基于单片机的低频信号发生器毕业设计.docx

本科毕业设计(论文)
(2010届)

论文题目 基于单片机的低频信号发生器

Microcontroller-based low-frequency signal generator

学 生 姓 名： 李伟涛 学 号： 100706112
二级学院名称： 电子信息学院 专 业： 电子科学与技术
指 导 教 师： 钱晓岚 职 称： .
合作/企业教师： 职 称：
郑 重 声 明

我谨在此郑重声明：本人所写的毕业论文《基于单片机的低频信号发生器》均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。

承诺人（签名）：
年 月 日

基于单片机的低频信号发生器
摘要:信号发生器是一种常用的信号源，广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。目前使用的信号发生器大部分是函数信号发生器，且特殊波形发生器的价格昂贵。所以本设计使用的是AT89c51单片机构成的发生器，可产生三角波、方波、正弦波等多种特殊波形和任意波形，波形的频率可用程序控制改变。在单片机上加外围器件距阵式键盘，通过键盘控制波形频率的增减以及波形的选择，并用了LCD显示频率大小。在单片机的输出端口接DAC0832进行D/A转换，再通过运放进行波形调整，最后输出波形接在示波器上显示。本设计具有线路简单、结构紧凑、价格低廉、性能优越等
关键词：信号发生器；单片机；波形调整

MICROCONTROLLER-BASeED LOW-FREQuUEnNCY SIGNAL GENERATOR
Abstract: Signal generator is a common source, widely used in the field of electronic circuits, automatic control system and teaching experiments. Most of the current signal generator is a function of the signal generator, and the price is expensive special waveformgenerator. Therefore, this design uses a single chip generator AT89c51 constituted, can produce a triangular wave, A variety of special and arbitrary waveforms square wave, sine wave, the frequency can be controlled by changing the waveform. Add peripheral devices on a single chip matrix keyboard, the keyboard controls to select waveforms and waveform changes in the frequency, and the frequency with the LCD display size. Output port connected to the microcontroller DAC0832 D / A-converter, and then adjust the waveform by the op amp, the final output waveform on the oscilloscope display connected. This design has a simple circuit, compact, low cost, superior performance, etc.
Keywords: HCCI； waveform adjustment signal generator

目录
1 绪论 3
1.1 选题背景与意义 5
2 国内外研究现状 5
2.1波形发生器历史发展状况 5
2.2波形发生器当前现状分析 5
2.2.1波形获取 5
2.2.2多时域测量 6
2.2.3便携性 6
2.2.4实用性 6
2.3波形发生器趋势预测 7
2.3.1 数据处理功能 7
2.3.2 任意波形发生器 7
3方案研究 7
3.1系统设计 7
3.2总体系统设计 9
3.2.1硬件原理图 10
3.2.2软件原理图 10
4部分功能模块 11
4.1 LCD5110模块的概述 11
4.2 ATP89C51单片机模块概述 13
5硬件实现及单元电路设计 20
5.1 单片机最小系统设计 20
5.2 波形产生模块设计 21
5.3 显示模块的设计 22
6致谢 22
7参考文献 23

1 绪论
波形发生器是电子技术领域中常见的信号源之一，在测量技术的许多领域，自动控制，通信，传输和热处理已被广泛使用。波形发生器产生了3个以上的波形发生器的波形，该装置可用于分立器件，集成电路也可使用。主要用于由模拟电路的传统的信号发生器，但用于产生低信号这样的模拟信号发生器频率往往需要的RC值很大，因此不仅难以保证参数的精度，尺寸和功耗都很大，而且在社会领域的计算机的渗透，单片机的应用正在不断深入，传统的ndërsagjenerator信号功能被越来越年轻化驱动，单片机可以产生在首选技术精度高，速度快的变频输出波形失真。在各种测试，并在通信，测量，雷达，控制，教学等领域的试验必备工具发生信号功能被广泛使用。无论是在生产或科研和教学中，信号发生器是电子工程师信号仿真实验的最佳工具，和单 - 芯片信号发生器的设计克服了传统方法的缺点，可以最好的输出波形发生器信号所使用的大多数的模拟电路，但用于产生低频信号的这个模拟信号发生器往往需要大量的RC ，所以不仅难以确保参数的准确性，并且大小和功率消耗是大的，并在社会领域的计算机普及率，单片机的应用正在不断深化，由一个日趋年轻化，单片机驱动的传统信号ndërsagjenerator功能可产生较佳的技术精度高，速度快的变频输出波形失真。在各种测试，并在通信，测量，雷达，控制，教学等领域的实验不可缺少的工具发生函数信号被广泛使用。如果生产或科研和教学中，信号发生器是最好的工具，电子工程师信号仿真实验，单信号发生器 - 设计克服了传统方法能最好的输出波形的缺陷芯片。本次论坛是作为一个基础来达成一个通用可编程C51的输出波形的频率信号，可以产生方波，三角波，正弦波等周期性波形改变程序提供一个简单的电路性能特性优异紧凑，它有一个功能丰富且稳定，价格低廉，操作方便的特点，具有一定的促进作用。
在行业的各个方面使用的信号发生器非常广泛，信号发生器是电子测量信号源作为激励源。自1960年起，用信号发生器，函数发生器放映，扫频信号发生器，合成信号发生器，可编程信号发生器等新品种的快速发展。不同类型的信号发生器的主要性能指标也大大提高，同时简化了机械结构，体积小，通用性强，和其他进步也有了显著的进步。近年来，随着GSM，GPRS ， 3G等无限制的发展，国家高度重视的频率合成器的发展，可以预见，随着低价格，高时钟频率的应用，高性能的未来新一代芯片的DDS的， DDS无尽的前景！
主要的问题是控制信号的设计中遇到的问题，包括频率控制信号，信号类型和信号强度。我们必须使用不同的频率合成器或程序，如直接使用传统的频率合成器来解决这个问题，变频调速，可实现快速，低噪音和高性能，但由于其结构复杂，体积大，成本高，导致难以实现高频谱纯度，以及相位 - 锁相环频率合成器，它具有良好的窄带跟踪功能，可以选择有利于集成和小型化的一个良好的信号频率，但闭时间长，从而使频率切换时间较长，相比之下，解决这个最好的方法是通过编程单片机实现，稳定性和准确性，以及随时用于价格低廉的原料。1.1选题背景与意义
这个问题是一个信号发生器基于微控制器的设计。研究这个话题可以熟变形杆菌，功能和用法的Keil C51和相关的电子设备。由单片机的硬件和软件设计，硬件和软件可以更加熟悉联邦调查局的相关知识，并提高运用知识解决实际问题的能力。单片微型计算机，简称为单芯片，是微型计算机的一个分支。微处理器用（例如，算术运算，逻辑运算，数据传送，中断处理） ，随机存取数据存储器，只读程序存储器，输入和输出电路和其它电路的超大规模技术的数据处理能力集成到一个在单一芯片上构成了一个小的，但功能更完善的电脑系统。这些电路可以准确，快速，高效地完成任务的程序员在软件控制下预先设定。供应链管理20世纪70年代出生的。当时微电子技术正处于发展阶段，也属于集成电路的发展时期规模，各种新材料，新技术尚不成熟，单片机仍处于发展的初级阶段，组件集成规模比较小，功能比较简单。英特尔1976年，该公司推出了MCS- 48单片机，这个时期的单片机才是真正的8单片机，并推向市场。到了20世纪80年代初，已发展到一个高性能的单芯片相，像INTEL的MCS-51系列。 90年代以来，供应链管理获得了快速发展，世界各大半导体公司已经开发出一种更强大的微控制器。美国微芯科技公司发布了全新一代兼容MCS-51系列PIC单片机，在同行业中引起广泛关注，特别是其产品只有33 RISC吸引了不少用户。 1990年，该公司推出了美国INTEL 80960超级32单片机引起了计算机行业的轰动，产品已投放市场，成为另一个重要的里程碑发展史上的微控制器。我们的微控制器应用始于20世纪80年代，虽然发展迅速，但世界市场的相对份额仍然很低。到目前为止，由于中国的微电子技术和制造工艺都相对落后和外国供应链管理竞争等原因，中国目前还没有生产出了自己的单芯片设计。单片机目前主要集中在国内，而且在低中档应用，常用的是8位或16位微控制器，微控制器和DSP宏和其他高端应用还处于初始阶段。在1980年以前，都属于模拟信号发生器，用电阻和电容，电感和电容，谐振器，振荡器电路产生一个同轴电缆或其它功能的正弦波形。改变可变频率的机械部件，如电容器或谐振器来完成的调整范围从动通常是有限的。 1980年以后，数字技术的日益成熟，信号发生器和广大不再使用数字电路使用的是机械传动。数字合成技术使信号发生器变得非常方便，覆盖很宽的频率范围，高输出动态范围，易于编程，适用性和易用性。供应链管理趋势是：低功耗，高性能，低电压，低噪音，高可靠性，采用CMOS技术，内置的外围电路，串行扩展技术。同时，微控制器的快速发展也导致基于微控制器的信号发生器的快速发展，如：任意波形发生器，矢量波形发生器。更广泛地使信号发生器。

2 国内外研究现状
2.1波形发生器历史发展状况
随着电子技术，尤其是军事电子技术革新带来的新体制武器装备的发展与应用，电子信号频率上限、信号带宽和调制带宽不断拓展，调制种类不断增加，波形任意化程度加剧，频率分辨力和捷变速度大幅提高。这一信号日益复杂化的趋势，对作为电子测试领域两大根本-信号产生与获取技术，提出了新的挑战。 以高速数字采样为核心的时域测试正在成为现代电子测试技术的主流方向，波形产生与获取技术也不例外。现代波形技术着眼于高速任意波形发生器、宽带高精度数字化仪、宽带数字存储示波器等高性能测试仪器的技术实现。
2.2波形发生器当前现状分析
2.2.1波形获取
在波形获取方面，数字采样技术应用极为广泛，数字电压表、数字存储示波器(DSO)、数字化仪、波形分析仪等仪器的技术实现几乎完全依赖采样技术；而基于数字中频技术的实时频谱分析仪、无线通信分析仪等测试仪器中，数字取样和实时信号处理技术已成为整个技术体系中的核心。而且，随着A／D取样速率和精度的不断提升，以及DSP理论与技术的日益成熟，射频／微波测试仪器的实现技术也正从以传统扫频技术为核心向以数字取样和实时处理技术为核心转变，基于实时采样的时域测试仪器，如数字示波器、高精度数字化仪等正在成为现代电子仪器的主流发展方向，孕育着电子仪器体系和测量方法的重要变革。
观察电信号随时间变化情况的示波器最初完全是模拟式仪器，模拟示波器接受模拟信号的输入，并以模拟形式显示信息。这种模拟示波器曾经广泛应用于各个领域。随着半导体器件的发展和数字处理技术的发展，数字示波器成为了主流。
如今示波器技术瞬息万变，示波器的最新应用也层出不穷。根据各个行业需求有所不同，示波器也有着多种发展趋势。
2.2.2多时域测量
在多媒体、网络及机械电子等相关设备的开发中, 被测量的信号不再是简单重复的波形, 而且常常包含着连续的信息。这种信号的实例包括光盘信号、二以及各种其他串行总线信号。多数情况下, 这些信号均属于多时域信号。信号具有多种不同周期的成分, 具有多重时间轴。我们的仪器努力为这种多时域信号的测量与分析增加更多有效的功能。
2.2.3便携性
以往，性能高的示波器体积都很庞大，便于携带的示波器性能又较低，而用户只能选择二者之一。且通常情况下，闪速转换器用于高速A/D转换，但原理上要求比较器也具有同样多的位数，这就出现了电路规模大，功率消耗高的缺点。A/D转换器是决定波形测量仪器的产品规格的重要因素，开发低功耗的高速A/D转换器一直是人民多年来的梦想。随着级联式结构的A/D转换器的开发，梦想终于成真。
2.2.4实用性
而随着智能化的普及，数字示波器也需要多种智能功能，比如数学函数，波形放大，滚动，数据存储和加载功能。从这个角度来讲，数字示波器还有很大的发展空间。对于前述的多时域测量，不仅提供大内存的波形捕获功能，而且允许用户在不丢失整体和部分波形关系的情况下滚动显示数据，并使滚动操作和显示更新的响应时间尽可能短。因此，仪器的实用性也是人们始终不懈的追求。

2.3波形发生器趋势预测
2.3.1 数据处理功能
而在追求波形获取仪器的便携性的同时，强大的数据处理功能也是未来发展的一大主流趋势。为实现这一功能，需要使用强大的数据处理电路，这也依靠于半导体技术的进步以及在结构方面的继续改进。
2.3.2 任意波形发生器
波形发生器的发展趋势是更高取样率，更高分辨率和更大存储量，目前实时带宽超过1GHz的产品比较少，而且分辨率只有8位，不能满足快速发展的移动通信和高速网络的测量要求。与数字存储示波器相比，任意波形发生器的全面指标存在明显差距，前者的取样率达到20GS/s和带宽6GHz，后者的取样率是4.8GS/s和带宽2GHz。任意波形发生器首先要赶上数字存储示波器，然后再往前发展，因为在电路构成方面，任意波形发生器的核心部件是高速数/模转换器，它的工艺潜力还很大，显然缺少的是市场需求。

3方案研究
3.1系统设计
经过考虑，我们确定方案如下：利用AT89S52单片机采用程序设计方法产生锯齿波、正弦波、矩形波三种波形，再通过D/A转换器DAC0832将数字信号转换成模拟信号，滤波放大，最终由示波器显示出来，通过键盘来控制三种波形的类型选择、频率变化，最终输出显示其各自的类型以及数值。

设计要求
1)、利用单片机采用软件设计方法产生三种波形
2）、三种波形可通过键盘选择
3）、波形频率可调
4）、需显示波形的种类及其平率
方案设计与论证
信号发生电路方案论证
方案一：通过单片机控制D/A，输出三种波形。此方案输出的波形不够稳定，抗干扰能力弱，不易调节。但此方案电路简单、成本低。
   方案二：使用传统的锁相频率合成方法。通过芯片IC145152，压控振荡器搭接的锁相环电路输出稳定性极好的正弦波，再利用过零比较器转换成方波，积分电路转换成三角波。此方案，电路复杂，干扰因素多，不易实现。
   方案三：利用MAX038芯片组成的电路输出波形。MAX038是精密高频波形产生电路，能够产生准确的三角波、方波和正弦波三种周期性波形。但此方案成本高，程序复杂度高。
以上三种方案综合考虑，选择方案一。
单片机的选择论证
方案一：AT89S52单片机是一种高性能8位单片微型计算机。它把构成计算机的中央处理器CPU、存储器、寄存器、I/O接口制作在一块集成电路芯片中，从而构成较为完整的计算机、而且其价格便宜。
    方案二：C8051F005单片机是完全集成的混合信号系统级芯片，具有与8051兼容的微控制器内核，与MCS-51指令集完全兼容。除了具有标准8052的数字外设部件，片内还集成了数据采集和控制系统中常用的模拟部件和其他数字外设及功能部件，而且执行速度快。但其价格较贵
    以上两种方案综合考虑，选择方案一
显示方案论证
方案一：采用LED数码管。LED数码管由8个发光二极管组成，每只数码管轮流显示各自的字符。由于人眼具有视觉暂留特性，当每只数码管显示的时间间隔小于1/16s时人眼感觉不到闪动，看到的是每只数码管常亮。使用数码管显示编程较易，但要显示内容多，而且数码管不能显示字母。
  方案二：采用LCD液晶显示器1602。其功率小，效果明显，显示编程容易控制，可以显示字母。
    以上两种方案综合考虑，选择方案二。
键盘方案论证
 方案一：矩阵式键盘。矩阵式键盘的按键触点接于由行、列母线构成的矩阵电路的交叉处。当键盘上没有键闭合时，所有的行和列线都断开，行线都呈高电平。当某一个键闭合时，该键所对应的行线和列线被短路。
方案二：编码式键盘。编码式键盘的按键触点接于74LS148芯片。当键盘上没有闭合时，所有键都断开，当某一键闭合时，该键对应的编码由74LS148输出。
以上两种方案综合考虑，选择方案一。
3.2总体系统设计
该系统采用单片机作为数据处理及控制核心，由单片机完成人机界面、系统控制、信号的采集分析以及信号的处理和变换，采用按键输入，利用液晶显示电路输出数字显示的方案。将设计任务分解为按键电路、液晶显示电路等模块。图（1）为系统的总体框图

图（1） 总体方框图

3.2.1硬件原理图

本设计的内容主要是：1、信号发生器硬件部分的设计（其它设计均在硬件的基础上进行）。根据毕业设计的要求，硬件要实现的主要功能是：1）单片机将信号的采样值或信号值写入到存储器（RAM）中。2）在信号值写入后，发出控制信号，使地址发生器有效。3）地址发生器产生周期性的地址信号，对存储器进行读操作，并将数据输出到数模转换器中。4）数模转换器将转换结果经放大器处理转换为电压信号后输出。5）对电路进行仿真并通过示波器观察和验证波形。6）可以通过频率、幅值控制器更改波形的主要参数。该控制器应能提供一个简易的人机界面来对波形的频率和幅值进行更改。
3.2.2软件原理图

软件的主要功能实现：软件的主要功能包括：①信号值的选取及各参数的初始化，如：三角函数表的制作等；②数据传送软件，将信号值送入到存储器中；③判断软件，判断数据是否传送完毕；④启动控制软件，启动地址发生器有效，读取存储器中的值送入数模转化器中。⑥监听软件，用来监听频率、幅值控制器的改变，实时的将更改后的数据送到单片机中处理。

4部分功能模块
4.1 LCD5110模块的概述
液晶显示模块是一类专门用于显示字母，数字，符号,图形等的点阵型液晶显示模块。液晶显示模块是在一块双面印刷线路板上，它的一面用导电橡胶将电路与液晶显示器件连接，另一面装配所需要的驱动器和控制器以及驱动所需的分压电路。与LED 显示方式相比，耗电省，因此在移动通讯、仪器仪表、电子设备、家用电器、高低档人机介面等工业用、民用各方面有着日益广泛的应用。显示的信息内容以图文.动画等方式,显示的信息量大,编程接口简单,提供详细的硬件接口电路和二次软件开发板,可以方便的直接嵌入你的设备系统。良好的技术支持,为你的顺利开发提供强有力的技术保障。与其它类型的产品相比， 该模块具有以下特点：84x48 的点阵LCD，4行汉字可以被显示，利用主处理器与串行口进行通信，大幅度地减少了接口信号线数量，其中也的信号线也包括电源和地在内仅有9条。多种串行通信协议可以被至此（如AVR单片机的SPI、MCS51 的串口模式0 等），高达4Mbps传输速率，没有等待时间，可全速入显示数据。可通过导电胶连接印制版和模块，避免了连接电缆的麻烦，模块被金属钩固定在印制板上，所以显得非常便于安装和更换。模块的体积非常小，LCD控制器／驱动器芯片已绑定到LCD晶片上。使用低电压供电的方式，电流在200μA以下为正常显示时的工作，而且同时是具有掉电模式。

LCD5110模块使用说明
电源供电电压：2.7—3.3V，也可使用5V，但是经测试在5V供电时
部分屏幕背景颜色发黑。

数据接口电平：2.7—5V
背光电源电压：背光电源最高3.3V
模块尺寸大小：43.6mm×43.1mm（横×竖）
安装孔径大小：2mm
电路原理图：

管脚名称及功能：
管脚编号 管脚名称 功能
1 RST 复位
2 CE 片选
3 DC 数据/指令选择
4 DIN 串行数据线
5 CLK 串行时钟线
6 3.3V 电源正极
7 LIGHT 背光控制，接地时背光灯亮。
8 GND 电源负极
在单片机系统中，液晶显示是单片机系统反映系统输出和操纵输入的有效。液晶显示模块是一种将液晶显示器件、连接件、集成电路、PCB线路板、背光源、结构件装配在一起的组件。英文名称叫：“LCD Module”，简称“LCM”，中文一般称为“液晶显示模块”。 液晶显示模块在单片机系统中有许许多多优点
（1）高质量的显示效果 阴极射线管显示器（CRT）那样需要不断刷新亮点但是液晶显示器却是每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，恒定发光。所以达到了了高画质的显示效果并且不会闪烁。
（2）数字式接口 单片机系统的接口简单，液晶显示器都是数字式的，操纵也更加方便。
（3）在重量和体积上有明显优势 液晶显示器在重量上比相同显示面积的传统显示器件要轻得多完全得益于它自身通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示目的。
（4）与同类器件相比更小的功耗 液晶显示器得功耗主要消耗在其内部的电极和驱动IC上，因而耗电量比其它显示器件也要小得多。 通过对各类液晶显示模块得比较，本设计选择了广州铜铧电子有限公司图形点阵液晶显示模块，型号为TG12864E，这是控制驱动器集行、列驱动器和控制器与一体，被广泛应用于小规模液晶显示模块，这种LCD有两种接口方式：串行接口方式和并行接口方式，在本设计中，因为采集到的数据点不需要进行存储，直接处理显示，而且输入信号的频率越高，需要的采样数率越快，所以选用并行接口的方式，如图4-1所示。 液晶显示模块在设计时需要解决的主要问题在于2方面：
（1）液晶示模块的驱动和编程
（2）是在编程过程中涉及汇编语言的编程技术
4.2 ATP89C51单片机模块概述
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

1．主要特性：

·与MCS-51 兼容 
·4K字节可编程闪烁存储器 
寿命：1000写/擦循环
数据保留时间：10年
·全静态工作：0Hz-24Hz
·三级程序存储器锁定
·128*8位内部RAM
·32可编程I/O线
·两个16位定时器/计数器
·5个中断源 
·可编程串行通道
·低功耗的闲置和掉电模式
·片内振荡器和时钟电路
2．管脚说明：

    VCC：供电电压。
    GND：接地。
    P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
    P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 
    P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
    P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。

P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：
口管脚 备选功能
P3.0 RXD（串行输入口）
P3.1 TXD（串行输出口）
P3.2 /INT0（外部中断0）
P3.3 /INT1（外部中断1）
P3.4 T0（记时器0外部输入）
P3.5 T1（记时器1外部输入）
P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）
P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

    RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。

   /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
    /EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
    XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
    XTAL2：来自反向振荡器的输出。
3．振荡器特性：

    XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。
4．芯片擦除：

    整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms 来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。
此外，AT89C51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。
4.3 DAC0832双向转换器概述
DAC0832是8分辨率的D/A转换集成芯片。与微处理器完全兼容。这个DA芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点，在单片机应用系统中得到广泛的应用。D/A转换器由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换电路及转换控制电路构成。
主要参数
* 分辨率为8位；
* 电流稳定时间1us；

DAC0832
* 可单缓冲、双缓冲或直接数字输入；
* 只需在满量程下调整其线性度；
* 单一电源供电（+5V～+15V）；
* 低功耗，20mW。
结构编辑
* D0～D7：8位数据输入线，TTL电平，有效时间应大于90ns(否则锁存器的数据会出错)；
* ILE：数据锁存允许控制信号输入线，高电平有效；
* CS：片选信号输入线（选通数据锁存器），低电平有效；
* WR1：数据锁存器写选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。由ILE、CS、WR1的逻辑组合产生LE1，当LE1为高电平时，数据锁存器状态随输入数据线变换，LE1的负跳变时将输入数据锁存；
* XFER：数据传输控制信号输入线，低电平有效，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效；
* WR2：DAC寄存器选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。由WR2、XFER的逻辑组合产生LE2，当LE2为高电平时，DAC寄存器的输出随寄存器的输入而变化，LE2的负跳变时将数据锁存器的内容打入DAC寄存器并开始D/A转换。
* IOUT1：电流输出端1，其值随DAC寄存器的内容线性变化；
* IOUT2：电流输出端2，其值与IOUT1值之和为一常数；
* Rfb：反馈信号输入线，改变Rfb端外接电阻值可调整转换满量程精度；
* Vcc：电源输入端，Vcc的范围为+5V～+15V；
* VREF：基准电压输入线，VREF的范围为-10V～+10V；
* AGND：模拟信号地；
* DGND：数字信号地。
工作方式
根据对DAC0832的数据锁存器和DAC寄存器的不同的控制方式，DAC0832有三种工作方式：直通方式、单缓冲方式和双缓冲方式。
DAC0832引脚功能电路应用原理图DAC0832是采样频率为八位的D/A转换芯片，集成电路内有两级输入寄存器，使DAC0832芯片具备双缓冲、单缓冲和直通三种输入方式，以便适于各种电路的需要(如要求多路D/A异步输入、同步转换等)。所以这个芯片的应用很广泛,关于DAC0832应用的一些重要资料见下图： D/A转换结果采用电流形式输出。若需要相应的模拟电压信号，可通过一个高输入阻抗的线性运算放大器实现。运放的反馈电阻可通过RFB端引用片内固有电阻，也可外接。DAC0832逻辑输入满足TTL电平，可直接与TTL电路或微机电路连接。
dac0832应用电路图
dac0832应用电路图:
DAC0832引脚功能说明：
DI0~DI7：数据输入线，TLL电平。
ILE：数据锁存允许控制信号输入线，高电平有效。
CS：片选信号输入线，低电平有效。
WR1：为输入寄存器的写选通信号。
XFER：数据传送控制信号输入线，低电平有效。
WR2：为DAC寄存器写选通输入线。
Iout1:电流输出线。当输入全为1时Iout1最大。
Iout2: 电流输出线。其值与Iout1之和为一常数。
Rfb:反馈信号输入线,芯片内部有反馈电阻.
Vcc:电源输入线 (+5v~+15v)
Vref:基准电压输入线 (-10v~+10v)
AGND:模拟地,摸拟信号和基准电源的参考地.
DGND:数字地,两种地线在基准电源处共地比较好.
采用DAC0832实现D/A转换。
（一）D/A转换器DAC0832DAC0832是采用CMOS工艺制成的单片直流输 出型8位数/模转换器。如图4-82所示，它由倒T型R-2R电阻网络、模拟开关、运算放大器和参考电压VREF四大部分组成。运算放大器输出的模拟量V0为：

公式1
由上式可见，输出的模拟量与输入的数字量（

公式
） 成正比，这就实现了从数字量到模拟量的转换。
一个8位D/A转换器有8个输入端（其中每个输入端是8位二进制数的一位），有一个模拟输出端。输入可有28=256个不同的二进制组态，输出为256个电压之一，即输出电压不是整个电压范围内任意值，而只能是256个可能值。图4-83是DAC0832的逻辑框图和引脚排列。

D0~D7：数字信号输入端。
ILE：输入寄存器允许，高电平有效。
CS：片选信号，低电平有效。
WR1：写信号1，低电平有效。
XFER：传送控制信号，低电平有效。
WR2：写信号2，低电平有效。
IOUT1、IOUT2：DAC电流输出端。
Rfb：是集成在片内的外接运放的反馈电阻。 Vref：基准电压（-10~10V）。
Vcc：是源电压（+5~+15V）。
AGND：模拟地 NGND：数字地，可与AGND接在一起使用。
DAC0832输出的是电流，一般要求输出是电压，所以还必须经过一个外接的运算放大器转换成电压。
数/模（D/A）转换器
D/A转换器是接收数字量，输出一个与数字量相对应的电流或电压信号的模拟量接口。
D/A转换器被广泛用于计算机函数发生器、计算机图形显示以及与A/D转换器相配合的控制系统等。
D/A转换原理：数字量的值是由每一位的数字权叠加而得的。D/A转换器品种繁多，有权电阻DAC、变形权电阻DAC、T型电阻DAC、电容型DAC和权电流DAC等。为了掌握数/模转换原理，必须先了解运算放大器和电阻译码网络的工作原理和特点。

5硬件实现及单元电路设计
5.1 单片机最小系统设计
89C51是片内有ROM/EPROM的单片机，因此，这种芯片构成的最小系统简单﹑可靠。用80C51单片机构成最小应用系统时，只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可，如图（2） 89C51单片机最小系统所示。由于集成度的限制，最小应用系统只能用作一些小型的控制单元。其应用特点：
(1) 有可供用户使用的大量I/O口线。
(2) 内部存储器容量有限。
(3) 应用系统开发具有特殊性。

图（2） 89C51单片机最小系统

5.2 波形产生模块设计
由单片机采用编程方法产生三种波形、通过DA转换模块DAC0832在进过滤波放大之后输出。其电路图如下：

图（3