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1、摘要本系统是是基于AAT899C51单片机机的数字字式低频频信号发发生器。采用AAT899C511单片机机作为控控制核心心，外围围采用数数字/模拟转转换电路路（DAAC08832）、运放电电路（LLM3224）、按键和和8位数数码管等等。通过过按键控控制可产产生方波波、三角角波、正正弦波等等，同时时用数码码管指示示其对应应的频率率。其设设计简单单、性能能优好，可可用于多多种需要要低频信信号的场场所，具具有一定定的实用用性。各种各样样的信号号是通信信领域的的重要组组成部分分，其中中正弦波波、三角角波和方方波等是是较为常常见的信信号。在在科学研研究及教教学实验验中常常常需要这这几种信信号的发发生装
2、置置。为了了实验、研究方方便，研研制一种种灵活适适用、功功能齐全全、使用用方便的的信号源源是十分分必要的的。本文介绍绍的是利利用ATT89CC51单单片机和和数模转转换器件件DACC08332产生生所需不不同信号号的低频频信号源源，其信信号幅度度和频率率都是可可以按要要求控制制的。文文中简要要介绍了了DACC08332数模模转换器器的结构构原理和和使用方方法，AAT899C511的基础础理论，以以及与设设计电路路有关的的各种芯芯片。文文中着重重介绍了了如何利利用单片片机控制制D/AA转换器器产生上上述信号号的硬件件电路和和软件编编程。信信号频率率幅度也也按要求求可调。本次关于于产生不不同低频频
3、信号的的信号源源的设计计方案，不不仅在理理论和实实践上都都能满足足实验的的要求，而而且具有有很强的的可行性性。该信信号源的的特点是是：体积积小、价价格低廉廉、性能能稳定、实现方方便、功功能齐全全。关键词：AT899C511DAC08332LMM32448位数数码管显显示AbsttracctWaveeforrmThhe ssysttem is a ddigiitall siignaal ggeneerattor bassed on sinnglee chhip commputter.At889c51 is useed aas aa coontrrol miccrocconttrolllerr c
4、oore.Thee syysteem iis ccompposeed bby ddigiitall/annaloog ccomvverssionn(DAAC08832), iimplly ccirccuitt,buuttoon aand nixxie tubbe.IIt ccan genneraate thee sqquare, trriannglee annd ssinee waave,witth nnixiie ttubee.Thhe ssysttem cann bee ussed forr a siggnall soouree inn thhe llow-freequeencyy sii
5、gnaal ssourre.IIt iis vveryy prractticaal.Variiouss siignaals aree ann immporrtannt ppartt off coorreespoondeent areea. In thiis aareaa, ssinee waave, trriannglee waave andd sqquarre wwavee arre ccommmon siggnalls. In sciiencce rreseearcch aand teaachiing expperiimennt, we oftten neeed tthe occcurrr
6、encce eequiipmeent of theese siggnalls. In ordder to makke tthe expperiimennt aand ressearrch eassierr, tto ddeveelopp a suiitabble, fuull funnctiionaal aand eassilyy ussed siggnalls ssourrce is esssenttiall.Thiss paaperr inntrooducces thee loow ffreqquenncy souurcees oof ddifffereent siggnalls ttha
7、tt arre pprodduceed bby AAT899C511 SCCM aand DACC08332. Itss siignaal rrangge aand freequeencyy caan bbe cconttrollledd byy reequiiremmentt. TThiss paaperr brrieffly inttrodducees tthe strructturee prrincciplle aand usaage of DACC08332, thee baasicc thheorry oof AAT899C511 annd vvariiouss chhipss wh
8、hichh reelevvantt too deesiggn ccirccuitt. tthiss paaperr emmphaasizzed howw too usse SSCM to conntrool tthe harrdwaare cirrcuiit aand sofftwaare proograam oof tthe siggnalls aabovve wwhicch pprodduceed bby DDAC008322. TThe siggnall frrequuenccy rrangge aalsoo caan bbe aadjuusteed bby rrequuireemenn
9、t.Thiss siignaal ssourrce dessignn pllan conncerrns on prooduccingg diiffeerennt llow freequeencyy siignaals, noot oonlyy meeet thee reequeest of expperiimennt iin ttheoory andd inn prractticee, bbut alsso hhavee sttronng ffeassibiilitty. Thee trraitt off thhis siggnall soourcce iis: smaall vollumee
10、, llow priice, sttablle ffuncctioon, eassilyy acchieevabble, annd ffulll fuuncttionn.Keywwordds:AT899C511, DAA08332,LM3324,8 nnixiie ttubee diispllay目录摘要IAbsttracctIII目录IIII前言11 波形形发生器器概述221.1波波形发生生器的发发展状况况21.2国国内外波波形发生生器产品品比较442 方案案论证与与比较52.1 方案一一52.2 方案二二62.3 方案三三63 硬件件原理883.1 MCSS-511单片机机的内部部结构88
11、3.1.1 内内部结构构概述883.1.2 CCPU结结构93.1.3 存存储器和和特殊功功能寄存存器1003.2 P0-P3口口结构1113.3 时钟电电路和复复位电路路113.3.1时钟钟电路1113.3.2单片片机的复复位状态态123.4 DACC08332的引引脚及功功能1334 软件件原理1154.1 主流程程图1554.2 锯齿波波仿真图图164.3 三角波波仿真图图174.4 方波仿仿真图1194.5 正弦波波仿真图图20总结222致谢233参考文献献24前言波形发生生器也称称函数发发生器，作作为实验验信号源源，是现现今各种种电子电电路实验验设计应应用中必必不可少少的仪器器设备之
12、之一。目目前，市市场上常常见的波波形发生生器多为为纯硬件件的搭接接而成，且且波形种种类有限限，多为为锯齿波波，正弦弦波，方方波，三三角波等等波形。信号发生生器作为为一种常常见的应应用电子子仪器设设备，传传统的可可以完全全由硬件件电路搭搭接而成成，如采采用5555振荡荡电路发发生正弦弦波、三三角波和和方波的的电路便便是可取取的路经经之一，不不用依靠靠单片机机。但是是这种电电路存在在波形质质量差，控控制难，可可调范围围小，电电路复杂杂和体积积大等缺缺点。在在科学研研究和生生产实践践中，如如工业过过程控制制，生物物医学，地地震模拟拟机械振振动等领领域常常常要用到到低频信信号源。而由硬硬件电路路构成的
13、的低频信信号其性性能难以以令人满满意，而而且由于于低频信信号源所所需的RRC很大大；大电电阻，大大电容在在制作上上有困难难，参数数的精度度亦难以以保证；体积大大，漏电电，损耗耗显著更更是致命命的弱点点。一旦旦工作需需求功能能有增加加，则电电路复杂杂程度会会大大增增加。1 波形形发生器器概述在电子工工程、通通信工程程、自动动控制、遥测控控制、测测量仪器器、仪表表和计算算机等技技术领域域，经常常需要用用到各种种各样的的信号波波形发生生器。随随着集成成电路的的迅速发发展，用用集成电电路可很很方便地地构成各各种信号号波形发发生器。用集成成电路实实现的信信号波形形发生器器与其它它信号波波形发生生器相比比
14、，其波波形质量量、幅度度和频率率稳定性性等性能能指标，都都有了很很大的提提高。1.1波波形发生生器的发发展状况况波形发生生器是能能够产生生大量的的标准信信号和用用户定义义信号，并并保证高高精度、高稳定定性、可可重复性性和易操操作性的的电子仪仪器。函函数波形形发生器器具有连连续的相相位变换换、和频频率稳定定性等优优点，不不仅可以以模拟各各种复杂杂信号，还还可对频频率、幅幅值、相相移、波波形进行行动态、及时的的控制，并并能够与与其它仪仪器进行行通讯，组组成自动动测试系系统，因因此被广广泛用于于自动控控制系统统、震动动激励、通讯和和仪器仪仪表领域域。在 700 年代代前，信信号发生生器主要要有两类类
15、：正弦弦波和脉脉冲波，而而函数发发生器介介于两类类之间，能能够提供供正弦波波、余弦弦波、方方波、三三角波、上弦波波等几种种常用标标准波形形，产生生其它波波形时，需需要采用用较复杂杂的电路路和机电电结合的的方法。这个时时期的波波形发生生器多采采用模拟拟电子技技术，而而且模拟拟器件构构成的电电路存在在着尺寸寸大、价价格贵、功耗大大等缺点点，并且且要产生生较为复复杂的信信号波形形，则电电路结构构非常复复杂。同同时，主主要表现现为两个个突出问问题，一一是通过过电位器器的调节节来实现现输出频频率的调调节，因因此很难难将频率率调到某某一固定定值；二二是脉冲冲的占空空比不可可调节。在 700 年代代后，微微
16、处理器器的出现现，可以以利用处处理器、A/DD/和 D/A，硬硬件和软软件使波波形发生生器的功功能扩大大，产生生更加复复杂的波波形。这这时期的的波形发发生器多多以软件件为主，实实质是采采用微处处理器对对 DAAC的程程序控制制，就可可以得到到各种简简单的波波形。90 年年代末，出出现几种种真正高高性能、高价格格的函数数发生器器、但是是HP公司司推出了了型号为为 HPP7700S的信信号模拟拟装置系系统，它它由 HHP87770AA任意波波形数字字化和 HP117766A波形形发生软软件组成成。HPP87770A实实际上也也只能产产生8 中波形形，而且且价格昂昂贵。不不久以后后，Annaloog
17、icc公司推推出了型型号为 Datta-220200的多波波形合成成器，LLecrroy 公司生生产的型型号为991000 的任任意波形形发生器器等。到了二十十一世纪纪，随着着集成电电路技术术的高速速发展，出出现了多多种工作作频率可可过 GGHz 的DDSS 芯片片，同时时也推动动了函数数波形发发生器的的发展，2003 年，Agilent的产品33220A能够产生 17 种波形，最高频率可达到20M，2005 年的产品N6030A能够产生高达 500MHz 的频率，采样的频率可达 1.25GHz。由上面的产品可以看出，函数波形发生器发展很快近几年来，国际上波形发生器技术发展主要体现在以下几个方
18、面：（1）过过去由于于频率很很低应用用的范围围比较狭狭小，输输出波形形频率的的提高，使使得波形形发生器器能应用用于越来来越广的的领域。波形发发生器软软件的开开发正使使波形数数据的输输入变得得更加方方便和容容易。波波形发生生器通常常允许用用一系列列的点、直线和和固定的的函数段段把波形形数据存存入存储储器。同同时可以以利用一一种强有有力的数数学方程程输入方方式，复复杂的波波形可以以由几个个比较简简单的公公式复合合成 vv=f (t)形式的的波形方方程的数数学表达达式产生生。从而而促进了了函数波波形发生生器向任任意波形形发生器器的发展展，各种种计算机机语言的的飞速发发展也对对任意波波形发生生器软件件
19、技术起起到了推推动作用用。目前前可以利利用可视视化编程程语言(如Vissuall Baasicc ,VVisuual C 等等等)编写任任意波形形发生器器的软面面板，这这样允许许从计算算机显示示屏上输输入任意意波形，来来实现波波形的输输入。（2）与与VXII资源结结合。目目前，波波形发生生器由独独立的台台式仪器器和适用用于个人人计算机机的插卡卡以及新新近开发发的VXXI模块块。由于于VXII总线的的逐渐成成熟和对对测量仪仪器的高高要求，在在很多领领域需要要使用VVXI系系统测量量产生复复杂的波波形，VVXI的的系统资资源提供供了明显显的优越越性，但但由于开开发VXXI模块块的周期期长，而而且需
20、要要专门的的VXII机箱的的配套使使用，使使得波形形发生器器VXII模块仅仅限于航航空、军军事及国国防等大大型领域域。在民民用方面面，VXXI模块块远远不不如台式式仪器更更为方便便。（3）随随着信息息技术蓬蓬勃发展展，台式式仪器在在走了一一段下坡坡路之后后，又重重新繁荣荣起来。不过现现在新的的台式仪仪器的形形态，和和几年前前的己有有很大的的不同。这些新新一代台台式仪器器具有多多种特性性，可以以执行多多种功能能。而且且外形尺尺寸与价价格，都都比过去去的类似似产品减减少了一一半。1.2国国内外波波形发生生器产品品比较早在 119788 年，由由美国 Wavveteek 公公司和日日本东亚亚电波工工
21、业公司司公布了了最高取取样频率率为 55MHzz ，可可以形成成 2556 点点(存储长长度)波形数数据，垂垂直分辨辨率为88bitt，主要要用于振振动、医医疗、材材料等领领域的第第一代高高性能信信号源，经经过将近近30年的的发展，伴伴随着电电子元器器件、电电路、及及生产设设备的高高速化、高集成成化，波波形发生生器的性性能有了了飞速的的提高。变得操操作越来来越简单单而输出出波形的的能力越越来越强强。波形形操作方方法的好好坏，是是由波形形发生器器控制软软件质量量保证的的，编辑辑功能增增加的越越多，波波形形成成的操作作性越好好。2 方案案论证与与比较依据应用用场合需要实实现的波波形种类类，波形形发
22、生器器的具体体指标要要求会有有所不同同。依据据不同的的设计要要求选取取不同的的设计方方案。通通常，波波形发生生器需要要实现的的波形有有正弦波波、方波波、三角角波和锯锯齿波。有些场场合可能能还需要要任意波波形的产产生。各各种波形形共有的的指标有有：波形形的频率率、幅度度要求，频频率稳定定度，准准确度等等。对于于不同波波形，具具体的指指标要求求也会有有所差异异，例如如，占空空比是脉脉冲波形形特有的的指标。波形发发生器的的设计方方案多种种多样，大大致可以以分为三三大类：纯硬件件设计法法、纯软软件设计计法和软软硬件结结合设计计法。2.1 方案一一波形发生生器设计计的纯硬硬件法早早期，波波形发生生器的设
23、设计主要要是采用用运算放放大器加加分立元元件来实实现。实实现的波波形比较较单一，主主要为正正弦波、方波和和三角波波。工作作原理嗍嗍也相对对简单：首先是是产生正正弦波，然然后通过过波形变变换(正正弦波通通过比较较器产生生方波，方方波经过过积分器器变为三三角波)实现方方波和三三角波。在各种种波形后后加上一一级放大大电路，可可以使输输出波形形的幅度度达到要要求，通通过开关关电路实实现不同同输出波波形的切切换，改改变电路路的具体体参数可可以实现现频率、幅度和和占空比比的改变变。通过过对电路路结构的的优化及及所用元元器件的的严格选选取可以以提高电电路的频频率稳定定性和准准确度。纯硬件件法中，正正弦波的的
24、设计是是基础，实实现方法法也比较较多，电电路形式式一般有有LC、RC和和石英晶晶体振荡荡器三类类。LCC振荡器器适宜于于产生几几Hz至至几百MMHz的的高频信信号；石石英晶体体振荡器器能产生生几百kkHz至至几十MMHz的的高频信信号且稳稳定度高高；对于于频率低低于几MMHz，特特别是在在几百HHz时，常常采用RRC振荡荡电路。RC振振荡电路路又分为为文氏桥桥振荡电电路、双双T网络络式和移移相式振振荡电路路等类型型。其中中，以文文氏桥振振荡电路路最为常常用。目目前，实实现波形形发生器器最简单单的方法法是采用用单片集集成的函函数信号号发生器器。它是是将产生生各种波波形的功功能电路路集成优优化到一
25、一个集成成电路芯芯片里，外外加少量量的电阻阻、电容容元件来来实现。采用这这种方法法的突出出优势是是电路简简单，实实现方便便，精度度高，性性能优越越；缺点点是功能能较全的的集成芯芯片价格格较贵。实际中中应用较较多的单单片函数数信号发发生器有有MAXX0388(最高高频率可可达400MHzz)和IICL880388(最高高频率为为3000kHzz)。2.2 方案二二波形发生生器设计计的纯软软件法 波形发发生器的的设计还还可以采采用纯软软件的方方法来实实现。虚虚拟仪器器鞠使传传统仪器器发生了了革命性性的变化化，是221世纪纪测试仪仪器领域域技术发发展的重重要方向向。它以以计算机机为基础础，软件件为核
26、心心，没有有传统仪仪器那样样具体的的物理结结构在在计算机机上实现现仪器的的虚拟面面板，通通过软件件设计实实现和改改变仪器器的功能能。例如如用图形形化编程程工具LLabVVIEWW来实现现任意波波形发生生器的功功能：在在LabbVIEEW软件件的前面面板通过过拖放控控件，设设计仪器器的功能能面板(如波形形显示窗窗口，波波形选择择按键，波波形存储储回放等等工作界界面)，在在软件的的后面板板直接拖拖放相应应的波形形函数并并进行参参数设置置或直接接调用编编程函数数来设计计任意波波形以实实现波形形产生功功能；完完成的软软件打包包后，可可脱离编编程环境境独立运运行。实实现任意意波形发发生器的的功能。采用纯
27、纯软件的的虚拟仪仪器设计计思路可可以使设设计简单单、高效效，仅改改变软件件程序就就可以轻轻松实现现波形功功能的改改变或升升级。从从长远角角度来看看，纯软软件法成成本较低低。软件件法的缺缺点是波波形的响响应速度度和精度度逊色于于硬件法法。2.3 方案三三1.软硬硬件结合合法软硬硬件结合合的波形形发生器器设计方方法同时时兼具软软硬件设设计的优优势：既既具有纯纯硬件设设计的快快速、高高性能，同同时又具具有软件件控制的的灵活性性、智能能性。如如以单片片机和单单片集成成函数发发生器为为核心（如如图2.2）。辅以键键盘控制制、液晶晶显示等等电路，设设计出智智能型函函数波形形发生器器，采用用软硬件件结合的的
28、方法可可以实现现功能较较全、性性能更优优的波形形发生器器，同时时还可以以扩展波波形发生生器的功功能，比比如通过过软件编编程控制制实现波波形的存存储、运运算、打打印等功功能，采采用USSB接口口设计。使波形形发生器器具有远远程通信信功能等等。目前前，实验验、科研研和工业业生产中中使用的的信号源源大多采采用此方方法来实实现。AT89C51单片机DAC0832复位键键盘数码管显示图 2.2 软软硬件结结合的波波形发生生器2.纯硬硬件设计计法功能能较单一一，波形形改变困困难、控控制的灵灵活性不不够，不不具备智智能性，其其中由运运算放大大器加分分立元件件组成的的波形发发生器，除除在学生生实验训训练中使使
29、用外。基本不不被采用用。纯软软件设计计法实现现简单，程程序改变变及功能能升级灵灵活，但但实现的的波形精精度及响响应速度度不如硬硬件法高高。纯软软件法主主要适用用于对波波形精度度、响应应速度要要求不是是很高的的场合。相比之之下，软软硬件结结合的方方法可以以设计出出性能最最优、功功能扩展展灵活、控制智智能化的的新一代代的波形形发生器器，可以以满足教教学、科科研、工工业生产产等各方方面对波波形发生生器性能能有较高高要求的的应用场场合。综综合以上上几种设设计方案案，本设设计采用用方案三三的方法法软硬件件设计法法。其方方案能够够产生很很好的波波形，也也易实现现。3 硬件件原理波形的产产生是通通过ATT8
30、9SS52单单片机执执行某一一波形发发生程序序，向DD/A转转换器的的输入端端按一定定的规律律发生数数据，从从而在DD/A转转换电路路的输出出端得到到相应的的电压波波形。AT899S522单片机机的最小小系统有有三种联联接方式式。一种种是两级级缓冲器器型，即即输入数数据经过过两级缓缓冲器型型，即输输入数据据经过两两级缓冲冲器后，送送D/AA转换电电路。第第二种是是单级缓缓冲器型型，输入入数据经经输入寄寄存器直直接送入入DACC寄存器器，然后后送D/A转换换电路。第三种种是两个个缓冲器器直通，输输入数据据直接送送D/AA转换电电路进行行转换。本电路路仿真的的总图如下下：图3.11 系统统电路图图
31、3.1 MCSS-511单片机机的内部部结构3.1.1内部结结构概述述典型的MMCS-51单单片机芯芯片集成成了以下下几个基基本组成成部分。1 一一个8位的CPPU2 1128BB或2566B单元元内数据据存储器器（RAAM）3 44KB或或8KBB片内程程序存储储器（RROM或或EPRROM）4 44个8位并行行I/OO接口P00P33。5 两两个定时时/计数器器。6 55个中断断源的中中断管理理控制系系统。7 一一个全双双工串行行I/OO口UARRT（通通用异步步接收、发送器器）8 一一个片内内振荡器器和时钟钟产生电电路。图3.22 单片片机引脚脚3.1.2CPUU结构CPU 是单片片机的
32、核核心部件件。它由由运算器器和控制制器等部部件组成成。1.运运算器运算器以以完成二二进制的的算术/逻辑运运算部件件ALUU为核心心。它可可以对半半字节（4）、单字节等数据进行操作。例如，能完成加、减、乘、除、加1、减1、BCD码十进制调整、比较等算术运算，完成与、或、异或、求反、循环等逻操作，操作结果的状态信息送至状态寄存器。运算器还还包含有有一个布布尔处理理器，用用以处理理位操作作。它以以进位标标志位CC为累加加器，可可执行置置位、复复位、取取反、位位判断转转移，可可在进位位标志位位与其他他可位寻寻址的位位之间进进行位数数据传诵诵等操作作，还可可以完成成进位标标志位与与其他可可位寻址址的位之
33、之间进行行逻辑与与、或操操作。2.程序序计数器器PCPC是一一个166位的计计数器，用用于存放放一条要要执行的的指令地地址，寻寻址范围围为644kB，PC有自自动加11功能，即即完成了了一条指指令的执执行后，其其内容自自动加11。3.指令令寄存器器指令寄存存器用于于存放指指令代码码。CPPU执行行指令时时，由程程序存储储器中读读取的指指令代码码送如指指令寄存存器，经经指令译译码器译译码后由由定时有有控制电电路发出出相应的的控制信信号，完完成指令令功能。3.1.3存储器器和特殊殊功能寄寄存器1.存储储器（MMemoory）是是计算机机系统中中的记忆忆设备，用用来存放放程序和和数据。计算机机中的全
34、全部信息息，包括括输入的的原始数数据、计计算机程程序、中中间运行行结果和和最终运运行结果果都保存存在存储储器中。它根据据控制器器指定的的位置存存入和取取出信息息。2.特殊殊功能寄寄存器特殊功能能寄存器器（SFFR）的的地址范范围为880HFFHH。在MCCS51中，除除程序计计数器PPC和四四个工作作寄存器器区外，其其余211个特殊殊功能寄寄存器都都在这SSFR块块中。其其中5个是双双字节寄寄存器，它它们共占占用了226个字字节。各各特殊功功能寄存存器的符符号和地地址见附附表2。其中中带号号的可位位寻址。特殊功功能寄存存器反映映了80051的的状态，实实际上是是80551的状状态字及及控制字字
35、寄存器器。用于于CPUU PSSW便是是典型一一例。这这些特殊殊功能寄寄存器大大体上分分为两类类，一类类与芯片片的引脚脚有关，另另一类作作片内功功能的控控制用。与芯片片引脚有有关的特特殊功能能寄存器器是P00P3，它它们实际际上是44个八位位锁存器器（每个个I/OO口一个个），每每个锁存存器附加加有相应应的输出出驱动器器和输入入缓冲器器就构成成了一个个并行口口。MCCS51共有有P0P3四个个这样的的并行口口，可提提供322根I/OO线，每每根线都都是双向向的，并并且大都都有第二二功能。其余用用于芯片片控制的的寄存器器中，累累加器AA、标志志寄存器器PSWW、数据据指针DDPTRR等的功功能前
36、已已提及。3.2 P0-P3口口结构P0口功功能:P0口具具有两种种功能：第一，P0口可以作为通用I/O接口使用，P0.7P0.0用于传送CPU的输入/输出数据。输出数据时可以得到锁存，不需外接专用锁存器，输入数据可以得到缓冲。第二，P0.7P0.0在CPU访问片外存储器时用于传送片外存储器de低8位地址，然后传送CPU对片外存储器的读写P1口功功能:P1口的功能和和P0口de第一一功能相相同，仅仅用于传传递I/O输入入/输出数数据。P2口的的功能:2口的第一功功能和上上述两组组引脚的的第一功功能相同同，即它它可以作作为通用用I/OO使用。它的第二功功能和PP0口引引脚的第二功功能相配配合，作
37、作为地址址总线用用于输出出片外存存储器的的高8位地址址。P3口功功能:P3口有有两个功功能：第第一功能能与其余余三个端端口的第一功功能相同同；第二二功能作作控制用用，每个个引脚都都不同。P3.00RXXD串行行数据接接收口P3.11TXXD串行行数据发发送口P3.22INNT0外外中断00输入P3.33INNT1外外中断11输入P3.44T00计数器器0计数输输入P3.55T11计数器器1计数输输入P3.66WRR外部RAAM写选选通信号号P3.77RDD外部RAAM读选选通信号号3.3 时钟电电路和复复位电路路单片机的的时钟信信号用来来提供单单片机内内各种微微操作的的时间基基准；复复位操作作
38、则使单单片机的的片内电电路初始始化，使使单片机机从一种种确定的的状态开开始运行行。3.3.1时钟钟电路单片机的的时钟信信号通常常用两种种电路形形式得到到：内部部振荡和和外部振振荡方式式。图3.33 时钟钟部分电电路图在引脚XXTALL1和XXTALL2外接接晶体振振荡器或或陶瓷谐谐振荡器器，构成成了内部部振荡方方式。由由于单片片机内部部有一个个高增益益反相放放大器，当当外接晶晶振后，就就构成了了自积振振荡，并并产生振振荡时钟钟脉冲。晶振通通常选用用6MHHZ、112MHHZ、或或24MMHZ。单片机的的时序单单位振荡周期期:晶振的的振荡周周期，又又称时钟钟周期，为为最小的的时序单单位。状态周期
39、期:振荡频频率经单单片机内内的二分分频器分分频后提提供给片片内CPPU的时时钟周期期。因此此一个状状态周期期包含22个振荡荡周期。机器周期期:1个机器器周期由由6个状态态周期112个振振荡周期期组成，是是计算机机执行一一种基本本操作的的时间单单位。指令周期期:执行一一条指令令所需的的时间。一个指指令周期期由1-4个机机器周期期组成，依依据指令令不同而而不同.3.3.2单片片机的复复位状态态当MCSS-5ll系列单单片机的的复位引引脚RSST(全全称REESETT)出现现2个机器器周期以以上的高高电平时时，根据据应用的的要求，复复位操作作通常有有两种基基本形式式：上电电复位和和上电或或开关复复位
40、。上上电复位位要求接接通电源源后，自自动实现现复位操操作。上上电或开开关复位位要求电电源接通通后，单单片机自自动复位位，并且且在单片片机运行行期间，用用开关操操作也能能使单片片机复位位。上电电后，由由于电容容C3的充充电和反反相门的的作用，使使RSTT持续一一段时间间的高电电平。当当单片机机已在运运行当中中时，按按下复位位键K后松开开，也能能使RSST为一一段时间间的高电电平，从从而实现现上电或或开关复复位的操操作。图3.44 复位位电路单片机的的复位操操作使单单片机进进入初始始化状态态，其中中包括使使程序计计数器PPC00000H，这这表明程程序从000000H地址址单元开开始执行行。单片片
41、机冷启启动后，片片内RAAM为随随机值，运运行中的的复位操操作不改改变片内内RAMM区中的的内容，21个特殊功能寄存器复位后的状态为确定值统复位是任何微机系统执行的第一步，使整个控制芯片回到默认的硬件状态下。51单片机的复位是由RESET引脚来控制的，此引脚与高电平相接超过24个振荡周期后，51单片机即进入芯片内部复位状态，而且一直在此状态下等待，直到RESET引脚转为低电平后，才检查EA引脚是高电平或低电平，若为高电平则执行芯片内部的程序代码，若为低电平便会执行外部程序。51单片机在系统复位时，将其内部的一些重要寄存器设置为特定的值，至于内部RAM内部的数据则不变。3.4 DACC08332
42、的引引脚及功功能1DACC08332芯片片：DAC008322是8分分辨率的的D/AA转换集集成芯片片。与微微处理器器完全兼兼容。这这个DAA芯片以以其价格格低廉、接口简简单、转转换控制制容易等等优点，在在单片机机应用系系统中得得到广泛泛的应用用。D/A转换换器由88位输入入锁存器器、8位位DACC寄存器器、8位位D/AA转换电电路及转转换控制制电路构构成。2DACC08332的主主要特性性参数如如下：分辨率为为8位；电流稳定定时间11us；可单缓冲冲、双缓缓冲或直直接数字字输入；只需在满满量程下下调整其其线性度度；单一电源源供电（+5V+155V）；低功耗，2200mmW。3DACC0833
43、2结构构： D0DD7：88位数据据输入线线，TTTL电平平，有效效时间应应大于990nss(否则则锁存器器的数据据会出错错)；ILE：数据锁锁存允许许控制信信号输入入线，高高电平有有效；CS：片片选信号号输入线线（选通通数据锁锁存器），低低电平有有效；WR1：数据锁锁存器写写选通输输入线，负负脉冲（脉脉宽应大大于5000nss）有效效。由IILE、CS、WR11的逻辑辑组合产产生LEE1，当当LE11为高电电平时，数数据锁存存器状态态随输入入数据线线变换，LLE1的的负跳变变时将输输入数据据锁存；XFERR：数据据传输控控制信号号输入线线，低电电平有效效，负脉脉冲（脉脉宽应大大于5000ns
44、s）有效效；WR2：DACC寄存器器选通输输入线，负负脉冲（脉脉宽应大大于5000nss）有效效。由WWR1、XFEER的逻逻辑组合合产生LLE2，当当LE22为高电电平时，DDAC寄寄存器的的输出随随寄存器器的输入入而变化化，LEE2的负负跳变时时将数据据锁存器器的内容容打入DDAC寄寄存器并并开始DD/A转转换。IOUTT1：电电流输出出端1，其其值随DDAC寄寄存器的的内容线线性变化化；IOUTT2：电电流输出出端2，其其值与IIOUTT1值之之和为一一常数；Rfb：反馈信信号输入入线，改改变Rffb端外外接电阻阻值可调调整转换换满量程程精度；Vcc：电源输输入端，VVcc的的范围为为+
45、5VV+115V；VREFF：基准准电压输输入线，VVREFF的范围围为-110V+100V；AGNDD：模拟拟信号地地DGNDD：数字字信号地地4 DAAC08832的的工作方方式：根据对DDAC008322的数据据锁存器器和DAAC寄存存器的不不同的控控制方式式，DAAC08832有有三种工工作方式式：直通通方式、单缓冲冲方式和和双缓冲冲方式4 软件件原理系统软件件由主程程序和产产生波形形的子程程序组成成，软件件设计主主要是产产生各种种波形的的子程序序的编程程，通过过编程可可得到各各种波形形。周期期的改变变可采用用插入延延时子程程序的方方法来实实现。主主程序和和几种常常用波形形子程序序的流
46、程程图如图图所示。4.1 主流程程图开 始读取波形选择开关状态调波形发生子程初 始 化波形判别驱动相应的数码结 束波形转换否图4.11 主主程序流流程图信号的产产生:利用8位位D/AA转换器器DACC08008,可可以将88位数字字量转换换成模拟拟量输出出。数字字量输入入的范围围为02555，对应应的模拟拟量输出出的范围围在VRREF-到VRREF+之间。根据这这一特性性，可以以利用单单片机的的并行口口输出的的数字量量，产生生常用的的波形。例如，要要产生幅幅度为005VV的锯齿齿波，只只要将DDAC008088的VRREF-接地，VVREFF+接+5V，单单片机的的并行口口首先输输出000H，
47、再再输出001H、02HH，直到到输出FFFH，再再输出000H，依依此循环环，这样样在图44.2所所示的VVoutt端就可可以看到到在0到到5V之之间变化化的锯齿齿波。4.2 锯齿波波仿真图图图4.22 锯齿齿波仿真真锯齿波产产生是通通过P00口将000H送送入寄存存器A中中，DAAC08832输输出A中中的内容容，读取取P2口口的状态态，取反反后作为为延时常常数，当当A中的的内容不不为0FFFH时时，A中中的内容容加1，当当A中的的内容等等于FFFH返回回开始，从从而输出出波形。锯齿波程程序voidd juuchii() uiint i; i=0; whhilee(1) PP0=ii; ddelaay(tt); ii=i+1; PP0=ii; ddelaay(tt); xxiannshiiqi(t); iif(ii=2256) i=0; iif(ss5=0)