文档介绍：.
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由于方案一的输出信号的频率不稳定还有二方案的电路较为复杂,频率可调X围难以达标等缺点,所以决定采用方案三的设计方法。方案三的设计用软件可以很方便的实现对硬件的控制,输出需要的波形。而且方案三中涉与的器件都是容易得到而且价格较为便宜的,所以价格上也有优势。
基于AT89C51单片机的函数信号发生器由电源电路、单片机主控电路、信号输出电路和按键控制电路四部分组成,整体设计框图如图5所示
复位电路
按键电路
AT89C51
主控电路
输出电路
电源电路
图5 函数信号发生器系统图
AT89C51单片机是整个函数信号发生器的主控部分,通过电脑对程序改写,可以产生不同波形,也可对同种波形的频率幅度进变换。当单片机输出数字信号经过转换电路后输出相应模拟信号。上图中输出电路包涵转换电路与整波电路。图6为函数信号发生器的原理图。
输出波形
滤波放大
D/A
转换器
接口
电路
89C51
单片机
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图6 信号发生器原理框图
8051片内有4KB的ROM/EPROM,因此只需要外接晶振电路和复位电路就可以构成最小系统了,如图7所示。
图7 单片机最小系统
·该最小系统的特点如下：
〔1〕由于片外没有扩展存储器和外设,P0、P1、P2、P3都可以作为用户I/O 接口使用。
〔2〕片内数据存储器有128B,地址空间为00H—7FH,片外没数据存储器。
〔3〕片内有4KB的程序存储器,地址空间为0000H—0FFFH,没有偏外存储器,应接高电平。
〔4〕可以使用两个定时/计数器T0和T1,一个全双工的串行通信接口,5个中断源[1]。
·晶振电路工作原理与应用
单片机有18、19两引脚。分别为XTAL1和XTAL2。单片机采取内部振荡电路时,将这两引脚接石英晶体与微调电容。此设计采用的是12M晶振和两个30pF的电容。在芯片内部结构中,XTAL1和XTAL2引脚是一反相放大器的两个输入端,构成单片机内部振荡器。同样,根据需要不同,也可采用外部时钟方式。本次设计采用内部时钟方式。
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XTAL1
XTAL2
图8时钟电路
·单片机复位电路工作原理与应用
计算机在启动运行时都需要复位,复位是使中央处理器CPU和内部其他部件处于一个确定的初始状态,从这个状态开始工作[1]。89C51单片机有一个复位引脚RST,高电频有效。在时钟电路工作以后,当外部电路使得RST端出现2个机器周期以上的高电平后系统就会内部复位[1]。我们采用按键复位方式。如图9所示。
Vcc
RST
Vss
MCS-51
1k
200W
图9 按钮复位电路
本次设计共设计了4个按键,分别为开关S1、S2、S3和S4。、、、。S1用来控制输出波的类别,每按一次,切换到另一个波形；S2与S3则调节输出波形频率的增减,按S2时,输出平率增加,而S3则减小；S4则用来显示波形的种类与频率的大小。如图10所示。
图10 按键电路
D/A转换器经常用于信号发生器的设计中,通过它可以生成各种