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(完整版)次声波发生器的制作毕业设计

作者:高考题库网
来源:https://www.bjmy2z.cn/gaokao
2021-02-10 20:25
tags:

-

2021年2月10日发(作者:泥巴)








毕业设计(论文)






基于


ST C89C52


单片机的次声信号


设计(论文)题目:

< p>


发生器的设计












随着人类对次声了解的深入,次声 在科学、军事、医学等领域中的应


用也越来越广。为了能够方便的研究次声,就必须要有 能够方便产生次声


的装置。这就有了本文的研究背景。



本系统以


STC89C52


单片机为核心,辅 以必要的模拟电路,构成了一


个基于


STC89C52


单片机的次声信号发生器。


其主要模块有单片机控制模

< br>块、频率输出模块、键盘控制模块及


LCD


显示模块,其 中频率生成模块


由单片机控制


DAC0832

< br>生成,键盘控制模块采用


5


个按键来选择波形类


型及调节频率、幅值,显示模块则采用


LCD1602

< br>来显示波形类型、频率


及幅值,输出的波形由示波器进行检查。

< br>


实验结果表明,由


STC89C52

< br>单片机所产生的次声波频率精度较高,


且具有操作简单、成本低廉、使用方便等特 点,值得在实验室中进一步推


广和扩充。




【关键词】


STC89C52


单片机




DAC0832



LCD1602



键盘控制




次声检






ABSTRACT


With


the


depth


understanding


of


infrasound


by


human


being,


infrasound in the scientific, military, medical and other applications in the


field


has


become


an


increasingly


widespread.


In


order


to


research


the


infrasound


conveniently,


we


must


have


a


device


which


can


generate


infrasound easily. This is the background of this article.


This system take the STC89C52 monolithic integrated circuit as a core,


auxiliary


by


necessity


analogous


circuit,


constituted


one


based


on


the


STC89C52


monolithic


integrated


circuit


and


the


phase-locked


loop


infrasound


signal


generating



main


module


has


the


frequency


output


module,the


phase-locked


loop


frequency


multiplication


and


the


LCD


demonstration.


And


the


frequency


production


module


controls


DAC0832


by


the


monolithic


integrated



keyboard


control


module take five key-press to choose the type of the wave and to adjust the


frequency


and


the


amplitude,the


square-wave


can


adjust


the


dutyfactor


willfully, demonstrates the the frequency on LCD.


The results of experiment show that STC89C52CSM can generate the


infrasound with high frequency accuracy, and has many features, such as


simple, low-cost, easy to use. It is worth to further promote and expand in


laboratory.





Key


words





Stc89C52mcu




Dac0832



Lcd1602



keyboard


control




Infrasound detection
















.


... .................................................. ......................................



误!未定义书签。



第一章



次声发生器的概述


................... .................................................. ....................


1



第一节



次声


.................................................. .................................................. ...


1



一、



次声的概念


...................... .................................................. ..................


1



二、



次声的危害


...................... .................................................. ..................


2



三、



次声的应用


...................... .................................................. ..................


2



第二节



次声发生器


...................... .................................................. ...................


3



一、次声发生器概念


.................. .................................................. ................


3



二、次声发生器的研究动态


............... .................................................. .......


4



第三节




本 章小结


.................................... .................................................. ...........


5



第二章



系统设计方案


..................... .................................................. ..........................


6



第一节



电子式次声发生器的设计



..... .................................................. ............


6



一、



此方案的总体设计


................... .................................................. .........


6



二、



MATLAB


中正弦信号的产生


..........................



误!未定义书签。



三、



WA


V


文件的生成及播放


.................... ...............



误!未定义书签。



四、



次声信号的转换


................................................



误!未定义书签。



五、



次声的产生


...................... ..................................



误!未定义书签。



第二节



基于


STC89C52


单片机次声发生器总体设计


..................................


8



一、此方案的总体设计


................. .................................................. .............


8



二、电路的设计


.................... .................................................. ......................


8



第三节



两种方案的对比



......... .................................................. ......................


1


1


第四节



本章小结

................................................ .................................................


1


1




第三章



单片机的概述


..................... .................................................. ........................


1


3


第一节



单片机的发展历史及趋势



..... .................................................. ..........


1


3


第二节





STC89C52


单片机结构简介


< /p>


.


............................ ................................


1


4


一、



STC89C52


的基本特性



.


.............................. ......................................


1


4


二、



STC89C52


单片机的外部引脚介绍



.


......................... .......................


1


5


第三节



本章小结

................................................ .................................................


1


9


第四章



系统硬件的设计


.................... .................................................. .....................


2


0


第一节



第二节



总体框图


....................... .................................................. ....................


2


0


单片机最小系统设计



....... .................................................. ................


2


1


第三节





8



DA


转换 器


DAC0832


................... .............................................


2


2


一、



DAC0832


的引脚图及内部结构



.


........................... ...........................


2


2


二、



DAC0832


的工作方式



.


............................... .......................................


2


4


第四节



系统显示功能设计


................... .................................................. ...........


2


5


第五节



系统按键功能设计


................... .................................................. ...........


2


9


第六节



本章小结

................................................ .................................................


3


0


第五章



系统软件设计


..................... .................................................. ........................


3


1


第一节



系统软件总体设计


................... .................................................. ...........


3


1


第二节



子系统软件设计


.................... .................................................. ..............


3


1


一、



外部中断


0


........... .................................................. ............................


3


1


二、



外部中断


1


........... .................................................. ............................


3


2


三、



定时器


0


............ .................................................. ...............................


3


3


第三节



本章小结


........................ .................................................. .......................


3


4


第六章



调试的过程和出现的问题分析


.............. .................................................. ...


3


5







.


... .................................................. .................................................. ..................


4


1







.


... .................................................. .................................................. ..................


4


1




参考文献



.


........................... .................................................. ........................................


4


2







.


......................................... .................................................. ..............................


4


3


一、英文原文:


.............................................. .................................................. ...


4


3


二、英文翻译:


.......................................... .................................................. .......


5


1


三、源程序:



.

................................................ .................................................. ....


5


4









第一章




次声发生器的概述



第一节



一、次声的概念



次声是频

< p>
率低


于可


听声


频率


范围


的声波



它的频


率范围大致



0.00001Hz



20Hz


。人的耳朵听不见次声。次声在 大气中传播时,由于其


频率很低,所以大气对次声波的吸收系数很小(吸收系数与频率的 二次方


成正比)



因此能传播很远的距 离。


次声广泛存在于自然界和工业生产、


通运输、日常生活等环境中。自然界的次声主要由风的波动、空气湍流、


火山喷发、 海浪拍击、地震、风暴等引起。核爆炸、其他方面的大爆炸、


火箭的发射等也产生人为的 次声。高空风、地面风、温度、湿度、环境噪


声对传播特性会有影响。

< br>


通过研究自然现象产生的次声波的特性和产生机制,可以更深入地认

< p>
识这些现象的特性和规律。例如人们利用测定极光产生次声波的特性来研


究 极光活动的规律等。利用接收到的被测声源所辐射出的次声波,探测它


的位置、大小和其 他特性,例如通过接收核爆炸、火箭发射火炮或台风所


产生的次声波去探测这些次声源的 有关参量。


许多灾害性现象如火山喷发、


龙卷风和雷暴等在发生 前可能会辐射出次声波,因此有可能利用这些前兆


现象预测灾害事件。

< br>



次声





二、次声的危害



次声波具有较大的破 坏性。高空大气湍流产生的次声波能折断万吨巨


轮上的桅杆,能将飞机撕得四分五裂;地 震或核爆炸所激发的次声波能将


高大的建筑物摧毁;海啸带来的次声波可将岸上的房屋毁 坏。



次声的频率与人体器官的固有频率相近

< br>(


人体各器官的固有频率为


3



17Hz


,头部的固有频率为


8



12Hz


,腹部内脏的固有频率为


4



6Hz)


,当


次声波作用于人体时,


人体器官容易发生共振,

引起人体功能失调或损坏,


血压升高,全身不适;头脑的平衡功能亦会遭到破坏,人 因此会产生旋转


感、恶心难受。许多住在高层建筑上的人在有暴风时会感到头晕恶心,这


就是次声波作怪的缘故。如果次声波的功率很强,人体受其影响后,便会


呕吐不止、呼吸困难、肌肉痉挛、神经错乱、失去知觉,甚至内脏血管破


裂而丧 命。



三、次声的应用



次声波具有很大的危害,但同时人们也可以对次声特有的性质加以利


用。次声 的应用主要体现在以下几个方面


[4]




1



研究自然次声的特性和产生机 制,


预测自然灾害性事件。


例如台风


和 海浪摩擦产生的次声波,


由于它的传播速度远快于台风移动速度,


因此,


人们利用一种叫“水母耳”的仪器,监测风暴发出的次声波,即可在风暴


到来之前发出警报。


利用类似方法,


也可预报 火山爆发、


雷暴等自然灾害。




2




通过测 定自然或人工产生的次声在大气中传播的特性,可探测某


些大规模气象过程的性质和规律 。如沙尘暴、龙卷风及大气中电磁波的扰


动等。




3




目前许多研究者进行的声波除灰


(


除渣


)


,由于其频率较低,有的




频率在次声频段内,称之为次声除灰。



4




次声在 军事上的应用,利用次声的强穿透性制造出能穿透坦克、


装甲车的武器,次声武器一般只 伤害人员,不会造成环境污染。



5




通过测 定人和其他生物的某些器官发出的微弱次声的特性,可以


了解人体或其他生物相应器官的 活动情况。例如人们研制出的“次声波诊


疗仪”可以检查人体器官工作是否正常。



6



< p>
利用次声的物理特性,让次声作用于人体,以达到治疗的作用。


已有研究者 报道,由于次声的频率低,传播中几乎无衰减,因此能在人体


内很好的传播,穿透病态组 织,使病态组织内闭塞的血管重新开放,并推


动其血液流动,改善病态组织内的血液循环 ,为氧气、吞噬细胞、免疫球


蛋白等物质向病变组织输送创造了有利条件。



第二节



一、次声发生器概念



次声发生器



次声发生器简单的说,< /p>


就是一种能够发出次声波的装置


[5]



并且为了方


便研究,还必须能够方便的调节所产生的次声的频率


[6]


。图


1.1

为一种次


声波发器,此次声波发生器,由电动机、压圈、换能腔壳体、喷嘴和门等< /p>


组成。利用气流载波的方法获得了比当前国际上的同类技术更高的声压级

< br>和更大功率的声波,不仅极便于现用锅炉的改装,而且可作为新型锅炉的


重要组成 。可用于清除锅炉燃烧室和烟道内的各种热交换器表面上的积灰


和结渣。







1.1


次声波发生器



本文所研究的次声发生 器,就是一种利用单片机编程可以调节频率的


次声的装置。因为发出的声波的频率必须在 次声范围内,由于次声的频率


范围比较窄,所以就要求次声发生器所产生的声波频率精度 要高。



二、次声发生器的研究动态



关于国内外对次声发生装置的研究,可以按照次声波产生的方式分


类,大致可分为以下五种


[7]




1


、气爆式产生次声



将压缩空气、高压蒸汽或高压燃气有控制地以脉冲方式突然放出,利


用高速排出 的气体激发周围媒质的低频振动,形成所需的次声波。这种次


声装置因体积小、


频率低、易控制,


近年发展较快。


但其次声波强 度较低,


若作为次声武器使用,需近距离使用才有效。



2


、爆炸式产生次声



利用爆炸产生强次声波,也可称为次声弹。爆炸所释放的能量约


50%


形成冲击波,冲击波衰减后又产生次声波。目前的新型次声弹是将已有的


燃料空气弹加以改进,使原来只能形成一个云雾团变成可以形成若干云雾




团,并能连续多次引爆。只要控制好云雾团的数量和起爆时间 间隔,就能


获得所需频率的次声波。



3


、管子式产生次声



其构造和工作原理很像乐器中的笛子,当管子中空气柱的振动与管子


本身固有频 率相同时,


就可产生较强的次声波。


在管子一端装上一个活塞,


用电动机驱动或用气流激励,当振动频率的


1/4


波长与管子长度相等时,


可获得最强的次声波。但要产生次声波,管子必须足 够长。



4


、扬声器式产生次声



其工作原理与扬声器相似。采用特殊的振动膜片,膜片振动可产生一


定频率的 次声波。但要产生一定强度的次声波,除要求较高的振幅外,还


必须使振动膜面积足够大 ,其周长大致要与次声波波长相当。



5


、频率差拍式产生次声


< p>
是采用两个不同频率的声波发生器同时工作,利用它们频率的相差来


获得需 要的低频次声波。其中有一种方法是利用压电晶体产生两束频率,


两者作用产生高频和低 频声波,高频声波是两者频率之和,低频声波是两


者频率之差,高频声波在空气中很快衰 减,低频声波


(


次声波


)


则直达目标。


这种方式能量转换率高,并可制成小型武器。

< br>


第三节




本章小结



本章主要介绍了次声的概念 、危害和对次声的应用,然后介绍了目前国内


外次声发声装置的发展状况,为我们怎样学 习次声和在后面对其进行研究


提供了强有力的依据。






第二章




系统设计方案



前一章我们介绍了设计 次声发生器有很多种方案,但是并不是所有的


实验室都能实现,要在实验室能够设计出来 ,我们提出两种方案,第一种


是电子式次声发生器,这种方案是先通过

< br>MATLAB


编程输出一个正弦信


号,

< br>再将这个正弦信号转变成声卡能识别的一个


WA


VE


信号,


通过声卡的


D/A

< br>转换把这个


WA


VE


信号变成模 拟信号,


然后接到音响播放出来。


第二


种方案是基于


STC89C52


单片机的次声发生器,


这种方案中先设计各个硬


件模块,通过单片机编程输出一个数字信号,然 后通过一个


D/A


转换器,


将数字信号 转换成模拟信号,最后接到示波器,在示波器上对波形进行观


察调试。下面我们对这两种 方案进行讲解。



第一节



电子式次声发生器的设计



一、此方案的总体设计



过去的次声发 生器大都由纯硬件电路组成


[8]


,自成一个完整的系统,


主要是为了适应多种复杂的实际环境


[9]


。但缺点也在于其整体性,出现问


题后不容易找到出错的地方,还不方便携带;此方案所 要设计的次声发生


器采用的次声发生方式和前面所提到的扬声器式相似,主要利用


PC


机上


MATLAB


软件强大的音频处理函数和数据处理功能,方便地产生低频率


的正弦波数据数组


[10]


,同时通过音频处理函数将数据数组传递给声音设备


[11]



并以特定的采样频率和传输比特位由 声卡输出


[12] [15]



再利用 超重低音


音箱产生次声波。由于


PC


机 的普及,只需携带


MATLAB


程序就可以实

< br>



现次声波的产生。总体框图如图

2.1




MATLAB


产生数


字音频


信号


载板 声



D/A





2.1


电子式次声发生器总体设计



驱动音< /p>


响发出


次声



二、次生信号的产生



因为要实现在可 编辑框中输入信号频率,窗口就能输出相应的波形,


所以对于可编辑框的回调函数就应该 输入产生正弦信号的命令。如:



>> f=10;
























%


频率为


10Hz


>> w=2*pi*f;


>> t=[0:0.0001:30];















%



0.0001


秒为步进

< br>


>> y=sin(w*t);


这样,我们就得到了 一个时间为


30


秒、频率为


10Hz< /p>


的正弦信号。当


我们将上述功能写入


M< /p>


文件时,


只需将频率值变为可编辑框输入的频率即


可。



然后利用声卡的原理,用声卡输出的时候,其基 本工作流程输入是:


计算机通过总线将数字化的声音信号以


PC M(


脉冲编码调制


)


方式送到


D



A


转换器,变成模 拟的音频信号,进而通过声卡的


line


out


接口输出到各


种接收设备中。这里就将信号转变成了可以接受的电压信号,这 时音频信


号电平较弱,一般只有几百毫伏,还不能推动喇叭正常工作。而推动喇叭


正常工作的电压一般需要几伏左右的电压,这时就需要将声卡输出的小信


号通过放大器(俗称功放)加以放大,放大后的音频信号就可以推动喇叭




将音频电信号转换为声波了。这一过程,可以通过超重低音音 箱来实现。



第二节



基于


STC89C52


单片机次声发生器的设




一、此方案的总体设计



此方案以


STC89C52


单片机为核心,


构成了一 个基于


STC89C52


单片


机次声信 号发生器。其主要模块有单片机控制模块、频率输出模块、键盘


控制模块及


LCD


显示模块,


其中频率生成模块由单片机控制< /p>


DAC0832



成,键盘控制模块采用


5


个按键来选择波形类型及调节频率、幅值,显示


模块则采用


LCD1602


来显示波形类型、频率及 幅值,输出的波形由示波


器进行检查。其原理图如图


2.2


所示



单片机


编程 输


出数字


信号


通过

D/A


把数字


信号转


换成模


拟信号


用示波


器检测


波形




2.2


基于单片机的次声信号发生器总体设计



二、电路的设计



1

< br>、此方案是以单片机为核心,首先设计出单片机的最小系统,如图


2.3









2.3


单片机的最小系统电路图



2



为了要显示出频率及占空比的大小情况,


所以 设计出单片机与液晶显示


之间的电路如图


2.4


所示







2.4 LCD


与单片机的连接



3

< p>


要将单片机输出的数字信号转换成为我们能观察的模拟信号,

< p>
这里选择


使用


DAC0832

进行


D/A


转换,设计出


0832


与单片机之间的电路如图


2.5


所示< /p>





2.5 0832


与放大器的连接



4



将全部的电路连接好之后,


就是对硬件进行调 试,


对照电路图看焊




接过程有没有出问题。



5

< p>
、硬件焊接过程没有问题之后,就开始程序的编写。


6


、程序编写完成后,将硬件连接到示波器进行观察调试。



7


、当示波器显示出需要的波形及频率时,软件调试成功。



第三节



两种方案的对比



第一种方案采用普通


PC


机上的板载声卡和


MATLAB< /p>


软件作为开发


平台,实现了正弦次声波信号的发生。通过载板声卡 进行


D/A


转换,将模


拟音频信号功率 放大到能驱动低音炮喇叭,最后次声波通过超重低音音箱


的纸盆振动发出。




此方案中的难点有以下两个方面



①、 一般低音炮的低频频响都在


30HZ


以上,说做到


30HZ


一下价位


都要上万元。但又看到说声卡、音 箱都有一定的设计余度,一般声卡都可


以保证低到


1HZ


,并且音箱也允许接收不到这些信号并播放出来。


< br>②、低音炮的频率响应和低音炮的摆位以及所处空间有直接的原因,


接受次声信号 可能会出现问题。



第二种方案采用


S TC89C52


单片机,


MCS-51


就是将具有存储程序、


处理数据以及与外设交换信息的功能电路集成在一块芯片中,并符 合一定


系统结构而构成的单片机。


单片机具有体积小、重量轻、


耗能省、


价格低、


可靠性高和通用灵活 等优点,使用


MCS-51


可以很简单地控制次声波信号


的各种幅频特性,硬件电路设计简单,此方案设计的次声信号发生器体积


小,价格便宜,耗电少,便于携带,由


STC89C52


单片 机所产生的次声波


频率精度较高,值得在实验室中进一步推广和扩充。两种方案对比之下 我


们选择第二种方案。



第四节



本章小结





本章主要介绍了这次设计选择的两种方案,在对两种方案进行对比之

后,发现使用单片机这种方案的可行性更高一点,因为选择这种方案进行


实验。






第三章




单片机的选取



第一节



单片机的发展历史及趋势



单片机出现 的历史并不长,但发展十分迅猛。它的产生与发展和微处


理器的产生和发展大体相同,自


1971



Intel


公司首先推出


4


位微处理器


以 来,它的发展到目前为止大致可分为


4


个阶段:



单片机发展的初级阶段(


20


世纪


70


年代初


~70


年代中期)




低性能单片 机阶段(


20


世纪


70


年代中期


~80


年代初期)




高性能单片机阶段(


20

< p>
世纪


80


年代初期


~90


年代初期)





8


位单片机巩固发展阶段及


16< /p>


位、


32


位单片机不断推出阶段(


20




90


年代至今)




此阶 段单片机在集成度、功能、速度、可靠性、应用领域等方面向更


高水平发展。

< p>
如:


CPU


的位数有


8< /p>


位、


16


位、


3 2


位,


而结构上采用双


CPU


结构或内部流水线结构,以提高处理能力和运算速度;时钟频率高达


20 MHz


甚至更高,使指令执行速度相对加快;提高新型的串口总线结构,


为系统的扩展和配置打下了良好的基础;增加新的特殊功能部件,如监视


定时器


WDT



DMA


传输、


PWM


输出、可编程计数阵列


PCA


、调制解调


器、通信控制器、浮点运算单元等;半导体制 造工艺的不断进步,使芯片


向高集成度、低功耗方向发展。此阶段单片机内集成的功能越 来越强大,


并朝着片上系统方向发展,


单片机在大量数据的实时 处理、


高级通信系统、


数字信号处理、复杂工业过程控制、高级 机器人以及局域网等各方面得到


大量应用。


< br>随着技术的进步,早期的


8


位中、低档单片机逐渐被淘汰 ,但


8


位单




片机并没有消失,


尤其是


51


系列单片机不仅没有消失,


反而还呈现快速发


展 的趋势。目前,单片机正朝着高性能和多品种方向发展,将进一步向着


CMOS


化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化


等几个 方向发展。



第二节



单片机的选取



现在市面上最多的有两 种类型的单片机,


STC



AT


。他们两种都是


51


系列单片机,

< p>
都支持


ISP


在线编程功能。

但是两种单片机内部硬件结构


不一样,如


AT89C51< /p>



STC89C51


,内部硬件资源不一 样,相比之下,一



STC


的同类型的 单片机资源比


AT


的多,执行速度也快。



STC


单片机有以下优点



①、加密性强


,


很难解密或破解


,


解密费用很高、国内能解密的人少


,



般的仿制者望而退步


.


超强抗干扰。



②、超低功耗。



③、在系统可编程< /p>


,


无需编程器


,


可远程升级。



④、有效降低外部电磁辐射。



在这里 我们选用


STC89C52


单片机作为这次设计的单片机,


下面将对


STC89C52


单片机进行讲解 。



第三节



STC89C52


单片机结构简介


< /p>


一、


STC89C52


的基本特性



1.



核心处理单 元:


8k


字节


FLASH

< p>


1028


字节


RAM< /p>


,布尔处理器,全


静态操作


12


时钟操作,可选


6


个时钟(通过软件或并行编 程器)




2.



存储器寻址范围:


64K


字节


ROM



64K


字节


RAM




3.



电源控制模式:时钟可停止和恢复、空闲模式、掉电模式。





4.


< /p>


两个工作频率范围:


6


时钟模式时为


0



20MHz



12


时钟模式时为


0

< br>到


33MHz




5.



封装形式:


LQFP, PLCC


或< /p>


DIP


封装。



6.



其他特性:双数据指针、


3


个加密位、


4


个中断优先级、


6


个中断源、


4



8



I/O


口、全双工增强型


UART


、帧数据错误检测、自动地址


识别、< /p>


3



16


位 定时


/


计数器


T0 T1


标准


80C51


和增加的


T2


捕获和


比较、可编程时钟输出、异步端口复位、掉电模式可通过外部中断唤



[16]





二、


STC89C52


单片机的外部引脚介绍



STC89C52


单片机的外部引脚 的排列及名称如图


3.1


所示:





3.1 STC89C52


单片机的外部引脚



单片机的各管脚功能如表


3-1



名称



Vss


Vcc



P0.0-0.7



P1.0-1.7



P2.0-2.7


管脚号



类型



20


I


40


I




39-32


I/O




1-8


I/O




21-28


I/O




名称和功能





电源:


提供掉电空闲正常工作电压



P0





P0


口是开漏双向口,可


以写为


1


使其状态为悬浮用作高


阻输入。


P0


也可以在访问外部程


序存储器时作地址的低字节


,


在访


问外部数据存储器时作数据总线,


此时通过内部强上拉输出


1


P1


口:



P1


口是带内部上拉的双



I/O


口,



P1


口写入


1


时,


P1

< br>口


被内部上拉为高电平,


可用作输入

口。


当作为输入脚时,


被外部拉低



P1


口会因为内部上拉而输出电



(



DC


电气特性


)



P1


口第


2


功能:


T2(P1.0)




定时


/


计数器


2



外部计数输入


/


时钟输出

(


见可编程


输出


)


T2EX(P1.1)



< p>
定时


/


计数器


2


重装



/


捕捉


/


方向控制



P2


口:



P2


口是带内部上拉的双



I/O



,



P2


口写入


1



, P2



被内部上拉为高电平


,


可用作输入



.


当作 为输入脚时


,


被外部拉低的




P3.0-3.7



RST




10-17


I/O




9


I



P2


口会因为内部上拉而输出电流


(



DC


电气特性


).


在访问外部程


序存储器和外部数据时


,


分别作为


地址高位字节和


16


位地址


(MOVX @DPTR),


此 时通过内部


强上拉传送


1.


当使用


8


位寻址方


式口发送


P2


特殊功能寄存器的


内容



P3



:P3


口是带内部上拉的双向


I/O


口。



P3


口写入


1


时,


P3

< br>口


被内部上拉为高电平,


可用作输入

口。


当作为输入脚时被外部拉低的


P3

< br>口会因为内部上拉而输出电流


(



DC


电气特性


)




P3


口还具有


以下特殊功能:


RxD(P3.0):


串行输


入口

< p>


TxD(P3.1):


串行输出口



INT0(P3.2):


外部中断


0


INT1(P3.3):


外部中断



T0(P3.4):


定时器


0


外部输入



T1(P3.5):


定时器


1


外部输入



WR(P3.6):


外部数据存储器写信号



RD(P3.7):


外部数据存储器读信号



复位


:


当晶振在运行中只要复位


管脚出现


2


个机器周期高电平即




可复位。内部有扩散电阻连接到


Vss


,仅需要外接一个电容到


Vcc


即可实现上电复位




ALE



30



O


地址锁存使能:



在访问外部存储


器时,输出脉冲锁存地址的低字



PSEN



EA/Vpp




29


O




31


I


节,在正常情况下,


ALE


输出信


号恒定为


1/6


振荡频率。


并可用作


外部时钟或定时,


注意每次访问外


部数据时一个


ALE


脉冲将被忽


略。


ALE


可以通过置位


SFR



auxlilary.0


禁止,置位后


ALE



能在执行


MOVX


指令时被激活



程序存储使能


:


当执行外部程序存


储器代码时


,PSEN


每个机器周期


被激活两次


.


在访问外部数据存储


器时


P SEN


无效


,


访问内部程序存储器时


PSEN


无效


外部寻址使能


/


编程电压


:


在访问整


个外部程序存储器时


EA


必须外


部置低


,


如果< /p>


EA


为高时将执行内


部程序

< p>
,


除非程序计数器包含大于


片内

< br>FLASH


的地址


.


该引脚在 对


FLASH


编程时


5V/12V


编程电压


(Vpp)


如果保密位


1


已编程


EA




在复位时由内部锁存



XTAL1


19


I


晶体


1:


反相振荡放大器输入和内< /p>


部时钟发生电路输入



XTAL2


18


O


晶体


2:


反相振荡放大器输出




第四节



本章小结



本章第一节主要介绍了单片 机的发展历史及未来趋势,让我们对单片


机有了一个初步的了解。第二节介绍了市面上有 哪几种单片机,并对起进


行选择,


第三节比较详细地描述了


STC89C52


单片机的结构特性及引脚功


能,为电路的设计打下坚实的基础。






第四章




系统硬件设计



第一节




系统总体框图



本设计总体框图如图< /p>


4.1


所示:



5V


基准电压


DAC0832


波形输出


STC89C52


LCD


液晶显示


键盘控制



4.1


系统框图




系统总体款图主要包括以下几个部分:



单片机部分:本设计选用


STC89C52


单片机作为控制核 心。



DA


转换部分:本设计采用


1



DAC0832


芯片



基准电压部分:


D/A



5V


基准电压有现成的电源。



显示部分:本设计采用


LCD1602

< p>
来显示波形的类型、占空比的大小、频


率的大小。



键盘部分:本设计采用


5


个独立按键来 控制波形类型的选择、占空比大小




的改变及频率大小的改变。



第二节




单片机最小系统设计



单片机的最小系统如图


4.2




4.2


单片机的最小系统



最小工作系统包括如下几部分:



1




电源:



单片机使用的是


5V


电源,其中正极接


40


引脚(


Vcc



,负极



20


引脚(


GND





2




振荡电 路:


单片机是一种时序电路,


必须提供脉冲信号才能正常工作,


在单片机内部已经集成了振荡器;


使用晶体振荡器,

< p>


18



XTAL2




19



XTAL1


)脚。只要买来晶振、电容,按图接上即可。



3



< br>复位引脚:按图中画法连好


9


脚(


RST



,单片机即可上电初始化。


复位电路的工作原理是:


通电时,


电容两端相当于是短路,


于是


RST


引脚上为高电平,


然后电源通过电阻对电容充电,


RST


端电压慢慢下


降,降到一定程度,即为低电平,时间不少于


5ms

< p>
。复位后单片机才


开始正常工作。





4




EA< /p>


引脚:


31


引脚一般接到正电源端。



第三节




8



DA


转换器< /p>


DAC0832


一、


DAC0832< /p>


的引脚图及内部结构



本设计采用


DAC0832


转换芯片。


DAC0832< /p>


是双列直插式


8



D/A



换器。能完成数字量输入到模拟量

< br>(


电流


)


输出的转换。图


4.3


和图


4.4


分 别



DAC0832


的引脚图和内部结 构图。其主要参数如下:分辨率为


8


位,


转换时间为


1


μ


s

< br>,满量程误差为±


1LSB


,参考电压为


(+10



-10)V


,供电


电源为


(+5



+15)V


,逻辑电平输入与


TTL


兼容。从图


4.3


中可见,在


DAC0 832


中有两级锁存器,


第一级锁存器称为输入寄存器,


它的允许锁存


信号为


ILE

< br>,第二级锁存器称为


DAC


寄存器,它的锁存信号也称为 通道


控制信号



/XFER

< p>
[17]





4.3


中,当


ILE


为 高电平,片选信号



/CS


和写信号



/WR1

< br>为低电


平时,输入寄存器控制信号为


1

< br>,这种情况下,输入寄存器的输出随输入


而变化。此后,当



/WR1


由低电平变高时,控制信号成为低电平,此时,< /p>


数据被锁存到输入寄存器中,这样输入寄存器的输出端不再随外部数据

DB


的变化而变化


[18]




对第二级锁存来说,


传送控制信号



/XFER


和写信号



/WR2


同时为低


电平时,


二级锁存控制信号为高电平,


8


位的


D AC


寄存器的输出随输入而


变化,此后,当


/WR2


由低电平变高时,控制信号变为低电平,于是将 输


入寄存器的信息锁存到


DAC


寄存器 中。


D/A0832


的引脚图如图


4. 3


所示







4.3 DAC0832


的引脚图




4.3


中其余各引脚的功能定义如下:



1



DI7



DI0



8


位的数 据输入端,


DI7


为最高位。



2



IOUT1

:模拟电流输出端


1


,当


DAC< /p>


寄存器中数据全为


1


时,输出电


流最大,当



DAC


寄 存器中数据全为


0


时,输出电流为


0< /p>




3



IOUT2

:模拟电流输出端


2




IOUT2



IOUT1


的和为一个常数,即


IOUT1



I OUT2


=常数。



4



RFB


:反馈电阻引出端,


DAC0832


内部已经有反馈电阻,所以



RFB


端可以直接接到外部运算放大 器的输出端,


这样相当于将一个


反馈电阻接在运算放大器的输出 端和输入端之间。



5



VREF


:参考电压输入端,此端可接一个正电压,也可接一个负电压,


它决定


0



255


的数字量转化出来 的模拟量电压值的幅度,


VREF


范围为


(+10



-10)V


< p>
VREF


端与


D/A


内部


T


形电阻网


络相连。

< br>


6



Vcc


:芯片供电电压,范围为


(+5~ 15)V




7



AGND


:模拟量地,即模拟电路接地端。



-


-


-


-


-


-


-


-



本文更新与2021-02-10 20:25,由作者提供,不代表本网站立场,转载请注明出处:https://www.bjmy2z.cn/gaokao/631539.html

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