簡(jiǎn)易信號(hào)發(fā)生器

1、本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文題 目 簡(jiǎn)易信號(hào)發(fā)生器 摘 要畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的

2、印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留

3、、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日注 意 事 項(xiàng)1.設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容包括：1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁(yè)（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻(xiàn)8）致謝9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)）2.論文字?jǐn)?shù)

4、要求：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于1萬(wàn)字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于1.2萬(wàn)字。3.附件包括：任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。4.文字、圖表要求：1）文字通順，語(yǔ)言流暢，書(shū)寫(xiě)字跡工整，打印字體及大小符合要求，無(wú)錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫(xiě)2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書(shū)寫(xiě)，不準(zhǔn)用徒手畫(huà)3）畢業(yè)論文須用a4單面打印，論文50頁(yè)以上的雙面打印4）圖表應(yīng)繪制于無(wú)格子的頁(yè)面上5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔5.裝訂順序1）設(shè)計(jì)（論文）2）附件：

5、按照任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂3）其它摘 要隨著電子測(cè)試技術(shù)的飛速發(fā)展,測(cè)試儀器正向自動(dòng)化、智能化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。其中，信號(hào)發(fā)生器是一種能夠產(chǎn)生多種波形，如三角波，方波，正弦波的電路。信號(hào)發(fā)生器在電路實(shí)驗(yàn)和設(shè)備檢測(cè)中具有十分廣泛的用途。本設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)簡(jiǎn)易信號(hào)發(fā)生器的原理以及構(gòu)成進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)了正弦波，方波，三角波簡(jiǎn)易信號(hào)發(fā)生器。設(shè)計(jì)中首先確定了電路方案：由直流穩(wěn)壓電源電路，文氏振蕩器，積分器等組成。接著對(duì)各單元電路的工作原理進(jìn)行了分析，由直流穩(wěn)壓電源電路提供所需電壓，文氏振蕩器產(chǎn)生正弦波，遲滯比較器產(chǎn)生方波，積分器產(chǎn)生三角波，同時(shí)對(duì)電路中各個(gè)元器件的參數(shù)進(jìn)

6、行了計(jì)算。最后利用相關(guān)儀器進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵詞：直流穩(wěn)壓電源電路，文氏振蕩器，遲滯比較器，積分器 39摘 要abstractabstractwith the fast development of electronic test technology, test equipment is toward automation, intelligent, digital and network direction. among them, signal generator is a kind of can peoduce much waveform, such as triangl

7、e wave, square wave, sine wave circuit. signal generator in the circuit experiment and test equipment in a very wide range of purposes.the design of the peinciple of the signal generator and structure analysis, design of sine wave-square wave-triangle wave simple signal generator. design of the firs

8、t set by a de voltage circuit scheme: power supply circuit, venturi oscillator, hysteresit comparator, intrgrator composed, then each unit circuit of the principle is analyzed by de stabilized voltage power supply circuit, peovide the voltage required, venturi oscillator produce sine wave, hysteresi

9、t comparator produce square wave, integrators produce triangle, and at the same time in the circuit to wave the parameters of each component was calculated. finally, using the related instrument testing, testing meet the design requirements.key words: de stabilized voltage power supply circuit, vent

10、uri oscillator, hysteresit comparator, integrator目 錄目錄摘 要iabstractiii1 緒 論11.1簡(jiǎn)易信號(hào)發(fā)生器的概述11.2簡(jiǎn)易信號(hào)發(fā)生器的應(yīng)用及作用11.3本論文設(shè)計(jì)的目的與設(shè)計(jì)要求21.3.1原始數(shù)據(jù)21.3.2技術(shù)要求21.3.3工作要求22簡(jiǎn)易信號(hào)發(fā)生器的總體介紹32.1簡(jiǎn)易信號(hào)發(fā)生器的工作原理32.2低頻信號(hào)發(fā)生器32.3高頻信號(hào)發(fā)生器32.4微波信號(hào)發(fā)生器32.5掃頻和程控信號(hào)發(fā)生器42.6頻率合成式信號(hào)發(fā)生器42.7函數(shù)發(fā)生器42.8脈沖信號(hào)發(fā)生器52.9噪聲信號(hào)發(fā)生器52.10偽隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器53 簡(jiǎn)易信號(hào)發(fā)生器的總體

11、設(shè)計(jì)73.1dac0832的總體介紹73.1.1dac0832工作方式83.1.2 dac0832輸出形式113.1.3 dac0832內(nèi)部結(jié)構(gòu)123.1.4 dac0832引腳特性133.1.5 dac0832工作方式143.2 51單片機(jī)的基本原理153.2.1 51單片機(jī)介紹153.2.2 51單片機(jī)功能163.2.3 51單片機(jī)的學(xué)習(xí)使用173.2.4 51單片機(jī)的仿真功能特性194 proteus的簡(jiǎn)介與仿真結(jié)果214.1 proteus簡(jiǎn)介214.2 proteus的電路仿真214.3 proteus中的仿真結(jié)果截圖22附錄255結(jié) 論32致 謝34參考文獻(xiàn)361 緒 論1 緒 論

12、1.1簡(jiǎn)易信號(hào)發(fā)生器的概述信號(hào)發(fā)生器是指產(chǎn)生所需參數(shù)的電測(cè)試信號(hào)的儀器。按信號(hào)波形可分為正弦信號(hào)、函數(shù)（波形）信號(hào)、脈沖信號(hào)和隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器等四大類。信號(hào)發(fā)生器又稱信號(hào)源或振蕩器，在生產(chǎn)實(shí)踐和科技領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。各種波形曲線均可以用三角函數(shù)方程式來(lái)表示。能夠產(chǎn)生多種波形，如三角波、鋸齒波、矩形波（含方波）、正弦波的電路被稱為函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。凡是產(chǎn)生測(cè)試信號(hào)的儀器，統(tǒng)稱為信號(hào)源。也稱為信號(hào)發(fā)生器，它用于產(chǎn)生被測(cè)電路所需特定參數(shù)的電測(cè)試信號(hào)。在測(cè)試、研究或調(diào)整電子電路及設(shè)備時(shí)，為測(cè)定電路的一些電參量，如測(cè)量頻率響應(yīng)、噪聲系數(shù)，為電壓表定度等，都要求提供符合所定技術(shù)條件的電信號(hào)，以模擬在實(shí)際工

13、作中使用的待測(cè)設(shè)備的激勵(lì)信號(hào)。當(dāng)要求進(jìn)行系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性測(cè)量時(shí)，需使用振幅、頻率已知的正弦信號(hào)源。當(dāng)測(cè)試系統(tǒng)的瞬態(tài)特性時(shí)，又需使用前沿時(shí)間、脈沖寬度和重復(fù)周期已知的矩形脈沖源。并且要求信號(hào)源輸出信號(hào)的參數(shù)，如頻率、波形、輸出電壓或功率等，能在一定范圍內(nèi)進(jìn)行精確調(diào)整，有很好的穩(wěn)定性，有輸出指示。 信號(hào)源可以根據(jù)輸出波形的不同，劃分為正弦波信號(hào)發(fā)生器、矩形脈沖信號(hào)發(fā)生器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器和隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器等四大類。正弦信號(hào)是使用最廣泛的測(cè)試信號(hào)。這是因?yàn)楫a(chǎn)生正弦信號(hào)的方法比較簡(jiǎn)單，而且用正弦信號(hào)測(cè)量比較方便。正弦信號(hào)源又可以根據(jù)工作頻率范圍的不同劃分為若干種。1.2簡(jiǎn)易信號(hào)發(fā)生器的應(yīng)用及作用信號(hào)發(fā)生器又

14、稱信號(hào)源或振蕩器，在生產(chǎn)實(shí)踐和科技領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。各種波形曲線均可以用三角函數(shù)方程式來(lái)表示。能夠產(chǎn)生多種波形，如三角波、鋸齒波、矩形波（含方波）、正弦波的電路被稱為函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。函數(shù)信號(hào)發(fā)生器在電路實(shí)驗(yàn)和設(shè)備檢測(cè)中具有十分廣泛的用途。例如在通信、廣播、電視系統(tǒng)中，都需要射頻（高頻）發(fā)射，這里的射頻波就是載波，把音頻（低頻）、視頻信號(hào)或脈沖信號(hào)運(yùn)載出去，就需要能夠產(chǎn)生高頻的振蕩器。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域內(nèi)，如高頻感應(yīng)加熱、熔煉、淬火、超聲診斷、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、頻率或高或低的振蕩器。信號(hào)發(fā)生器的作用信號(hào)調(diào)制功能:信號(hào)調(diào)制是指被調(diào)制信號(hào)中，幅度、相位或頻率變化把低頻

15、信息嵌入到高頻的載波信號(hào)中，得到的信號(hào)可以傳送從語(yǔ)音、到數(shù)據(jù)、到視頻的任何信號(hào)。信號(hào)調(diào)制可分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制兩種，其中模擬調(diào)制，如幅度調(diào)制(am)和頻率調(diào)制(fm)最常用于廣播通信中，而數(shù)字調(diào)制基于兩種狀態(tài)，允許信號(hào)表示二進(jìn)制數(shù)據(jù)。1.3本論文設(shè)計(jì)的目的與設(shè)計(jì)要求1.3.1原始數(shù)據(jù)1信號(hào)發(fā)生器的頻率范圍：1hz1khz2信號(hào)發(fā)生器的幅度范圍：100mv5v1.3.2技術(shù)要求1能夠輸出正弦波，三角波和方波，并且輸出信號(hào)的頻率和幅度可調(diào)2具有良好的人機(jī)界面1.3.3工作要求1采用proteus軟件設(shè)計(jì)基于mcs-51系列單片機(jī)的簡(jiǎn)易信號(hào)發(fā)生器2采用相關(guān)語(yǔ)言編寫(xiě)應(yīng)用程序并調(diào)試3對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試和結(jié)

16、果分析2 簡(jiǎn)易信號(hào)發(fā)生器的總體介紹2簡(jiǎn)易信號(hào)發(fā)生器的總體介紹2.1簡(jiǎn)易信號(hào)發(fā)生器的工作原理信號(hào)發(fā)生器用來(lái)產(chǎn)生頻率為20hz200khz的正弦信號(hào)（低頻）。除具有電壓輸出外，有的還有功率輸出。所以用途十分廣泛，可用于測(cè)試或檢修各種電子儀器設(shè)備中的低頻放大器的頻率特性、增益、通頻帶，也可用作高頻信號(hào)發(fā)生器的外調(diào)制信號(hào)源。另外，在校準(zhǔn)電子電壓表時(shí)，它可提供交流信號(hào)電壓。低頻信號(hào)發(fā)生器的原理：系統(tǒng)包括主振級(jí)、主振輸出調(diào)節(jié)電位器、電壓放大器、輸出衰減器、功率放大器、阻抗變換器（輸出變壓器）和指示電壓表。主振級(jí)產(chǎn)生低頻正弦振蕩信號(hào)，經(jīng)電壓放大器放大，達(dá)到電壓輸出幅度的要求，經(jīng)輸出衰減器可直接輸出電壓，用主

17、振輸出調(diào)節(jié)電位器調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。2.2低頻信號(hào)發(fā)生器包括音頻（20020000赫）和視頻（1赫10兆赫）范圍的正弦波發(fā)生器。主振級(jí)一般用rc式振蕩器，也可用差頻振蕩器。為便于測(cè)試系統(tǒng)的頻率特性，要求輸出幅頻特性平和波形失真小。2.3高頻信號(hào)發(fā)生器頻率為 100千赫30兆赫的高頻、30300兆赫的甚高頻信號(hào)發(fā)生器。一般采用 lc調(diào)諧式振蕩器，頻率可由調(diào)諧電容器的度盤(pán)刻度讀出。主要用途是測(cè)量各種接收機(jī)的技術(shù)指標(biāo)。輸出信號(hào)可用內(nèi)部或外加的低頻正弦信號(hào)調(diào)幅或調(diào)頻，使輸出載頻電壓能夠衰減到1微伏以下。（圖1）的輸出信號(hào)電平能準(zhǔn)確讀數(shù)，所加的調(diào)幅度或頻偏也能用電表讀出。此外，儀器還有防止信號(hào)泄漏的良好

18、屏蔽。2.4微波信號(hào)發(fā)生器從分米波直到毫米波波段的信號(hào)發(fā)生器。信號(hào)通常由帶分布參數(shù)諧振腔的超高頻三極管和反射速調(diào)管產(chǎn)生，但有逐漸被微波晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管和耿氏二極管等固體器件取代的趨勢(shì)。儀器一般靠機(jī)械調(diào)諧腔體來(lái)改變頻率，每臺(tái)可覆蓋一個(gè)倍頻程左右，由腔體耦合出的信號(hào)功率一般可達(dá)10毫瓦以上。簡(jiǎn)易信號(hào)源只要求能加1000赫方波調(diào)幅，而標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器則能將輸出基準(zhǔn)電平調(diào)節(jié)到1毫瓦，再?gòu)暮箅S衰減器讀出信號(hào)電平的分貝毫瓦值；還必須有內(nèi)部或外加矩形脈沖調(diào)幅，以便測(cè)試?yán)走_(dá)等接收機(jī)。2.5掃頻和程控信號(hào)發(fā)生器掃頻信號(hào)發(fā)生器能夠產(chǎn)生幅度恒定、頻率在限定范圍內(nèi)作線性變化的信號(hào)。在高頻和甚高頻段用低頻掃描電壓或電流控

19、制振蕩回路元件（如變?nèi)莨芑虼判揪€圈）來(lái)實(shí)現(xiàn)掃頻振蕩；在微波段早期采用電壓調(diào)諧掃頻，用改變返波管螺旋線電極的直流電壓來(lái)改變振蕩頻率，后來(lái)廣泛采用磁調(diào)諧掃頻，以yig鐵氧體小球作微波固體振蕩器的調(diào)諧回路，用掃描電流控制直流磁場(chǎng)改變小球的諧振頻率。掃頻信號(hào)發(fā)生器有自動(dòng)掃頻、手控、程控和遠(yuǎn)控等工作方式。2.6頻率合成式信號(hào)發(fā)生器這種發(fā)生器的信號(hào)不是由振蕩器直接產(chǎn)生，而是以高穩(wěn)定度石英振蕩器作為標(biāo)準(zhǔn)頻率源，利用頻率合成技術(shù)形成所需之任意頻率的信號(hào)，具有與標(biāo)準(zhǔn)頻率源相同的頻率準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度。輸出信號(hào)頻率通?？砂词M(jìn)位數(shù)字選擇，最高能達(dá)11位數(shù)字的極高分辨力。頻率除用手動(dòng)選擇外還可程控和遠(yuǎn)控，也可進(jìn)行步級(jí)式

20、掃頻，適用于自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。直接式頻率合成器由晶體振蕩、加法、乘法、濾波和放大等電路組成，變換頻率迅速但電路復(fù)雜，最高輸出頻率只能達(dá)1000兆赫左右。用得較多的間接式頻率合成器是利用標(biāo)準(zhǔn)頻率源通過(guò)鎖相環(huán)控制電調(diào)諧振蕩器（在環(huán)路中同時(shí)能實(shí)現(xiàn)倍頻、分頻和混頻），使之產(chǎn)生并輸出各種所需頻率的信號(hào)。這種合成器的最高頻率可達(dá)26.5吉赫。高穩(wěn)定度和高分辨力的頻率合成器，配上多種調(diào)制功能（調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相），加上放大、穩(wěn)幅和衰減等電路，便構(gòu)成一種新型的高性能、可程控的合成式信號(hào)發(fā)生器，還可作為鎖相式掃頻發(fā)生器。2.7函數(shù)發(fā)生器 又稱波形發(fā)生器。它能產(chǎn)生某些特定的周期性時(shí)間函數(shù)波形（主要是正弦波、方波、三角波

21、、鋸齒波和脈沖波等）信號(hào)。頻率范圍可從幾毫赫甚至幾微赫的超低頻直到幾十兆赫。除供通信、儀表和自動(dòng)控制系統(tǒng)測(cè)試用外，還廣泛用于其他非電測(cè)量領(lǐng)域。圖2為產(chǎn)生上述波形的方法之一，將積分電路與某種帶有回滯特性的閾值開(kāi)關(guān)電路（如施米特觸發(fā)器）相連成環(huán)路，積分器能將方波積分成三角波。施米特電路又能使三角波上升到某一閾值或下降到另一閾值時(shí)發(fā)生躍變而形成方波，頻率除能隨積分器中的rc值的變化而改變外，還能用外加電壓控制兩個(gè)閾值而改變。將三角波另行加到由很多不同偏置二極管組成的整形網(wǎng)絡(luò)，形成許多不同斜度的折線段，便可形成正弦波。另一種構(gòu)成方式是用頻率合成器產(chǎn)生正弦波，再對(duì)它多次放大、削波而形成方波，再將方波積分

22、成三角波和正、負(fù)斜率的鋸齒波等。對(duì)這些函數(shù)發(fā)生器的頻率都可電控、程控、鎖定和掃頻，儀器除工作于連續(xù)波狀態(tài)外，還能按鍵控、門(mén)控或觸發(fā)等方式工作。2.8脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生寬度、幅度和重復(fù)頻率可調(diào)的矩形脈沖的發(fā)生器，可用以測(cè)試線性系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)，或用模擬信號(hào)來(lái)測(cè)試?yán)走_(dá)、多路通信和其他脈沖數(shù)字系統(tǒng)的性能。脈沖發(fā)生器主要由主控振蕩器、延時(shí)級(jí)、脈沖形成級(jí)、輸出級(jí)和衰減器等組成。主控振蕩器通常為多諧振蕩器之類的電路，除能自激振蕩外，主要按觸發(fā)方式工作。通常在外加觸發(fā)信號(hào)之后首先輸出一個(gè)前置觸發(fā)脈沖，以便提前觸發(fā)示波器等觀測(cè)儀器，然后再經(jīng)過(guò)一段可調(diào)節(jié)的延遲時(shí)間才輸出主信號(hào)脈沖，其寬度可以調(diào)節(jié)。有的能輸出成對(duì)的

23、主脈沖，有的能分兩路分別輸出不同延遲的主脈沖。2.9噪聲信號(hào)發(fā)生器完全隨機(jī)性信號(hào)是在工作頻帶內(nèi)具有均勻頻譜的白噪聲。常用的白噪聲發(fā)生器主要有：工作于1000兆赫以下同軸線系統(tǒng)的飽和二極管式白噪聲發(fā)生器；用于微波波導(dǎo)系統(tǒng)的氣體放電管式白噪聲發(fā)生器；利用晶體二極管反向電流中噪聲的固態(tài)噪聲源（可工作在18吉赫以下整個(gè)頻段內(nèi)）等。噪聲發(fā)生器輸出的強(qiáng)度必須已知，通常用其輸出噪聲功率超過(guò)電阻熱噪聲的分貝數(shù)（稱為超噪比）或用其噪聲溫度來(lái)表示。噪聲信號(hào)發(fā)生器主要用途是：在待測(cè)系統(tǒng)中引入一個(gè)隨機(jī)信號(hào)，以模擬實(shí)際工作條件中的噪聲而測(cè)定系統(tǒng)的性能；外加一個(gè)已知噪聲信號(hào)與系統(tǒng)內(nèi)部噪聲相比較以測(cè)定噪聲系數(shù)；用隨機(jī)信號(hào)代

24、替正弦或脈沖信號(hào)，以測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。例如，用白噪聲作為輸入信號(hào)而測(cè)出網(wǎng)絡(luò)的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)，便可得到這一網(wǎng)絡(luò)的沖激響應(yīng)函數(shù)。2.10偽隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器用白噪聲信號(hào)進(jìn)行相關(guān)函數(shù)測(cè)量時(shí)，若平均測(cè)量時(shí)間不夠長(zhǎng)，則會(huì)出現(xiàn)統(tǒng)計(jì)性誤差，這可用偽隨機(jī)信號(hào)來(lái)解決。當(dāng)二進(jìn)制編碼信號(hào)的脈沖寬度墹t足夠小，且一個(gè)碼周期所含墹t數(shù)n很大時(shí)，則在低于fb=1/墹t的頻帶內(nèi)信號(hào)頻譜的幅度均勻，稱為偽隨機(jī)信號(hào)。只要所取的測(cè)量時(shí)間等于這種編碼信號(hào)周期的整數(shù)倍，便不會(huì)引入統(tǒng)計(jì)性誤差。二進(jìn)碼信號(hào)還能提供相關(guān)測(cè)量中所需的時(shí)間延遲。偽隨機(jī)編碼信號(hào)發(fā)生器由帶有反饋環(huán)路的n級(jí)移位寄存器組成，所產(chǎn)生的碼長(zhǎng)為n=2-1。3

25、簡(jiǎn)易信號(hào)發(fā)生器的總體設(shè)計(jì)3 簡(jiǎn)易信號(hào)發(fā)生器的總體設(shè)計(jì)3.1dac0832的總體介紹dac0832是8分辨率的d/a轉(zhuǎn)換集成芯片。與微處理器完全兼容。這個(gè)da芯片以其價(jià)格低廉、接口簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。d/a轉(zhuǎn)換器由8位輸入鎖存器、8位dac寄存器、8位d/a轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成。如圖3-1示出了其引腳圖。圖3-1 dac0832芯片引腳圖1.主要參數(shù)* 分辨率為8位；* 電流穩(wěn)定時(shí)間1us；* 可單緩沖、雙緩沖或直接數(shù)字輸入；* 只需在滿量程下調(diào)整其線性度；* 單一電源供電（+5v+15v）；* 低功耗，20mw。2.結(jié)構(gòu)* d0d7：8位數(shù)據(jù)輸入線

26、，ttl電平，有效時(shí)間應(yīng)大于90ns(否則鎖存器的數(shù)據(jù)會(huì)出錯(cuò))；* ile：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號(hào)輸入線，高電平有效；* cs：片選信號(hào)輸入線（選通數(shù)據(jù)鎖存器），低電平有效；* wr1：數(shù)據(jù)鎖存器寫(xiě)選通輸入線，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效。由ile、cs、wr1的邏輯組合產(chǎn)生le1，當(dāng)le1為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)鎖存器狀態(tài)隨輸入數(shù)據(jù)線變換，le1的負(fù)跳變時(shí)將輸入數(shù)據(jù)鎖存；* xfer：數(shù)據(jù)傳輸控制信號(hào)輸入線，低電平有效，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效；* wr2：dac寄存器選通輸入線，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效。由wr2、xfer的邏輯組合產(chǎn)生le2，當(dāng)le2為高電平時(shí)，dac寄存

27、器的輸出隨寄存器的輸入而變化，le2的負(fù)跳變時(shí)將數(shù)據(jù)鎖存器的內(nèi)容打入dac寄存器并開(kāi)始d/a轉(zhuǎn)換。* iout1：電流輸出端1，其值隨dac寄存器的內(nèi)容線性變化；* iout2：電流輸出端2，其值與iout1值之和為一常數(shù)；* rfb：反饋信號(hào)輸入線，改變r(jià)fb端外接電阻值可調(diào)整轉(zhuǎn)換滿量程精度；* vcc：電源輸入端，vcc的范圍為+5v+15v；* vref：基準(zhǔn)電壓輸入線，vref的范圍為-10v+10v；* agnd：模擬信號(hào)地；* dgnd：數(shù)字信號(hào)地。3.1.1dac0832工作方式根據(jù)對(duì)dac0832的數(shù)據(jù)鎖存器和dac寄存器的不同的控制方式，dac0832有三種工作方式：直通方式

28、、單緩沖方式和雙緩沖方式。dac0832引腳功能電路應(yīng)用原理圖dac0832是采樣頻率為八位的d/a轉(zhuǎn)換芯片，集成電路內(nèi)有兩級(jí)輸入寄存器，使dac0832芯片具備雙緩沖、單緩沖和直通三種輸入方式，以便適于各種電路的需要(如要求多路d/a異步輸入、同步轉(zhuǎn)換等)。所以這個(gè)芯片的應(yīng)用很廣泛,關(guān)于dac0832應(yīng)用的一些重要資料見(jiàn)下圖： d/a轉(zhuǎn)換結(jié)果采用電流形式輸出。若需要相應(yīng)的模擬電壓信號(hào)，可通過(guò)一個(gè)高輸入阻抗的線性運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)。運(yùn)放的反饋電阻可通過(guò)rfb端引用片內(nèi)固有電阻，也可外接。dac0832邏輯輸入滿足ttl電平，可直接與ttl電路或微機(jī)電路連接。dac0832引腳功能說(shuō)明：di0di7

29、：數(shù)據(jù)輸入線，tll電平。ile：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號(hào)輸入線，高電平有效。cs：片選信號(hào)輸入線，低電平有效。wr1：為輸入寄存器的寫(xiě)選通信號(hào)。xfer：數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)輸入線，低電平有效。wr2：為dac寄存器寫(xiě)選通輸入線。iout1:電流輸出線。當(dāng)輸入全為1時(shí)iout1最大。iout2: 電流輸出線。其值與iout1之和為一常數(shù)。rfb:反饋信號(hào)輸入線,芯片內(nèi)部有反饋電阻.vcc:電源輸入線 (+5v+15v)vref:基準(zhǔn)電壓輸入線 (-10v+10v)agnd:模擬地,摸擬信號(hào)和基準(zhǔn)電源的參考地.dgnd:數(shù)字地,兩種地線在基準(zhǔn)電源處共地比較好.采用adc0809實(shí)現(xiàn)a/d轉(zhuǎn)換。（一）d

30、/a轉(zhuǎn)換器dac0832dac0832是采用cmos工藝制成的單片直流輸出型8位數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。如圖3-2所示，它由倒t型r-2r電阻網(wǎng)絡(luò)、模擬開(kāi)關(guān)、運(yùn)算放大器和參考電壓vref四大部分組成。運(yùn)算放大器輸出的模擬量v0為： 圖3-2 d/a轉(zhuǎn)換器原理圖由上式可見(jiàn)，輸出的模擬量與輸入的數(shù)字量成正比，這就實(shí)現(xiàn)了從數(shù)字量到模擬量的轉(zhuǎn)換。一個(gè)8位d/a轉(zhuǎn)換器有8個(gè)輸入端（其中每個(gè)輸入端是8位二進(jìn)制數(shù)的一位），有一個(gè)模擬輸出端。輸入可有28=256個(gè)不同的二進(jìn)制組態(tài)，輸出為256個(gè)電壓之一，即輸出電壓不是整個(gè)電壓范圍內(nèi)任意值，而只能是256個(gè)可能值。圖3-3是dac0832的邏輯框圖和引腳排列。（a） （

31、b）圖3-3 （a）dac0832內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；（b）dac0832引腳圖d0d7：數(shù)字信號(hào)輸入端。ile：輸入寄存器允許，高電平有效。cs：片選信號(hào)，低電平有效。wr1：寫(xiě)信號(hào)1，低電平有效。xfer：傳送控制信號(hào)，低電平有效。wr2：寫(xiě)信號(hào)2，低電平有效。iout1、iout2：dac電流輸出端。rfb：是集成在片內(nèi)的外接運(yùn)放的反饋電阻。 vref：基準(zhǔn)電壓（-1010v）。vcc：是源電壓（+5+15v）。agnd：模擬地 ngnd：數(shù)字地，可與agnd接在一起使用。dac0832輸出的是電流，一般要求輸出是電壓，所以還必須經(jīng)過(guò)一個(gè)外接的運(yùn)算放大器轉(zhuǎn)換成電壓。數(shù)/模（d/a）轉(zhuǎn)換器d/a轉(zhuǎn)

32、換器是接收數(shù)字量，輸出一個(gè)與數(shù)字量相對(duì)應(yīng)的電流或電壓信號(hào)的模擬量接口。d/a轉(zhuǎn)換器被廣泛用于計(jì)算機(jī)函數(shù)發(fā)生器、計(jì)算機(jī)圖形顯示以及與a/d轉(zhuǎn)換器相配合的控制系統(tǒng)等。d/a轉(zhuǎn)換原理：數(shù)字量的值是由每一位的數(shù)字權(quán)疊加而得的。d/a轉(zhuǎn)換器品種繁多，有權(quán)電阻dac、變形權(quán)電阻dac、t型電阻dac、電容型dac和權(quán)電流dac等。為了掌握數(shù)/模轉(zhuǎn)換原理，必須先了解運(yùn)算放大器和電阻譯碼網(wǎng)絡(luò)的工作原理和特點(diǎn)。3.1.2 dac0832輸出形式1.單極性輸出如圖3-4所示, 由運(yùn)算放大器進(jìn)行電流電壓轉(zhuǎn)換，使用內(nèi)部反饋電阻。輸出電壓值vout和輸入數(shù)字量d的關(guān)系：圖3-4 單級(jí)輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換連接圖,v,vv,v2.

33、雙極性輸出如果實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中要求輸出模擬電壓為雙極性，則需要用轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)。如圖3-5所示。圖3-5雙級(jí)輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換連接圖其中 r2=r3=2r1d = 0， d = 128， d = 255，即：輸入數(shù)字為0255時(shí)，輸出電壓在之間變化。3.1.3 dac0832內(nèi)部結(jié)構(gòu)dac0832中有兩級(jí)鎖存器，第一級(jí)鎖存器稱為輸入寄存器，它的鎖存信號(hào)為ile；第二級(jí)鎖存器稱為dac寄存器，它的鎖存信號(hào)為傳輸控制信號(hào) 。因?yàn)橛袃杉?jí)鎖存器，dac0832可以工作在雙緩沖器方式，即在輸出模擬信號(hào)的同時(shí)采集下一個(gè)數(shù)字量，這樣能有效地提高轉(zhuǎn)換速度。此外，兩級(jí)鎖存器還可以在多個(gè)d/a轉(zhuǎn)換器同時(shí)工作時(shí)，利用第二級(jí)鎖

34、存信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)轉(zhuǎn)換器同步輸出。圖3-6 dac0832內(nèi)部結(jié)果圖le為高電平、 和 為低電平時(shí)， 為高電平，輸入寄存器的輸出跟隨輸入而變化；此后，當(dāng) 由低變高時(shí)， 為低電平，資料被鎖存到輸入寄存器中，這時(shí)的輸入寄存器的輸出端不再跟隨輸入資料的變化而變化。對(duì)第二級(jí)鎖存器來(lái)說(shuō)， 和 同時(shí)為低電平時(shí)， 為高電平，dac寄存器的輸出跟隨其輸入而變化；此后，當(dāng) 由低變高時(shí)， 變?yōu)榈碗娖剑瑢⑤斎爰拇嫫鞯馁Y料鎖存到dac寄存器中。3.1.4 dac0832引腳特性dac0832是20引腳的雙列直插式芯片。各引腳的特性如下：圖3-7 dac0832引腳圖cs片選信號(hào)，和允許鎖存信號(hào)ile組合來(lái)決定 是否起作

35、用，低有效。ile允許鎖存信號(hào)，高有效。wr1寫(xiě)信號(hào)1，作為第一級(jí)鎖存信號(hào)，將輸入資料鎖存到輸入寄存器（此時(shí)， 必須和 、ile同時(shí)有效），低有效。wr2寫(xiě)信號(hào)2，將鎖存在輸入寄存器中的資料送到dac寄存器中進(jìn)行鎖存（此時(shí)，傳輸控制信號(hào) 必須有效）低有效。xfer傳輸控制信號(hào)，低有效。di7di08位數(shù)據(jù)輸入端。iout1模擬電流輸出端1。當(dāng)dac寄存器中全為1時(shí)，輸出電流最大，當(dāng)dac寄存器中全為0時(shí)，輸出電流為0。iout2模擬電流輸出端2。iout1+iout2=常數(shù)。rfb反饋電阻引出端。dac0832內(nèi)部已經(jīng)有反饋電阻，所以，rfb端可以直接接到外部運(yùn)算放大器的輸出端。相當(dāng)于將反饋電

36、阻接在運(yùn)算放大器的輸入端和輸出端之間。vref參考電壓輸入端?？山与妷悍秶鸀?0v。外部標(biāo)準(zhǔn)電壓通過(guò)vref與t型電阻網(wǎng)絡(luò)相連。vcc芯片供電電壓端。范圍為+5v+15v，最佳工作狀態(tài)是+15v。agnd模擬地，即模擬電路接地端。dgnd數(shù)字地，即數(shù)字電路接地端。3.1.5 dac0832工作方式dac0832進(jìn)行d/a轉(zhuǎn)換，可以采用兩種方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存。第一種方法是使輸入寄存器工作在鎖存狀態(tài)，而dac寄存器工作在直通狀態(tài)。具體地說(shuō)，就是使 和 都為低電平，dac寄存器的鎖存選通端得不到有效電平而直通；此外，使輸入寄存器的控制信號(hào)ile處于高電平、 處于低電平，這樣，當(dāng) 端來(lái)一個(gè)負(fù)脈沖時(shí)，就

37、可以完成1次轉(zhuǎn)換。第二種方法是使輸入寄存器工作在直通狀態(tài)，而dac寄存器工作在鎖存狀態(tài)。就是使 和 為低電平，ile為高電平，這樣，輸入寄存器的鎖存選通信號(hào)處于無(wú)效狀態(tài)而直通；當(dāng)wr2 和xfer 端輸入1個(gè)負(fù)脈沖時(shí)，使得dac寄存器工作在鎖存狀態(tài)，提供鎖存數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。根據(jù)上述對(duì)dac0832的輸入寄存器和dac寄存器不同的控制方法，dac0832有如下3種工作方式：一 單緩沖方式。單緩沖方式是控制輸入寄存器和dac寄存器同時(shí)接收資料，或者只用輸入寄存器而把dac寄存器接成直通方式。此方式適用只有一路模擬量輸出或幾路模擬量異步輸出的情形。二 雙緩沖方式。雙緩沖方式是先使輸入寄存器接收資料，再

38、控制輸入寄存器的輸出資料到dac寄存器，即分兩次鎖存輸入資料。此方式適用于多個(gè)d/a轉(zhuǎn)換同步輸出的情節(jié)。三 直通方式。直通方式是資料不經(jīng)兩級(jí)鎖存器鎖存，即 cs*，xfer* ，wr1* ，wr2* 均接地，ile接高電平。此方式適用于連續(xù)反饋控制線路和不帶微機(jī)的控制系統(tǒng)，不過(guò)在使用時(shí)，必須通過(guò)另加i/o接口與cpu連接，以匹配cpu與d/a轉(zhuǎn)換。3.2 51單片機(jī)的基本原理51單片機(jī)是對(duì)所有兼容intel 8031指令系統(tǒng)的單片機(jī)的統(tǒng)稱。該系列單片機(jī)的始祖是intel的8031單片機(jī)，后來(lái)隨著flash rom技術(shù)的發(fā)展，8031單片機(jī)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，成為應(yīng)用最廣泛的8位單片機(jī)之一，其代表

39、型號(hào)是atmel公司的at89系列，它廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)之中。很多公司都有51系列的兼容機(jī)型推出，今后很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)將占有大量市場(chǎng)。51單片機(jī)是基礎(chǔ)入門(mén)的一個(gè)單片機(jī)，還是應(yīng)用最廣泛的一種。需要注意的是52系列的單片機(jī)一般不具備自編程能力。3.2.1 51單片機(jī)介紹1.51單片機(jī)概述51單片機(jī)是對(duì)所有兼容intel 8031指令系統(tǒng)的單片機(jī)的統(tǒng)稱。該系列單片機(jī)的始祖是intel的8031單片機(jī)，后來(lái)隨著flash rom技術(shù)的發(fā)展，8031單片機(jī)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，成為應(yīng)用最廣泛的8位單片機(jī)之一，其代表型號(hào)是atmel公司的at89系列，它廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)之中。很多公司都有51系列的兼

40、容機(jī)型推出，今后很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)將占有大量市場(chǎng)。51單片機(jī)是基礎(chǔ)入門(mén)的一個(gè)單片機(jī)，還是應(yīng)用最廣泛的一種。需要注意的是52系列的單片機(jī)一般不具備自編程能力。如圖3-8示出了51單片機(jī)引腳圖。圖3-8 51單片機(jī)引腳圖2.主要產(chǎn)品當(dāng)前常用的51系列單片機(jī)主要產(chǎn)品有：*intel的：80c31、80c51、87c51，80c32、80c52、87c52等；*atmel的：89c51、89c52、89c2051等；*philips、華邦、dallas、siemens(infineon)等公司的許多產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)宏晶stc單片機(jī)以其低功耗、廉價(jià)、穩(wěn)定性能，占據(jù)著國(guó)內(nèi)51單片機(jī)較大市場(chǎng)。3.2.2 51單片機(jī)功

41、能8位cpu4kbytes程序存儲(chǔ)器(rom) (52為8k)128bytes的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(ram) （52有256bytes的ram）32條i/o口線111條指令，大部分為單字節(jié)指令21個(gè)專用寄存器2個(gè)可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器5個(gè)中斷源，2個(gè)優(yōu)先級(jí)（52有6個(gè)）一個(gè)全雙工串行通信口外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器尋址空間為64kb外部程序存儲(chǔ)器尋址空間為64kb邏輯操作位尋址功能雙列直插40pindip封裝單一+5v電源供電cpu：由運(yùn)算和控制邏輯組成，同時(shí)還包括中斷系統(tǒng)和部分外部特殊功能寄存器；ram：用以存放可以讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)，如運(yùn)算的中間結(jié)果、最終結(jié)果以及欲顯示的數(shù)據(jù)；rom：用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格；i

42、/o口：四個(gè)8位并行i/o口，既可用作輸入，也可用作輸出；t/c：兩個(gè)定時(shí)/記數(shù)器，既可以工作在定時(shí)模式，也可以工作在記數(shù)模式；五個(gè)中斷源的中斷控制系統(tǒng)；一個(gè)全雙工uart（通用異步接收發(fā)送器）的串行i/o口，用于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)之間或單片機(jī)與微機(jī)之間的串行通信；片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，石英晶體和微調(diào)電容需要外接。最高振蕩頻率為12m。圖3-9 8051內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖3.2.3 51單片機(jī)的學(xué)習(xí)使用知識(shí)上，其實(shí)不需要多少東西，會(huì)簡(jiǎn)單的c語(yǔ)言，知道51單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)就可以了。一般的大學(xué)畢業(yè)生都可以了，自學(xué)過(guò)這2門(mén)課程的高中生也夠條件。設(shè)備上，一般是建議購(gòu)買一個(gè)仿真器，例如，的“雙功能下載線”就具有良好

43、的穩(wěn)定性和較快的下載速度，上位機(jī)可擴(kuò)展，可以下載更多的單片機(jī)及嵌入式芯片。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，這樣才可以進(jìn)行實(shí)際的，全面的學(xué)習(xí)。日后在工作上，仿真器也大有用處。還有，一般光有仿真器是不行，還得有一個(gè)實(shí)際的電路，即學(xué)習(xí)板，如圖，即為，單片機(jī)最小系統(tǒng)。學(xué)習(xí)板以強(qiáng)大的接口為主，單片機(jī)的學(xué)習(xí)分兩方面，一方面是單片機(jī)的原理及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，另一方面是單片機(jī)的接口技術(shù)。這些都是需要平時(shí)多積累，多動(dòng)手，多思考，這樣才能學(xué)好單片機(jī)技術(shù)。圖3-10 單片機(jī)最小系統(tǒng)圖一、整體了解要知道 單片機(jī)是什么？單片機(jī)有何用？如何系統(tǒng)學(xué)習(xí)單片機(jī)？單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程是怎樣的，需要掌握哪些輔助軟件？了解這些之后，我們的學(xué)習(xí)就有了目標(biāo)和方向。二

44、、揭秘單片機(jī)很難學(xué)，是因?yàn)槠鋬?nèi)部結(jié)構(gòu)、編程語(yǔ)言抽象，且實(shí)際應(yīng)用中與其他電子技術(shù)和元器件知識(shí)相互關(guān)聯(lián)，需結(jié)合起來(lái)一起設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品。所以，第二階段要了解單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是怎樣的？單片機(jī)開(kāi)發(fā)經(jīng)常會(huì)用到哪些電子技術(shù)和元器件知識(shí)？如何將一條條編程指令組合成一段段有效的程序？三、解密之所以單片機(jī)能成為控制核心，設(shè)計(jì)出包羅萬(wàn)象的應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)，是因?yàn)殚_(kāi)發(fā)者利用了單片機(jī)提供的種種功能及各種外設(shè)。所以，第三階段我們要掌握單片機(jī)的各種功能，再加上諸如傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換、掃描顯示、串行、中斷的應(yīng)用思維，結(jié)合更多的元器件、電子電路知識(shí)，逐個(gè)學(xué)習(xí)、體會(huì)實(shí)際的單片機(jī)系統(tǒng)的秘密。四、遠(yuǎn)航通過(guò)以上三個(gè)階段，讀者基本就可掌握單片機(jī)的

45、應(yīng)用了。但要設(shè)計(jì)出豐富的單片機(jī)系統(tǒng)，解決復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題，還需要了解更多的外設(shè)知識(shí)及其與單片機(jī)的聯(lián)系（如電動(dòng)機(jī)、各類存儲(chǔ)器、繼電器、紅外管等）。這些需要不斷的學(xué)習(xí)和積累。有時(shí)候，接到一些開(kāi)發(fā)任務(wù)，就需要你針對(duì)這個(gè)任務(wù)自覺(jué)地去搜集、學(xué)習(xí)關(guān)知識(shí)，在實(shí)踐中不斷載學(xué)習(xí)和提高。圖3-11 單片機(jī)最小系統(tǒng)實(shí)物圖3.2.4 51單片機(jī)的仿真功能特性1，可以仿真63k程序空間,接近64k 的16位地址空間；2，可以仿真64kxdata 空間,全部64k 的16位地址空間；3，可以真實(shí)仿真全部32 條io腳；4，完全兼容keilc51 uv2 調(diào)試環(huán)境,可以通過(guò)uv2 環(huán)境進(jìn)行單步,斷點(diǎn), 全速等操作；5，可以使

46、用c51語(yǔ)言或者asm匯編語(yǔ)言進(jìn)行調(diào)試 ；6，可以非常方便地進(jìn)行所有變量觀察,包括鼠標(biāo)取值觀察,即鼠標(biāo)放在某 變量上就會(huì)立即顯示出它此的值；7，可選 使用用戶晶振，支持040mhz晶振頻率；8，片上帶有768字節(jié)的xdata,您可以在仿真時(shí)選 使用他們,進(jìn)行xdata 的仿真；9，可以仿真雙dptr 指針；10，可以仿真去除ale 信號(hào)輸出. ；11，自適應(yīng)300-38400bps 的所有波特率通訊；12，體積非常細(xì)小,非常方便插入到用戶板中.插入時(shí)緊貼用戶板,沒(méi)有連接電纜,這樣可以有效地減少運(yùn)行中的干擾,避免仿真時(shí)出現(xiàn)莫名其妙的故障；13，仿真插針采用優(yōu)質(zhì)鍍金插針,可以有效地防止日久生銹,選

47、擇優(yōu)質(zhì)園腳ic插座，保護(hù)仿真插針，同時(shí)不會(huì)損壞目標(biāo)板上的插座. ；14，仿真時(shí)監(jiān)控和用戶代碼分離,不可能產(chǎn)生不能仿真的軟故障；15，rs-232接口不計(jì)成本采用max202集成電路,串行通訊穩(wěn)定可靠,絕非一般三極管的簡(jiǎn)易電路可比4 proteus的簡(jiǎn)介與仿真結(jié)果4 proteus的簡(jiǎn)介與仿真結(jié)果4.1 proteus簡(jiǎn)介proteus是世界上著名的eda工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到pcb設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、pcb設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持8051、hc11、p

48、ic10/12/16/18/24/30/dspic33、avr、arm、8086和msp430等，2010年又增加了cortex和dsp系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持iar、keil和mplab等多種編譯器。4.2 proteus的電路仿真在proteus繪制好原理圖后，調(diào)入已編譯好的目標(biāo)代碼文件：*.hex，可以在proteus的原理圖中看到模擬的實(shí)物運(yùn)行狀態(tài)和過(guò)程。proteus 是單片機(jī)課堂教學(xué)的先進(jìn)助手。proteus不僅可將許多單片機(jī)實(shí)例功能形象化，也可將許多單片機(jī)實(shí)例運(yùn)行過(guò)程形象化。前者可在相當(dāng)程度上得到實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)的效果，后者則是實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)難以達(dá)

49、到的效果。它的元器件、連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)硬件高度對(duì)應(yīng)。這在相當(dāng)程度上替代了傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能，例：元器件選擇、電路連接、電路檢測(cè)、電路修改、軟件調(diào)試、運(yùn)行結(jié)果等。課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生走向就業(yè)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。由于proteus提供了實(shí)驗(yàn)室無(wú)法相比的大量的元器件庫(kù)，提供了修改電路設(shè)計(jì)的靈活性、提供了實(shí)驗(yàn)室在數(shù)量、質(zhì)量上難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也提供了培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐精神、創(chuàng)造精神的平臺(tái) 隨著科技的發(fā)展，“計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)”已成為許多設(shè)計(jì)部門(mén)重要的前期設(shè)計(jì)手段。它具有設(shè)計(jì)靈活，結(jié)果、過(guò)程的統(tǒng)一的特點(diǎn)?？墒乖O(shè)計(jì)時(shí)間大為縮短、耗資大為減少，也可降低工程制造的風(fēng)險(xiǎn)。相信在單片機(jī)開(kāi)發(fā)

50、應(yīng)用中proteus也能茯得愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。使用proteus 軟件進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)，是虛擬仿真技術(shù)和計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)相結(jié)合的綜合運(yùn)用，有利于培養(yǎng)學(xué)生的電路設(shè)計(jì)能力及仿真軟件的操作能力；在單片機(jī)課程設(shè)計(jì)和全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中，我們使用 proteus 開(kāi)發(fā)環(huán)境對(duì)學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)，在不需要硬件投入的條件下，學(xué)生普遍反映，對(duì)單片機(jī)的學(xué)習(xí)比單純學(xué)習(xí)書(shū)本知識(shí)更容易接受，更容易提高。實(shí)踐證明，在使用 proteus 進(jìn)行系統(tǒng)仿真開(kāi)發(fā)成功之后再進(jìn)行實(shí)際制作，能極大提高單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)效率。因此，proteus 有較高的推廣利用價(jià)值。4.3 proteus中的仿真結(jié)果截圖如圖4-1示出了在proteu

51、s中簡(jiǎn)易信號(hào)發(fā)生器的總體電路圖圖4-1簡(jiǎn)易信號(hào)發(fā)生器電路圖（1）方波就是指電路系統(tǒng)中信號(hào)的質(zhì)量，如果在要求的時(shí)間內(nèi)，信號(hào)能不失真地從源端傳送到接收端，我們就稱該信號(hào)是方波信號(hào)。如圖4-2示出了方波波形圖4-2 方波波形顯示（2）正弦波正弦波是頻率成分最為單一的一種信號(hào)，因這種信號(hào)的波形是數(shù)學(xué)上的正弦曲線而得名。任何復(fù)雜信號(hào)例如音樂(lè)信號(hào)，都可以看成由許許多多頻率不同、大小不等的正弦波復(fù)合而成。如圖4-3示出了正弦波的波形圖圖4-3正弦波波形顯示（3）三角波三角波主要用在crt作顯示器件的掃描電路中.如示波器,顯像管,顯示器等.crt是由許多點(diǎn)組成的.要形成光柵就要有電子束轟擊這些發(fā)光點(diǎn).掃描電路

52、分水平和垂直掃描兩種.可以一行或一幀的對(duì)crt進(jìn)行掃描.電子束從第一行或幀的一端開(kāi)始掃到另一端,馬上返回掃第二行或第二幀.三角波的特點(diǎn)是電壓漸漸增大突然降到零.正好適合用于掃描電路中,。如圖4-4示出了三角波波形圖。圖4-4 三角波波形顯示（3）鋸齒波鋸齒波（sawtooth wave）是常見(jiàn)的波形之一。標(biāo)準(zhǔn)鋸齒波先呈直線上升，隨后陡落，再上升，再陡落，如此反復(fù)。如圖4-5示出了鋸齒波波形圖。圖4-8 鋸齒波波形顯示附錄附錄keil unvidion與proteus聯(lián)合仿真中的c語(yǔ)言程序#includereg52.h#includeintrins.h/#includeabsacc.h#defi

53、ne uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit key1 = p20; /正弦波按鍵sbit key2 = p21; /三角波按鍵sbit key3 = p22; /方波按鍵sbit key4 = p23; /鋸齒波按鍵sbit dawr=p36;/da讀寫(xiě)sbit csda=p24; /片選da/#define dac0832_port xbyte0x70ffuchar a=0,b=0,c=0,d=0;uchar code zxb_code256= /正弦波查表數(shù)據(jù)0x80,0x83,0x86,0x89,0x8c,0x8f,0x92,0

54、x95,0x98,0x9c,0x9f,0xa2,0xa5,0xa8,0xab,0xae,0xb0,0xb3,0xb6,0xb9,0xbc,0xbf,0xc1,0xc4,0xc7,0xc9,0xcc,0xce,0xd1,0xd3,0xd5,0xd8,0xda,0xdc,0xde,0xe0,0xe2,0xe4,0xe6,0xe8,0xea,0xec,0xed,0xef,0xf0,0xf2,0xf3,0xf4,0xf6,0xf7,0xf8,0xf9,0xfa,0xfb,0xfc,0xfc,0xfd,0xfe,0xfe,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0

55、xff,0xff,0xff,0xfe,0xfe,0xfd,0xfc,0xfc,0xfb,0xfa,0xf9,0xf8,0xf7,0xf6,0xf5,0xf3,0xf2,0xf0,0xef,0xed,0xec,0xea,0xe8,0xe6,0xe4,0xe3,0xe1,0xde,0xdc,0xda,0xd8,0xd6,0xd3,0xd1,0xce,0xcc,0xc9,0xc7,0xc4,0xc1,0xbf,0xbc,0xb9,0xb6,0xb4,0xb1,0xae,0xab,0xa8,0xa5,0xa2,0x9f,0x9c,0x99,0x96,0x92,0x8f,0x8c,0x89,0x86,0x83,0x80,0x7d,0x79,0x76,0x73,0x70,0x6d,0x6a,0x67,0x64,0x61,0x5e,0x5b,0x58,0x55,0x52,0x4f,0x4c,0x49,0x46,0x43,0x41,0x3e,0x3b,0x39,0x36