，损耗显著更是其致命的弱点。一旦工作需求功能有增加，则电路复杂程度会大大增加。第2节 单片机在低频信号发生器中的应用1.2.1具有优异的性能价格比单片机尽可能地把应用所需的存储器，各种功能的I/O 接口集成
9、在一块芯片内，因而其性能很高，而价格却相对较低廉，即性能价格比很高。1.2.2控制功能强单片机体积虽小，但“五脏俱全”，它非常适用于专门的控制用途。为了满足工业控制要求，一般单片机的指令系统中有极丰富的转移指令，I/O口的逻辑操作指令以及位操作指令。其逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微机。1.2.3集成度高、体积小、可靠性高单片机把各种功能部件集成在一块芯片上，因而集成度高，均为大规模或超大规模集成电路。又内部采用总线结构，减少了芯片之间的连线，这大大提高了单片机的可靠性与抗干扰能力。同时，其体积小，对于强磁场环境易于采取屏蔽措施，适合于在恶劣环境下工作。1.2.4低电压、低功耗单片机大
10、量用于携带式产品和家用消费类产品，低电压和低功耗尤为重要。目前，许多单片机已可在2.2V电压下运行，有的已能在1.2V或0.9V下工作，功耗降至A级，一粒钮扣电池就可长期使用。这里介绍一种采用AT89S51单片机和一片DAC0832数模转换器做成的数字式低频信号发生器，它的特点是价格低、性能高，在低频范围稳定性好、操作方便、体积小、耗电少等。信号发生器与其它相比还具有如下优点：较分立元件信号发生器而言，具有频率高，工作稳定，容易调试等特性；较专用DDS芯片的信号发生器而言，具有结构简单，成本低等特性。第2章 系统设计第1节 系统方案的比较2.1.1选题论证制作低频信号发生器可以用一片DAC08
11、32来实现，它可以分为单极性和双极性。而本项目选择了单片双极性。之所以选单片双极性是因为其精度高，滤波好，抗干扰效果好。2.1.2方案AT89S51芯片中只有一路模拟输出或几路模拟信号非同步输出，这种情况下CPU对DAC0832 执行一次写操作，则把一个数据直接写入DAC寄存器，DAC0832的输出模拟信号随之对应变化。输出波形稳定，精度高，滤波好，抗干扰效果好，连接简单，性价比高。第2节 芯片选择模块AT89S51单片机是一种高性能8位单片微型计算机。它把构成计算机的中央处理器CPU、存储器、寄存器、I/O接口制作在一块集成电路芯片中，从而构成较为完整的计算机。第3章 硬件电路的设计第1节
12、系统框图如图3-1所示:波形指示键盘AT89S51电源A/D转换基准电压电流/电压转换输出图3-1 低频信号发生器系统框图低频信号发生器系统主要由CPU、D/A转换电路、基准电压电路、电流/电压转换电路、按键和波形指示电路、电源等电路组成。第2节 资源分配软、硬件设计是设计中不可缺少的，为了满足功能和指标的要求，资源分配如下1晶振采用12MHZ；2内存分配第3节 单片机的基本结构AT89S52单片机是一款低功耗、低电压、高性能CMOS8位单片机，片内含8KB（可经受1000次擦写周期）的FLASH可编程可反复擦写的只读程序存储器（EPROM）。AT89S52具有以下主要性能：1. 8KB可改编
13、程序FLASH存储器；2. 全表态工作 ：024HZ；3. 256X8字节内部RAM；4. 32个外部双向输入，输出（I、O）口；引脚说明如图2-2。图3-2 AT89S51引脚说明在访问外部数据储存器或程序储存器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。FLASH编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。P3除了作为一般的I/O口线外，更重要的用途是它的第二功能，具体功能说明如表2-1所示。表2-1 P3口的第二功能表端口引脚第二功能P3.0RXD(穿行输出口)P3.1TXD(穿行输入口)P3.2INT0（外部中断
14、0）P3.3INT1（外部中断1）P3.4T0(定时/计数器0)P3.5T1(定时/计数器0)P3.6WR(外部数据写选通)P3.7RD(外部数据读选通)第4节 单片机最小系统单片机最小应用系统，是指用最少的原件组成的单片机可以工作的系统。对51系列单片机来说，最小系统应包括单片机、晶振电路、复位电路。下面介绍51单片机的最小系统电路图。图3-3 单片机最小系统第5节 时钟电路图3-4 时钟电路XTAL1是片内振荡器的反相放大器输入端，XTAL2则是输出端，使用外部振荡器时，外部振荡信号应直接加到XTAL1，而XTAL2悬空。内部方式时，时钟发生器对振荡脉冲二分频，如晶振为12MHz，时钟频率就为6MHz。晶振的频率可以在1MHz-24MHz内选择。电容取30PF左右。系统的时钟电路设计是采用的内部方式，即利用芯片内部的振荡电路。AT89单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器。引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反
