二、系統設計
波形發生器的原理框圖如下所示。波形產生是通過AT89S51執行壹個波形產生程序，按照壹定的規則產生數據到D/A轉換器的輸入端，從而在D/A轉換器電路的輸出端得到相應的電壓波形。AT89S51的P2口連接五個按鈕，通過軟件編程選擇各種波形、幅值電壓和頻率。此外，三個P2端口引腳與TEC6122芯片相連，驅動數碼管顯示電壓幅值和頻率，每個波形對應壹個按鈕。這種方案的優點是電路原理相對簡單，易於實現。缺點是采樣頻率在單片機內部產生，降低了整個系統的頻率。
1，波形發生器技術指標
1)波形:方波、正弦波、鋸齒波；
2)幅值電壓:1V、2V、3V、4V、5V；
3)頻率:10HZ，20HZ，50HZ，100HZ，200HZ，500HZ，1 kHz；
2.操作設計
1)上電後，系統初始化，數字顯示六個'-'，等待設置命令的輸入。
2)按鈕分別控制振幅、頻率、方波、正弦波和鋸齒波。
3)“振幅”鍵初始值為1V，再按壹次會增加1V。達到5V後，按壹下會回到1V。
4)“頻率”鍵初始值為10HZ，按下後為20HZ、50HZ、100HZ、200HZ、500HZ、1000HZ。
第三，硬件設計
該系統由單片機、顯示接口電路、D/A電路和電源四部分組成。附上電路圖2。
1，單片機電路
功能:掃碼成型、鍵值識別、按鍵處理、參數設置；形成顯示段代碼；產生定時中斷；形成波形的數字編碼並輸出到D/A接口電路和顯示驅動電路。
AT89S51外接12M晶振作為時鐘頻率。並采用電源復位設計。復位電路采用上電復位，其工作原理是上電時，電容兩端等效短路，於是RST引腳處於高電平，然後電源給電容充電。RST的端電壓慢慢下降到某個程序，即低電平，單片機開始工作。
AT89S51的P2口作為功能鍵與TEC6122的接口。P1端口用作D/A轉換芯片0832的接口。使用定時器/計數器作為中斷源。不同的頻率值對應不同的定時初始值，允許定時器溢出中斷。定時器中斷的特殊功能寄存器設置如下:
時序控制寄存器TCON = 20H；；
工作模式選擇寄存器tmod = 01h；
中斷使能控制寄存器IE=82H。
2.顯示電路
功能:驅動6位數碼管顯示和掃描按鈕。
它由集成驅動芯片TEC6122、6位陰極數碼管和5個按鈕組成。當按鈕被按下時，掃描程序對其進行掃描，然後通過P2端口將數字信號發送給TEC6122芯片。TEC6122是壹款數字集成芯片。它的外接電壓也是+5V，而且由於數碼管的負載電壓較小，為了保護數碼管，兩者之間需要有壹個間接電阻，大約560ω。
掃描由軟件程序實現。當壹個鍵被按下時，掃描程序立即檢測到它，然後調用子程序執行相應的功能。
3.數模電路
功能:將波形樣本的編碼轉換成模擬值，完成雙極性波形輸出。
它由壹個0832和兩個LM358運算放大器組成。DAC0832是壹款8位DAC，內置兩個輸入數據寄存器。目前，DAC芯片有兩種。壹種芯片內部有壹個數據寄存器，可以直接與微型計算機接口，而不需要額外的電路。另壹個芯片中沒有數據寄存器，輸出信號隨數據輸入線的狀態而變化，所以不能直接與微機接口，必須通過並行接口與微機接口。DAC0832是壹款20引腳雙列直插式CMOS器件。它有兩級數據寄存器來完成8位電流數模轉換，因此不需要額外的電路。0832是電流輸出類型。示波器顯示波形，通常需要電壓信號。電流信號到電壓信號的轉換可以由運算放大器LM358實現，雙極性輸出可以由兩片LM358實現。
單片機向0832發送數字碼，產生不同的輸出。首先利用采樣定理對波形進行采樣，然後對采樣值進行編碼。得到的數字量存儲在每個波形表中，在執行程序時用查表法依次取出，經過D/A轉換後即可得到波形並輸出。如果N個點構成波形的壹個周期，0832輸出N個采樣點後，這些采樣點形成壹個運動軌跡，即壹個周期。反復輸出n個點成為第二個循環。單片機的晶體振蕩器用來控制輸出周期的速度，即控制輸出波形的頻率。這控制輸出波形及其振幅和頻率。
第四，軟件設計
主程序和子程序存儲在AT89S51單片機中。
主程序的作用是:開機後檢查按鍵，即掃描顯示鍵盤，然後根據用戶按下的按鍵進入相應的子程序進行處理。主程序框圖如圖1所示。
子程序的功能包括幅值輸入處理、頻率輸入處理、正弦波輸出、鋸齒波輸出、方波輸出、顯示等。
程序是這樣的
包括& ltreg 51 . h & gt；
#定義uchar無符號字符
#定義uint無符號整數
sbit lcp=p2^2；
sbit scp=p2^1；
sbit si=p2^0；
sbit s1=p2^3；
sbit s2=p2^4；
sbit s3=p2^5；
sbit s4=p2^6；
sbit s5=p2^7；
sbit da0832=p3^3；
sbit da0832_on=p3^2；
uchar fun=0，b=0，c=0，d=0，tl，th；
uchar code tab[10]={0x3f，0x06，0x5b，0x4f，0x66，0x6d，0x7d，0x07，0x7f，0x6f }；
uchar代碼tosin[256]={0x80，0x83，0x86，0x89，0x8d，0x90，0x93，0x96，0x99，0x9c，0x9f，0xa2，0xa5，0xa8，0xab，0xae，0xb1，0xb4，0xb7，0xba，0xbc，0xbf，0xc2，0xc5
，0xc7，0xca，0xcc，0xcf，0xd1，0xd4，0xd6，0xd8，0xda，0xdd，0xdf，0xe1，0xe3，0xe5，0xe7，0xe9，0xea，0xec，0xee，0xef，0xf1，0xf2，0xf4，0xf5
，0xf6，0xf7，0xf8，0xf9，0xfa，0xfb，0xfc，0xfd，0xfd，0xfe，0xff，0xff，0xff，0xff，0xff，0xff，0xff，0xff，0xff，0xff，0xff，0xff，0x ff，0x ff，0x ff，0x ff，0x ff，0x ff，0x ff，0x ff，0x ff，0xfe，0xfd
，0xfd，0xfc，0xfb，0xfa，0xf9，0xf8，0xf7，0xf6，0xf5，0xf4，0xf2，0xf1，0xef，0xee，0xec，0xea，0xe9，0xe7，0xe5，0xe3，0xe1，0xde，0xdd，0xda
，0xd8，0xd6，0xd4，0xd1，0xcf，0xcc，0xca，0xc7，0xc5，0xc2，0xbf，0xbc，0xba，0xb7，0xb4，0xb1，0xae，0xab，0xa8，0xa5，0xa2，0x9f，0x9c，0x99
，0x96，0x93，0x90，0x8d，0x89，0x86，0x83，0x80，0x80，0x7c，0x79，0x76，0x72，0x6f，0x6c，0x69，0x66，0x63，0x60，0x5d，0x5a，0x57，0x55，0x51
，0x4e，0x4c，0x48，0x45，0x43，0x40，0x3d，0x3a，0x38，0x35，0x33，0x30，0x2e，0x2b，0x29，0x27，0x25，0x22，0x20，0x1e，0x1c，0x1a，0x18，0x16
，0x15，0x13，0x11，0x10，0x0e，0x0d，0x0b，0，0x09，0x08，0x07，0x06，0x05，0x04，0x03，0x02，0x02，0x01，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x 00，0x 00
，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x01，0x02，0x02，0x03，0x04，0x05，0x06，0x07，0x08，0x09，0，0x0b，0x0d，0x0e，0x10，0x11，0x13，0x15
，0x16，0x18，0x1a，0x1c，0x1e，0x20，0x22，0x25，0x27，0x29，0x2b，0x2e，0x30，0x33，0x35，0x38，0x3a，0x3d，0x40，0x43，0x45，0x48，0x4c，0x4e
，0x51，0x55，0x57，0x5a，0x5d，0x60，0x63，0x66，0x69，0x6c，0x6f，0x72，0x76，0x79，0x7c，0x 80 }；
無效顯示(無符號字符命令)
{
無符號字符I；
LCP = 0；
for(I = 8；我& gt0;我-)
{
SCP = 0；
if((命令& amp0x80)==0)
{
SI = 0；
}
其他
{
SI = 1；
}
命令& lt& lt=1;
SCP = 1；
}
LCP = 1；
}
void key1(void)
{
fun++；
if(fun==4)
fun = 0x00
}
無效鍵2(無效)
{
tl++；
if(tl==0x1f)
th++；
}
無效鍵3(無效)
{
TL-；
if(tl==0x00)
th-；
}
無效鍵4(無效)
{
雙t；
int f；
TR0 = 0；
t =(65535 th * 256-TL)* 0.4；
f =(int)(1000/t)；
S3 = tab[f % 10]；
f = f/10；
S2 = tab[f % 10]；
f = f/10；
如果(f==0)
s 1 = 0；
其他
s 1 = tab[f]；
TR0 = 1；
}
無效鍵5(無效)
{
TL-；
if(tl==0x00)
th++；
}
無效法官(無效)
{
uchar線，row，de1，de2，keym
p 1 = 0x0f；
keym = p 1；
if(keym==0x0f)返回；
for(de 1 = 0；de 1 & lt；200;de1++)
for(de2 = 0；de2 & lt125;de2++){；}
p 1 = 0x0f；
keym = p 1；
if(keym==0x0f)返回；
p 1 = 0x0f；
line = p 1；
p 1 = 0xf 0；
row = p 1；
行=行+行；/*存儲特征鍵值*/
if(line = = 0x de)key 1()；
if(line = = 0x7e)key 2()；
if(line = = 0x BD)key 3()；
if(line = = 0x7d)key 4()；
}
Voidtime 0 _ int (void)中斷1//中斷服務程序。
{
TR0 = 0；
if(fun==1)
{
da 0832 = tosin[b]；//正弦波
b++；
}
Else if(fun==2) //鋸齒波
{
if(c & lt；128)
da 0832 = c；
其他
da 0832 = 255-c；
c++；
}
Else if(fun==3) //方波
{
d++；
if(d & lt；=128)
DA0832 = 0x00
其他
DA0832 = 0xff
}
TH0 = th
TL0 = tl
TR0 = 1；
}
無效總管(無效)
{
TMOD = 0x 01；
TR0 = 1；
th = 0xff
tl = 0xd0
TH0 = th
TL0 = tl
ET0 = 1；
EA = 1；
while(1)
{
顯示()；
judge()；
}
}
動詞 （verb的縮寫）經驗
剛開始因為沒有經驗，不知道怎麽下手，就去圖書館找了幾本書看。雖然設計方案很多，但總覺得自己還有很多想不明白的地方，就問了同學。他經常做壹些設計，有壹些經驗。在他解釋和分析了各種方案之後，他決定通過查表來做這件事。這樣可以降低壹些硬件設計的難度，初始設計要適合自己的水平。用8031，ROM需要擴展，所以內存需要擴展。而且8031在實際中基本上已經不使用了，實際使用的AT89S51芯片有ROM，把采樣值做成表格查壹下就簡單了。我覺得程序要小，片內ROM要夠用。用LED顯示頻率和幅度，現有的集成接口驅動芯片，波形可以用示波器顯示，單片機可以連接D/A轉換芯片，這樣硬件很快就搭好了。
我認為，在所有這些都完成並且想法到位之後，編寫壹個程序應該是相對容易的。誰知道，我寫程序的時候就意識到功能鍵需要壹個掃描程序。我真的覺得很難。當時真的很想放棄？於是我去咨詢了老師，老師幫我分析了壹下，我自己也查了壹些資料，終於明白掃描程序怎麽寫了。
於是憑著自己的努力，程序很快就寫好了。這是我的第壹個設備設計。雖然經歷了很多磨難，但是積累了壹些設計經驗，終於有了壹點成就感。還有很長的路要走，我還是努力吧！
參考
[1]童，華。模擬電子技術基礎[M]。北京高等教育出版社2003.345-362。
潘永雄，劉向陽沙河。電子電路CAD實用教程[M]。Xi安:西安電子科技大學出版社，2001.13-118。
[3]張，彭錫元，譚小雲，曲春波.MCS-51單片機應用設計[M].哈爾濱:哈
哈爾濱工業大學出版社，1997.53-61。
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