波形发生器生产实习报告.docx

1、波形发生器生产实习报告目 录第一章 单片机的系统框图及其原理介绍 11.1 单片机的系统框图 11.2 单片机的系统模块分解 11.2.1 89S52的最小系统 11.2.2 电源电路 21.2.3时钟电路 21.2.4复位电路 21.2.5串行通信系统 31.2.6 LED显示电路 31.2.7 中断控制 4第二章 硬件测试 52.1 单片机开发板元件清单 52.2 利用99SE软件绘制电路图 52.3焊制电路板 62.3.1 电路板的焊制 62.3.2 手工焊接注意事项 62.4 硬件的安装调试 62.5 焊接好的单片机开发板 6第三章 软件调试 73.1 Keil uVision3软件的

2、简单介绍及其使用 73.2 程序的下载 73.3 LED显示程序 7第四章 外出参观 9第五章 基于单片机控制的波形发生器设计 105.1波形发生器的原理介绍 105.2波形发生器电路图 105.3 各芯片介绍 105.3.1 DA0832 105.3.2 UA741 115.4硬件焊接调试 115.4.1元件清单 125.4.2焊接好的波形发生器 125.5程序设计 125.5.1波形发生器产生程序 125.5.2 示波器输出波形 165.6系统功能 17第六章 实习总结及心得体会 18第一章 单片机的系统框图及其原理介绍1.1 单片机的系统框图图1 单片机的系统框图1.2 单片机的系统模块

3、分解1.2.1 89S52的最小系统图2 89S52的最小系统图1.2.2 电源电路图3 电源产生电路1.2.3时钟电路图4 时钟电路1.2.4复位电路 (1) 单片机复位是使CPU和系统中的其他功能部件都处在一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，例如复位后PC=0000H，使单片机从第一个单元取指令。复位电路一般有上电复位、手动开关复位等电路，如下图所示。图5 复位电路（2）复位后的状态复位后PC值为0000H，表明复位后程序从0000H开始执行。SP值为07H，表明堆栈底部在07H。一般需重新设置SP值。P0P3口值为FFH，P0P3口用作输入口时，必须先写入“1”。单片机在复位后，已

4、使P0P3口每一端线为“1”，为这些端线用作输入口做好了准备。1.2.5串行通信系统1串口通信的基本概念串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议。大多数计算机包含两个基于RS232的串口，串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。串口按位（bit）发送和接收字节。尽管比按字节（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。它很简单并且能够实现远距离通信。串口用于ASCII码字符的传输。通信使用3根线完成：地线，发送，接收。由于串口通信是异步的，端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。2单

5、片机与PC机的串行通信单片机与PC机的串行通信采用RS232标准，使用9脚串行口接头，为简化设计，这里只使用数据线TXD和RXD，其它线为握手信号和控制信号。把单片机的TXD引脚与串行接头的3脚相连，RXD引脚与串行接头的2脚相连，串行接头的5脚接地。其它引脚悬空不管。但单片机串行口输出和输入的是TTL/COMS电平，而PC机串行口输出和输入的是RS232电平，RS-232使用-3到-25V表示数字“1”，使用3V到25V表示数字“0”，所以在单片机与PC机串行口之间必须通过MAX232进行电平转换。 3单片机串行通信系统框图图6 串行通信系统框图1.2.6 LED显示电路 图7 发光二极管显

6、示电路1.2.7 中断控制图8 中断控制电路图第二章 硬件测试2.1 单片机开发板元件清单表1 元件明细清单序号元件名称规格数量189S52单片机U2AT89S521个2晶振Y111.0592MHz1个3起振电容C8、C90.1uF2个4极性电容C1-C51uF5个5电容C622uF 25V1个6非极性电容C7、C111uF2个11电源指示灯D101个12LED灯D1-D88个13电阻R1-R111K、2K10个、1个14电位器J8、J9W103 134C2个15仿真接口J21个16电源插口J31个17按键开关K1-K55个18拨码开关J51个19三极管U320DIP封装插座J6、J740脚、

7、16脚各1个21单片机开发板150mm*99mm1块2.2 利用99SE软件绘制电路图Protel 99 SE是一款功能非常强大的电路设计与制板软件，除了能绘制出非常理想的标准电路图外，它还有将绘制的电路图转换成印刷电路板的功能，这就是Protel PCB 技术。利用Protel 99 SE软件绘制电路图，包括原理图，版图，封装图等。启动Protel 99 SE软件后，单击菜单栏中的File New，出现New Design Database对话框，在Location选项中的Design Storage Type栏默认集成设计数据库文件为MS Access database。下面一栏Datab

8、ase File Name设计数据库文件名默认名为My Design.ddb。双击Documents图标，进入Documents内，然后单击菜单栏中的File，再单击New将出现如图4所示New Document对话框。单击选中PCB Document图标，再单击OK，即在Documents下建立了PCB Document文件。双击PCB Document图标即进入电路板设计环境。在创建电路板的内容之前，必需先把使用到的元件外形库都加载到内存中才行，单击左面设计管理面板Browse PCB选项，单击Browse栏下拉箭头，在列表中选Libraries，单击下方Add/Remove按钮，打PCB

9、 Libraries对话框，选中文件，单击下方Add按钮，看到在Selected Files栏中加载了lib文件。然后选定该文件使其反白显示，单击下方Add按钮，再单击OK按钮，PCB Footprint 文件被加载到Browse栏中，调出元器件，绘制完原理图后保存。2.3焊制电路板2.3.1 电路板的焊制焊接过程：焊接之前先预热工件，快速地把加热和上锡的烙铁头接触带芯锡线，然后接触焊接点区域，用熔化的焊锡帮助从烙铁到工件的最初热传导。然后把锡线移开将要接触焊接表面的烙铁头。以保证引脚和焊盘的温度足够熔化锡线，并形成所要求的金属间的接合。如果在焊接点形成期间，烙铁直接接触和熔化锡线，那么要焊接

10、的表面可能不够热，以提高焊锡流动，形成的焊接点可能不是真正熔湿(wet)到焊盘(pad)、焊接孔(barrel)和引脚(lead)。助焊剂将熔化并先于焊锡在将要焊接的表面流动，预先处理表面，因此焊锡将在表面上熔湿和流动，进入缝隙，形成接合。一旦熔湿建立和有充分的焊锡流动形成所希望的焊接点，锡线和随后的烙铁即从焊接点区域移开。2.3.2 手工焊接注意事项：首先按照开发板上的电路图，理清各个元器件的型号大小，按要求焊接开发板上，焊接的时候先从矮的、小的器件开始焊接，把高的、大的器件放在最后焊接。牢固的焊接点需要使用一个上锡良好、保持良好的烙铁头，温度在焊锡的液化温度之上大约 100，在升高的温度下

11、，应尽量缩短时间以避免损伤基板、损伤焊盘与基板的接合，大约应在3秒钟的时间内完成焊接点。焊接的时候还要注意极性电容的正负极性，芯片的引脚位置，三极管的引脚等等。2.4 硬件的安装调试 在焊接完电路后，开始进行硬件的安装和调试，将单片机和计算机连接起来。晶振检测，经示波器检测其输出频率为：11.0592MHZ；电源检测，经检测经稳压管7805后输出电压5.1V。J7 LCD调节，调节电位器J8使J7的15引脚的电压为4V，调节电位器J9使J7的3引脚的电压为0.30.5V之间。用单片机仿真器来调试单片机程序及电路，通过一个可以插到应用系统的仿真头， 使得仿真器的CPU代替运行，通过仿真器对硬件电

12、路及相关软件进行综合调试，从而完成单片机控制系统可靠性的测试。2.5 焊接好的单片机开发板 图9 单片机开发板实物图第三章 软件调试3.1Keil uVision3软件的简单介绍及其使用 Keil uVision3是目前使用广泛的单片机开发软件，它集成了源程序编辑和程序调试于一体，支持汇编、C、PL/M语言。在Keil系统中，每做个独立的程序，都视为工程（或者叫项目）。首先从菜单的工程中新建工程文件：ProjectNew Project，取与工程项目意义一致的名字，并将该工程保存到 C:Keil 下，为工程选择一个单片机型号 “89S52”。“确定”后建立完工程项目。然后新建文件，FileNe

13、w出现text空白文档，在里面编入单片机程序，可以进行编辑、修改等操作，写完后再检查并保存文件，文件名最好与前面建立的工程名相同，其扩展名必须为 .Asm保存后的文档彩色语法起作用，将关键字实行彩色显示。 保存了Asm文件后，将其添加到工程中，鼠标右键点击 “Source Group 1”，在弹出的菜单中选“增加文件到组 Source Group 1选中刚才保存的 Test.Asm，按Add，文件添加到工程中。向工程添加了源文件后，鼠标右键点击TarGet 1，在弹出的菜单中选“目标 Target 1 属性”在打开的话框中，选择“输出”选项卡，在这个选项卡中，“E生成HEX文件”选项前要打勾，

14、按“确定”退出。 最后，从菜单的“工程”中执行“R重新构造所有目标”，汇编、连接、创建Hex文件，在工程文件目录下就会生成与工程名相同的一些文件，将其中生成的 Hex 文件烧写到单片机中，最终代码就是单片机可以执行的程序。若在状态窗中有错误提示，就需要再次编辑、修改源程序、保存、构造所有，直至没有错误。没有语法错误的情况下，按下图红圈中的按钮就可以进行模拟调试，单击“单步运行”观察效果。3.2 程序的下载下载软件使用ISPdown23软件，先做好准备工作，连接好编程器并且提供电源给编程器。然后点击MCU按钮启动编程器，点击AUTO Search按钮，将生成的 Test.Hex 烧写到单片机芯片

15、，在实验板上实际验证。连接51编程器，启动其程序，在51编程程序的菜单“文件”中，“打开HEX文件” 打开 Text.hex 文件，执行写入操作，Flash数据区出现数字据，点击按钮自动编程，观察速度调节及工作进度，直到把程序写入到实验板内，自动编程的流程设置：在是否更新FLASH文件，是否进行全片擦除，是否写FLASH，是否写EEPROM（如果存在）几栏中画勾。写入操作完成后，编程器程序就会显示“编程成功”，若写入出错需先“擦除”后再“写入”。若在实验板上实际验证的并不是预期的效果，就需要再次返回到编辑、修改源程序那一步，修改后再构造所有，再次将生成的Hex文件在51ISP中烧写、实验，直至

16、成功为止。3.3 LED显示程序8位流水灯循环点亮#include /51系列单片机定义文件#define uchar unsigned char /定义无符号字符#define uint unsigned int /定义无符号整数void delay(uint); /声明延时函数void main(void) uint i; uchar temp; while(1) temp=0x01; for(i=0;i8;i+) /8个流水灯逐个闪动 P1=temp; delay(100); /调用延时函数 temp=1;temp=0x80;for(i=0;i=1;temp=0xFE;for(i=0;i

17、8;i+) /8个流水灯依次全部点亮 P1=temp; delay(100); /调用延时函数 temp=1;temp=0x7F;for(i=0;i=1; void delay(uint t) /定义延时函数 register uint bt; for(;t;t-) for(bt=0;bt255;bt+);第五章 基于单片机控制的波形发生器设计5.1波形发生器的原理介绍简易波形发生器的设计是利用D/A转换原理，将被测数字量转换成模拟量，并用模拟方式显示出低频信号源。如方波、三角波、正弦波等等。通常数字电压表都采用大规模的D/A转换集成电路，测量精度高，读数方便，在体积、重量、耗电、稳定性及可靠

18、性等方面性能指标均明显优于指针式万用表。其中D/A转换器将输入的数字量转换成模拟量，逻辑控制电路产生控制信号，按规定的时序将D/A转换器中各组模拟开关接通或断开，保证D/A转换正常进行。本系统以单片机AT89S52为系统的控制核心,结合D/A转换芯片ADC0832设计一个简易波形发生器。 5.2波形发生器电路图图10 波形发生器电路图5.3 各芯片介绍5.3.1 DA0832DAC0832是双列直插式8位D/A转换器。能完成数字量输入到模拟量(电流)输出的转换。其主要参数如下：分辨率为8位，转换时间为1s，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

19、输入与TTL兼容。在DAC0832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，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。当ILE为高电平，片选信号 /CS 和写信号 /WR1为低电平时，输入寄存器控制信号为1，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，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。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DAC寄存器的输出随输入而变化，此后，当

20、 /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。其余各引脚的功能定义如下：(1)DI7DI0 ：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。(3)IOUT2 ：模拟电流输出端2， IOUT2与IOUT1的和为一个常数，即IOUT1IOUT2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 ：

21、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至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。VREF端与D/A内部T形电阻网络相连。(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。(8)DGND ：数字量地。 图11 DA0832引脚图5.3.2 UA741uA741通用高增益运算通用放大器,早些年最常用的运放之一.应用非常广泛, 双列直插8脚或圆筒8脚封装。工作电压22V,差分电压30V,输入电压18V,允许功耗500mW.其管脚与OP07（超低失调精密运放）完全一样，可以代换的其他运放有u

22、A741,uA709,LM301,LM308, LF356,OP07，op37,max427等。5.4硬件焊接调试设计好电路图后，接下来要做的就是按照电路图，把硬件焊接起来。焊接之前我们还需要按照电路图画一张简单的连线图，这样焊接起来就会非常方便，焊接的时候需要注意手工焊接的那些注意事项。焊接完成后我们应该用万用表测一下电源和地是不是短接了，以及一些管脚是不是焊实了，以防止调试程序的时候出现问题。5.4.1元件清单表2 波形发生器元件清单元件名称规格数量DAC0832芯片1DAC0832芯片IC插座20脚1ua7418脚2ua741IC插座8脚2多功能板1电阻15k， 0.25w2电阻7.5k

23、， 0.25w1排线1313针接插器13PIN15.4.2焊接好的波形发生器 图12 波形发生器实物图5.5程序设计5.5.1波形发生器产生程序1利用dac0832产生方波B4: MOV A,#00HLP2:SETB P1.4 SETB P1.6 SETB P1.5 CLR P1.7 MOV DPTR,#4000H MOVX DPTR,A LCALL DELY MOV A,#0FFH MOVX DPTR,A LCALL DELY JB KEY1,J0 LJMP B1J0: JB KEY2,J1 LJMP B2J1: JB KEY3,J2 LJMP B3J2: SJMP B4DELY: MOV

24、R7,#05HDLY0: MOV R6,#00H nopDLY1: DJNZ R6,DLY1 DJNZ R7,DLY0 RETDELAY: MOV R4,#100DLAY0: MOV R3,#98 NOPDLAY1: DJNZ R4,DLAY1 DJNZ R3,DLAY0 RETKEY1 BIT P1.0KEY2 BIT P1.1KEY3 BIT P1.2KEY4 BIT P1.3END 2. 利用dac0832产生锯齿波 JUCHI: MOV DPTR,#7FFFH MOV A,#00H LOOP:MOVX DPTR,A INC A； SJMP LOOP RET 3. 利用dac0832产生

25、正弦波B3: MOV R1,#00H ;取表格初值 ;在表格里取数送到指定地址/ LOOP1:SETB P1.4 SETB P1.5 SETB P1.7 CLR P1.6 MOV A,R1 MOV DPTR,#SETTAB MOVC A,A+DPTR MOV DPTR,#4000H MOVX DPTR,A INC R1;表格加一 JNB KEY1,B1 JNB KEY2,B2 JB KEY4,E0 LJMP B4E0: AJMP LOOP1 ;循环 SETTAB: ;正弦表格/ DB 80H,83H,86H,89H,8DH,90H,93H,96H DB 99H,9CH,9FH,0A2H,0A5

26、H,0A8H,0ABH,0AEH DB 0B1H,0B4H,0B7H,0BAH,0BCH,0BFH,0C2H,0C5H DB 0C7H,0CAH,0CCH,0CFH,0D1H, 0D4H,0D6H,0D8H DB 0DAH,0DDH,0DFH,0E1H,0E3H, 0E5H,0E7H,0E9H DB 0EAH,0ECH,0EEH,0EFH,0F1H, 0F2H,0F4H,0F5H DB 0F6H,0F7H,0F8H,0F9H,0FAH, 0FBH,0FCH,0FDH DB 0FDH,0FEH,0FFH,0FFH,0FFH, 0FFH,0FFH,0FFH DB 0FFH,0FFH,0FFH,0F

27、FH,0FFH, 0FFH,0FEH,0FDH DB 0FDH,0FCH,0FBH,0FAH,0F9H, 0F8H,0F7H,0F6H DB 0F5H,0F4H,0F2H,0F1H,0EFH, 0EEH,0ECH,0EAH DB 0E9H,0E7H,0E5H,0E3H,0E1H, 0DEH,0DDH,0DAH DB 0D8H,0D6H,0D4H,0D1H,0CFH, 0CCH,0CAH,0C7H DB 0C5H,0C2H,0BFH,0BCH,0BAH, 0B7H,0B4H,0B1H DB 0AEH,0ABH,0A8H,0A5H,0A2H, 9FH, 9CH, 99H DB 96H, 93H,

28、90H, 8DH, 89H, 86H, 83H, 80H DB 80H, 7CH, 79H, 78H, 72H, 6FH, 6CH, 69H DB 66H, 63H, 60H, 5DH, 5AH, 57H, 55H, 51H DB 4EH, 4CH, 48H, 45H, 43H, 40H, 3DH, 3AH DB 38H, 35H, 33H, 30H, 2EH, 2BH, 29H, 27H DB 25H, 22H, 20H, 1EH, 1CH, 1AH, 18H, 16H DB 15H, 13H, 11H, 10H, 0EH, 0DH, 0BH, 0AH DB 09H, 08H, 07H, 0

29、6H, 05H, 04H, 03H, 02H DB 02H, 01H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00H DB 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 01H, 02H DB 02H, 03H, 04H, 05H, 06H, 07H, 08H, 09H DB 0AH, 0BH, 0DH, 0EH, 10H, 11H, 13H, 15H DB 16H, 18H, 1AH, 1CH, 1EH, 20H, 22H, 25H DB 27H, 29H, 2BH, 2EH, 30H, 33H, 35H, 38H DB 3AH, 3DH, 40H, 43H, 45H, 48H, 4CH, 4EH DB 51H, 55H, 57H, 5AH, 5DH, 60H, 63H, 66H DB 69H, 6CH, 6FH, 72H, 76H, 79H, 7CH, 80H 4利用dac0832产生三角波B2: MOV A,#00HUP1:SETB P1.4 SETB P1.6 SETB P1.7 CLR P1.5 MOV DPTR,#4000H MOV