西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）
滤波放大，最终由示波器显示出来，并通过按键来控制四种波形的类型选择。
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2 设计方案与选择
2 设计方案与选择
2.1设计方案
方案一：555振荡电路发生正弦波、三角波和方波的电路便是可取的路经之一，不用依靠单片机[2]。555定时器构成多谐振荡器，利用充放电时间差控制电路，通过电位器稳定频率，然后利用积分电路得到方波、三角波、正弦波等多种波形。
方案二：采用单片机（AT89C52）和数模转换芯片（DAC0832）实现波形的产生，波形的产生由按键控制，经过D/A和运放器输出波形。
方案三：采用FPGA和DAC，使用直接数字频率合成技术可合成任意波形。 方案四：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，积分电路转换成波形[3]。
2.2方案选择
方案一这种电路存在波形质量差，控制难，可调范围小，电路复杂和体积大等缺点；方案三这种方式成本较高，程序复杂度高，不容易实现；方案四电路复杂，干扰因素多，不易实现；方案二此方案通过编程简化了外部电路，原理简单，容易实现。综合考虑，采用方案二。
软硬件结合法软硬件结合的波形发生器设计方法同时兼具软硬件设计的优势：既具有纯硬件设计的快速、高性能，同时又具有软件控制的灵活性、智能性。如以单片机和单片集成函数发生器为核心，辅以键盘控制、液晶显示等电路，设计出智能型函数波形发生器，采用软硬件结合的方法可以实现功能较全、性能更优的波形发生器，同时还可以扩展波形发生器的功能，比如通过软件编程控制实现波形的存储、运算、打印等功能，采用USB接口设计。使波形发生器具有远程通信功能等[4]。目前，实验、科研和工业生产中使用的信号源大多采用此方法来实现。
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3 硬件电路设计
3 硬件电路设计
本方案是基于AT89C52与DAC0832的单缓冲方式（单缓冲方式是控制输入锁存器和DAC寄存器同时接收资料，或者只用输入锁存器而把DAC寄存器接成直通方式。此方式适用只有一路模拟量输出或几路模拟量异步输出的情形）接口电路来设计[5]。单缓冲式接口电路具有过程简单，容易实现。由于本设计运用汇编的编程语言，导致用独立式键盘来实现简单控制。本方案所产生的信号频率稳定性高，精确度高。而且在硬件方面它所选的元器件比较常见。其主要流程图和模块如图3.1所示。
按键开关AT89C52DAC0832图3.1 硬件原理框图
运放波形输出 3.1 主要芯片介绍
3.1.1 单片机AT89C52
AT89C52是51系列单片机的一个型号。AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。
AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I\\O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，但不可以在线编程（S系列的才支持在线编程）。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本[6]。
AT89C52为8位通用微处理器，采用工业标准的C51内核，在内部功能及管脚排布上与通用的8XC52相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。AT89C52单片机的管脚图如图3.2所示。
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西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）
19XTAL118XTAL29RSTP0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD393837363534333221222324252627281011121314151617293031PSENALEEA12345678P1.0/T2P1.1/T2EXP1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7图3.2 AT89C52管脚图
主要性能参数[7]： a. 兼容MCS51指令系统
b. 8k可反复擦写（>1000）次Flash ROM c. 32个双向I/O口 d. 256x8bit内部RAM
e. 3个16位可编程定时/计数器中断 f. 2个串行中断
g. 可编程UART串行通道 h. 2个外部中断源 i. 共6个中断源 j. 2个读写中断口线 k. 低功耗空闲和掉电模式 l. 软件设置睡眠和唤醒功能 其各管脚功能为[8]：
P0口：P0口是一组8位漏极开路型双向I/O 口，也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口P0写“1”时，可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在Flash 编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。
P1口：P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉
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