次聲波干擾器原理

次聲波發(fā)生器的制作-PAGE34-目錄緒論 。第一章次聲發(fā)生器的概述 1第一節(jié) 次聲 1一、次聲的概念 1二、次聲的危害 1三、次聲的應(yīng)用 2第二節(jié) 次聲發(fā)生器 2一、次聲發(fā)生器概念 2二、次聲發(fā)生器的研究動(dòng)態(tài) 3第三節(jié)本章小結(jié) 4第二章系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 5第一節(jié) 電子式次聲發(fā)生器的設(shè)計(jì) 5一、此方案的總體設(shè)計(jì) 5二、MATLAB中正弦信號(hào)的產(chǎn)生 三、WAV文件的生成及播放 。四、次聲信號(hào)的轉(zhuǎn)換 。五、次聲的產(chǎn)生 。第二節(jié) 基于STC89C52單片機(jī)次聲發(fā)生器總體設(shè)計(jì) 6一、此方案的總體設(shè)計(jì) 6二、電路的設(shè)計(jì) 7第三節(jié) 兩種方案的對(duì)比 9第四節(jié)本章小結(jié) 9第三章單片機(jī)的概述 10第一節(jié) 單片機(jī)的發(fā)展歷史及趨勢(shì) 10第二節(jié)STC89C52單片機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 12一、STC89C52的基本特性 12二、STC89C52單片機(jī)的外部引腳介紹 12第三節(jié)本章小結(jié) 15第四章系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì) 16第一節(jié) 總體框圖 16第二節(jié) 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17第三節(jié)8位DA轉(zhuǎn)換器DAC0832 17一、DAC0832的引腳圖及內(nèi)部結(jié)構(gòu) 18二、DAC0832的工作方式 19第四節(jié)系統(tǒng)顯示功能設(shè)計(jì) 20第五節(jié)系統(tǒng)按鍵功能設(shè)計(jì) 23第六節(jié)本章小結(jié) 24第五章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 25第一節(jié)系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì) 25第二節(jié)子系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 25一、外部中斷0 25二、外部中斷1 26三、定時(shí)器0 27第三節(jié)本章小結(jié) 28第六章調(diào)試的過程和出現(xiàn)的問題分析 29結(jié)論 32致謝 33參考文獻(xiàn) 34附錄 35一、英文原文： 35二、英文翻譯： 41三、源程序： 43次聲發(fā)生器的概述次聲次聲的概念次聲是頻率低于可聽聲頻率范圍的聲波，它的頻率范圍大致為0.00001Hz～20Hz。人的耳朵聽不見次聲。次聲在大氣中傳播時(shí)，由于其頻率很低，所以大氣對(duì)次聲波的吸收系數(shù)很?。ㄎ障禂?shù)與頻率的二次方成正比），因此能傳播很遠(yuǎn)的距離。次聲廣泛存在于自然界和工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、日常生活等環(huán)境中。自然界的次聲主要由風(fēng)的波動(dòng)、空氣湍流、火山噴發(fā)、海浪拍擊、地震、風(fēng)暴等引起。核爆炸、其他方面的大爆炸、火箭的發(fā)射等也產(chǎn)生人為的次聲。高空風(fēng)、地面風(fēng)、溫度、濕度、環(huán)境噪聲對(duì)傳播特性會(huì)有影響。通過研究自然現(xiàn)象產(chǎn)生的次聲波的特性和產(chǎn)生機(jī)制，可以更深入地認(rèn)識(shí)這些現(xiàn)象的特性和規(guī)律。例如人們利用測(cè)定極光產(chǎn)生次聲波的特性來研究極光活動(dòng)的規(guī)律等。利用接收到的被測(cè)聲源所輻射出的次聲波，探測(cè)它的位置、大小和其他特性，例如通過接收核爆炸、火箭發(fā)射火炮或臺(tái)風(fēng)所產(chǎn)生的次聲波去探測(cè)這些次聲源的有關(guān)參量。許多災(zāi)害性現(xiàn)象如火山噴發(fā)、龍卷風(fēng)和雷暴等在發(fā)生前可能會(huì)輻射出次聲波，因此有可能利用這些前兆現(xiàn)象預(yù)測(cè)災(zāi)害事件。次聲的危害次聲波具有較大的破壞性。高空大氣湍流產(chǎn)生的次聲波能折斷萬噸巨輪上的桅桿，能將飛機(jī)撕得四分五裂；地震或核爆炸所激發(fā)的次聲波能將高大的建筑物摧毀；海嘯帶來的次聲波可將岸上的房屋毀壞。次聲的頻率與人體器官的固有頻率相近(人體各器官的固有頻率為3～17Hz，頭部的固有頻率為8～12Hz，腹部?jī)?nèi)臟的固有頻率為4～6Hz)，當(dāng)次聲波作用于人體時(shí)，人體器官容易發(fā)生共振，引起人體功能失調(diào)或損壞，血壓升高，全身不適；頭腦的平衡功能亦會(huì)遭到破壞，人因此會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)感、惡心難受。許多住在高層建筑上的人在有暴風(fēng)時(shí)會(huì)感到頭暈惡心，這就是次聲波作怪的緣故。如果次聲波的功率很強(qiáng)，人體受其影響后，便會(huì)嘔吐不止、呼吸困難、肌肉痙攣、神經(jīng)錯(cuò)亂、失去知覺，甚至內(nèi)臟血管破裂而喪命。次聲的應(yīng)用次聲波具有很大的危害，但同時(shí)人們也可以對(duì)次聲特有的性質(zhì)加以利用。次聲的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面[4]：1、研究自然次聲的特性和產(chǎn)生機(jī)制，預(yù)測(cè)自然災(zāi)害性事件。例如臺(tái)風(fēng)和海浪摩擦產(chǎn)生的次聲波，由于它的傳播速度遠(yuǎn)快于臺(tái)風(fēng)移動(dòng)速度，因此，人們利用一種叫“水母耳”的儀器，監(jiān)測(cè)風(fēng)暴發(fā)出的次聲波，即可在風(fēng)暴到來之前發(fā)出警報(bào)。利用類似方法，也可預(yù)報(bào)火山爆發(fā)、雷暴等自然災(zāi)害。2、通過測(cè)定自然或人工產(chǎn)生的次聲在大氣中傳播的特性，可探測(cè)某些大規(guī)模氣象過程的性質(zhì)和規(guī)律。如沙塵暴、龍卷風(fēng)及大氣中電磁波的擾動(dòng)等。3、目前許多研究者進(jìn)行的聲波除灰(除渣)，由于其頻率較低，有的頻率在次聲頻段內(nèi)，稱之為次聲除灰。4、次聲在軍事上的應(yīng)用，利用次聲的強(qiáng)穿透性制造出能穿透坦克、裝甲車的武器，次聲武器一般只傷害人員，不會(huì)造成環(huán)境污染。5、通過測(cè)定人和其他生物的某些器官發(fā)出的微弱次聲的特性，可以了解人體或其他生物相應(yīng)器官的活動(dòng)情況。例如人們研制出的“次聲波診療儀”可以檢查人體器官工作是否正常。6、利用次聲的物理特性，讓次聲作用于人體，以達(dá)到治療的作用。已有研究者報(bào)道，由于次聲的頻率低，傳播中幾乎無衰減，因此能在人體內(nèi)很好的傳播，穿透病態(tài)組織，使病態(tài)組織內(nèi)閉塞的血管重新開放，并推動(dòng)其血液流動(dòng)，改善病態(tài)組織內(nèi)的血液循環(huán)，為氧氣、吞噬細(xì)胞、免疫球蛋白等物質(zhì)向病變組織輸送創(chuàng)造了有利條件。次聲發(fā)生器一、次聲發(fā)生器概念次聲發(fā)生器簡(jiǎn)單的說，就是一種能夠發(fā)出次聲波的裝置[5]。并且為了方便研究，還必須能夠方便的調(diào)節(jié)所產(chǎn)生的次聲的頻率[6]。圖1.1為一種次聲波發(fā)器，此次聲波發(fā)生器，由電動(dòng)機(jī)、壓圈、換能腔殼體、噴嘴和門等組成。利用氣流載波的方法獲得了比當(dāng)前國際上的同類技術(shù)更高的聲壓級(jí)和更大功率的聲波，不僅極便于現(xiàn)用鍋爐的改裝，而且可作為新型鍋爐的重要組成?？捎糜谇宄仩t燃燒室和煙道內(nèi)的各種熱交換器表面上的積灰和結(jié)渣。圖1.1次聲波發(fā)生器本文所研究的次聲發(fā)生器，就是一種利用單片機(jī)編程可以調(diào)節(jié)頻率的次聲的裝置。因?yàn)榘l(fā)出的聲波的頻率必須在次聲范圍內(nèi)，由于次聲的頻率范圍比較窄，所以就要求次聲發(fā)生器所產(chǎn)生的聲波頻率精度要高。二、次聲發(fā)生器的研究動(dòng)態(tài)關(guān)于國內(nèi)外對(duì)次聲發(fā)生裝置的研究，可以按照次聲波產(chǎn)生的方式分類，大致可分為以下五種[7]：1、氣爆式產(chǎn)生次聲將壓縮空氣、高壓蒸汽或高壓燃?xì)庥锌刂频匾悦}沖方式突然放出，利用高速排出的氣體激發(fā)周圍媒質(zhì)的低頻振動(dòng)，形成所需的次聲波。這種次聲裝置因體積小、頻率低、易控制，近年發(fā)展較快。但其次聲波強(qiáng)度較低，若作為次聲武器使用，需近距離使用才有效。2、爆炸式產(chǎn)生次聲利用爆炸產(chǎn)生強(qiáng)次聲波，也可稱為次聲彈。爆炸所釋放的能量約50%形成沖擊波，沖擊波衰減后又產(chǎn)生次聲波。目前的新型次聲彈是將已有的燃料空氣彈加以改進(jìn)，使原來只能形成一個(gè)云霧團(tuán)變成可以形成若干云霧團(tuán)，并能連續(xù)多次引爆。只要控制好云霧團(tuán)的數(shù)量和起爆時(shí)間間隔，就能獲得所需頻率的次聲波。3、管子式產(chǎn)生次聲其構(gòu)造和工作原理很像樂器中的笛子，當(dāng)管子中空氣柱的振動(dòng)與管子本身固有頻率相同時(shí)，就可產(chǎn)生較強(qiáng)的次聲波。在管子一端裝上一個(gè)活塞，用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)或用氣流激勵(lì)，當(dāng)振動(dòng)頻率的1/4波長(zhǎng)與管子長(zhǎng)度相等時(shí)，可獲得最強(qiáng)的次聲波。但要產(chǎn)生次聲波，管子必須足夠長(zhǎng)。4、揚(yáng)聲器式產(chǎn)生次聲其工作原理與揚(yáng)聲器相似。采用特殊的振動(dòng)膜片，膜片振動(dòng)可產(chǎn)生一定頻率的次聲波。但要產(chǎn)生一定強(qiáng)度的次聲波，除要求較高的振幅外，還必須使振動(dòng)膜面積足夠大，其周長(zhǎng)大致要與次聲波波長(zhǎng)相當(dāng)。5、頻率差拍式產(chǎn)生次聲是采用兩個(gè)不同頻率的聲波發(fā)生器同時(shí)工作，利用它們頻率的相差來獲得需要的低頻次聲波。其中有一種方法是利用壓電晶體產(chǎn)生兩束頻率，兩者作用產(chǎn)生高頻和低頻聲波，高頻聲波是兩者頻率之和，低頻聲波是兩者頻率之差，高頻聲波在空氣中很快衰減，低頻聲波(次聲波)則直達(dá)目標(biāo)。這種方式能量轉(zhuǎn)換率高，并可制成小型武器。第三節(jié)本章小結(jié)本章主要介紹了次聲的概念、危害和對(duì)次聲的應(yīng)用，然后介紹了目前國內(nèi)外次聲發(fā)聲裝置的發(fā)展?fàn)顩r，為我們?cè)鯓訉W(xué)習(xí)次聲和在后面對(duì)其進(jìn)行研究提供了強(qiáng)有力的依據(jù)。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案兩種方案之前要加一段說明兩種方案之前要加一段說明前一章我們介紹了設(shè)計(jì)次聲發(fā)生器有很多種方案，但是并不是所有的實(shí)驗(yàn)室都能實(shí)現(xiàn)，要在實(shí)驗(yàn)室能夠設(shè)計(jì)出來，我們提出兩種方案，第一種是電子式次聲發(fā)生器，這種方案是先通過MATLAB編程輸出一個(gè)正弦信號(hào)，再將這個(gè)正弦信號(hào)轉(zhuǎn)變成聲卡能識(shí)別的一個(gè)WAVE信號(hào)，通過聲卡的D/A轉(zhuǎn)換把這個(gè)WAVE信號(hào)變成模擬信號(hào)，然后接到音響播放出來。第二種方案是基于STC89C52單片機(jī)的次聲發(fā)生器，這種方案中先設(shè)計(jì)各個(gè)硬件模塊，通過單片機(jī)編程輸出一個(gè)數(shù)字信號(hào)，然后通過一個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，最后接到示波器，在示波器上對(duì)波形進(jìn)行觀察調(diào)試。下面我們對(duì)這兩種方案進(jìn)行講解。電子式次聲發(fā)生器的設(shè)計(jì)該方案要濃縮，不要分這么多塊，主體在后者方案，記??！該方案要濃縮，不要分這么多塊，主體在后者方案，記?。〈朔桨傅目傮w設(shè)計(jì)過去的次聲發(fā)生器大都由純硬件電路組成[8]，自成一個(gè)完整的系統(tǒng)，主要是為了適應(yīng)多種復(fù)雜的實(shí)際環(huán)境[9]。但缺點(diǎn)也在于其整體性，出現(xiàn)問題后不容易找到出錯(cuò)的地方，還不方便攜帶；此方案所要設(shè)計(jì)的次聲發(fā)生器采用的次聲發(fā)生方式和前面所提到的揚(yáng)聲器式相似，主要利用PC機(jī)上MATLAB軟件強(qiáng)大的音頻處理函數(shù)和數(shù)據(jù)處理功能，方便地產(chǎn)生低頻率的正弦波數(shù)據(jù)數(shù)組[10]，同時(shí)通過音頻處理函數(shù)將數(shù)據(jù)數(shù)組傳遞給聲音設(shè)備[11]，并以特定的采樣頻率和傳輸比特位由聲卡輸出[12][15]。再利用超重低音音箱產(chǎn)生次聲波。由于PC機(jī)的普及，只需攜帶MATLAB程序就可以實(shí)現(xiàn)次聲波的產(chǎn)生?？傮w框圖如圖2.1：圖2.1電子式次聲發(fā)生器總體設(shè)計(jì)5號(hào)字體，第一章最好插個(gè)圖，不然直接圖2.1，感覺不連貫。5號(hào)字體，第一章最好插個(gè)圖，不然直接圖2.1，感覺不連貫。次生信號(hào)的產(chǎn)生因?yàn)橐獙?shí)現(xiàn)在可編輯框中輸入信號(hào)頻率，窗口就能輸出相應(yīng)的波形，所以對(duì)于可編輯框的回調(diào)函數(shù)就應(yīng)該輸入產(chǎn)生正弦信號(hào)的命令。如：>>f=10;%頻率為10Hz>>w=2*pi*f;>>t=[0:0.0001:30];%以0.0001秒為步進(jìn)>>y=sin(w*t);這樣，我們就得到了一個(gè)時(shí)間為30秒、頻率為10Hz的正弦信號(hào)。當(dāng)我們將上述功能寫入M文件時(shí)，只需將頻率值變?yōu)榭删庉嬁蜉斎氲念l率即可。然后利用聲卡的原理，用聲卡輸出的時(shí)候，其基本工作流程輸入是：計(jì)算機(jī)通過總線將數(shù)字化的聲音信號(hào)以PCM(脈沖編碼調(diào)制)方式送到D／A轉(zhuǎn)換器，變成模擬的音頻信號(hào)，進(jìn)而通過聲卡的lineout接口輸出到各種接收設(shè)備中。這里就將信號(hào)轉(zhuǎn)變成了可以接受的電壓信號(hào)，這時(shí)音頻信號(hào)電平較弱，一般只有幾百毫伏，還不能推動(dòng)喇叭正常工作。而推動(dòng)喇叭正常工作的電壓一般需要幾伏左右的電壓，這時(shí)就需要將聲卡輸出的小信號(hào)通過放大器（俗稱功放）加以放大，放大后的音頻信號(hào)就可以推動(dòng)喇叭將音頻電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲波了。這一過程，可以通過超重低音音箱來實(shí)現(xiàn)。基于STC89C52單片機(jī)次聲發(fā)生器的設(shè)計(jì)一、此方案的總體設(shè)計(jì)此方案以STC89C52單片機(jī)為核心，構(gòu)成了一個(gè)基于STC89C52單片機(jī)次聲信號(hào)發(fā)生器。其主要模塊有單片機(jī)控制模塊、頻率輸出模塊、鍵盤控制模塊及LCD顯示模塊，其中頻率生成模塊由單片機(jī)控制DAC0832生成，鍵盤控制模塊采用5個(gè)按鍵來選擇波形類型及調(diào)節(jié)頻率、幅值，顯示模塊則采用LCD1602來顯示波形類型、頻率及幅值，輸出的波形由示波器進(jìn)行檢查。其原理圖如圖2.2所示框圖都在word里畫，不要格子?？驁D都在word里畫，不要格子。圖2.2基于單片機(jī)的次聲信號(hào)發(fā)生器總體設(shè)計(jì)二、電路的設(shè)計(jì)1、此方案是以單片機(jī)為核心，首先設(shè)計(jì)出單片機(jī)的最小系統(tǒng)，如圖2.3所示插圖不是嵌入形式時(shí)，要居中，且大小適中，清晰可見。插圖不是嵌入形式時(shí)，要居中，且大小適中，清晰可見。圖2.3單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路圖2、為了要顯示出頻率及占空比的大小情況，所以設(shè)計(jì)出單片機(jī)與液晶顯示之間的電路如圖2.4所示圖2.4LCD與單片機(jī)的連接3、要將單片機(jī)輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成為我們能觀察的模擬信號(hào)，這里選擇使用DAC0832進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，設(shè)計(jì)出0832與單片機(jī)之間的電路如圖2.5所示圖2.50832與放大器的連接4、將全部的電路連接好之后，就是對(duì)硬件進(jìn)行調(diào)試，對(duì)照電路圖看焊接過程有沒有出問題。5、硬件焊接過程沒有問題之后，就開始程序的編寫。6、程序編寫完成后，將硬件連接到示波器進(jìn)行觀察調(diào)試。7、當(dāng)示波器顯示出需要的波形及頻率時(shí)，軟件調(diào)試成功。兩種方案的對(duì)比第一種方案采用普通PC機(jī)上的板載聲卡和MATLAB軟件作為開發(fā)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了正弦次聲波信號(hào)的發(fā)生。通過載板聲卡進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，將模擬音頻信號(hào)功率放大到能驅(qū)動(dòng)低音炮喇叭，最后次聲波通過超重低音音箱的紙盆振動(dòng)發(fā)出。此方案中的難點(diǎn)有以下兩個(gè)方面①、一般低音炮的低頻頻響都在30HZ以上，說做到30HZ一下價(jià)位都要上萬元。但又看到說聲卡、音箱都有一定的設(shè)計(jì)余度，一般聲卡都可以保證低到1HZ，并且音箱也允許接收不到這些信號(hào)并播放出來。②、低音炮的頻率響應(yīng)和低音炮的擺位以及所處空間有直接的原因，接受次聲信號(hào)可能會(huì)出現(xiàn)問題。第二種方案采用STC89C52單片機(jī)，MCS-51就是將具有存儲(chǔ)程序、處理數(shù)據(jù)以及與外設(shè)交換信息的功能電路集成在一塊芯片中，并符合一定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)而構(gòu)成的單片機(jī)。單片機(jī)具有體積小、重量輕、耗能省、價(jià)格低、可靠性高和通用靈活等優(yōu)點(diǎn)，使用MCS-51可以很簡(jiǎn)單地控制次聲波信號(hào)的各種幅頻特性，硬件電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，此方案設(shè)計(jì)的次聲信號(hào)發(fā)生器體積小，價(jià)格便宜，耗電少，便于攜帶，由STC89C52單片機(jī)所產(chǎn)生的次聲波頻率精度較高，值得在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)一步推廣和擴(kuò)充。兩種方案對(duì)比之下我們選擇第二種方案第二種敘述更詳細(xì)點(diǎn)，突出優(yōu)點(diǎn)。。第二種敘述更詳細(xì)點(diǎn)，突出優(yōu)點(diǎn)。第四節(jié)本章小結(jié)本章主要介紹了這次設(shè)計(jì)選擇的兩種方案，在對(duì)兩種方案進(jìn)行對(duì)比之后，發(fā)現(xiàn)使用單片機(jī)這種方案的可行性更高一點(diǎn)，因?yàn)檫x擇這種方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

單片機(jī)的選取單片機(jī)的發(fā)展歷史及趨勢(shì)單片機(jī)出現(xiàn)的歷史并不長(zhǎng)，但發(fā)展十分迅猛。它的產(chǎn)生與發(fā)展和微處理器的產(chǎn)生和發(fā)展大體相同，自1971年Intel公司首先推出4位微處理器以來，它的發(fā)展到目前為止大致可分為4個(gè)階段：?jiǎn)纹瑱C(jī)發(fā)展的初級(jí)階段（20世紀(jì)70年代初~70年代中期）。低性能單片機(jī)階段（20世紀(jì)70年代中期~80年代初期）。高性能單片機(jī)階段（20世紀(jì)80年代初期~90年代初期）。。8位單片機(jī)鞏固發(fā)展階段及16位、32位單片機(jī)不斷推出階段（20世紀(jì)90年代至今）。此階段單片機(jī)在集成度、功能、速度、可靠性、應(yīng)用領(lǐng)域等方面向更高水平發(fā)展。如：CPU的位數(shù)有8位、16位、32位，而結(jié)構(gòu)上采用雙CPU結(jié)構(gòu)或內(nèi)部流水線結(jié)構(gòu)，以提高處理能力和運(yùn)算速度；時(shí)鐘頻率高達(dá)20MHz甚至更高，使指令執(zhí)行速度相對(duì)加快；提高新型的串口總線結(jié)構(gòu)，為系統(tǒng)的擴(kuò)展和配置打下了良好的基礎(chǔ)；增加新的特殊功能部件，如監(jiān)視定時(shí)器WDT、DMA傳輸、PWM輸出、可編程計(jì)數(shù)陣列PCA、調(diào)制解調(diào)器、通信控制器、浮點(diǎn)運(yùn)算單元等；半導(dǎo)體制造工藝的不斷進(jìn)步，使芯片向高集成度、低功耗方向發(fā)展。此階段單片機(jī)內(nèi)集成的功能越來越強(qiáng)大，并朝著片上系統(tǒng)方向發(fā)展，單片機(jī)在大量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理、高級(jí)通信系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理、復(fù)雜工業(yè)過程控制、高級(jí)機(jī)器人以及局域網(wǎng)等各方面得到大量應(yīng)用。隨著技術(shù)的進(jìn)步，早期的8位中、低檔單片機(jī)逐漸被淘汰，但8位單片機(jī)并沒有消失，尤其是51系列單片機(jī)不僅沒有消失，反而還呈現(xiàn)快速發(fā)展的趨勢(shì)。目前，單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，將進(jìn)一步向著CMOS化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價(jià)格和外圍電路內(nèi)裝化等幾個(gè)方向發(fā)展。單片機(jī)的選取現(xiàn)在市面上最多的有兩種類型的單片機(jī)，STC和AT。他們兩種都是51系列單片機(jī)，都支持ISP在線編程功能。但是兩種單片機(jī)內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)不一樣，如AT89C51和STC89C51，內(nèi)部硬件資源不一樣，相比之下，一般STC的同類型的單片機(jī)資源比STC單片機(jī)有以下優(yōu)點(diǎn)①、加密性強(qiáng),很難解密或破解,解密費(fèi)用很高、國內(nèi)能解密的人少,一般的仿制者望而退步.

超強(qiáng)抗干擾。②、超低功耗。③、在系統(tǒng)可編程,無需編程器,可遠(yuǎn)程升級(jí)。④、有效降低外部電磁輻射。在這里我們選用STC89C52單片機(jī)作為這次設(shè)計(jì)的單片機(jī)，下面將對(duì)STC89C52單片機(jī)進(jìn)行講解。第三節(jié)STC89C52單片機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介STC89C52的基本特性核心處理單元：8k字節(jié)FLASH，1028字節(jié)RAM，布爾處理器，全靜態(tài)操作12時(shí)鐘操作，可選6個(gè)時(shí)鐘（通過軟件或并行編程器）。存儲(chǔ)器尋址范圍：64K字節(jié)ROM和64K字節(jié)RAM。電源控制模式：時(shí)鐘可停止和恢復(fù)、空閑模式、掉電模式。兩個(gè)工作頻率范圍：6時(shí)鐘模式時(shí)為0到20MHz，12時(shí)鐘模式時(shí)為0到33MHz。封裝形式：LQFP,PLCC或DIP封裝。其他特性：雙數(shù)據(jù)指針、3個(gè)加密位、4個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)、6個(gè)中斷源、4個(gè)8位I/O口、全雙工增強(qiáng)型UART、幀數(shù)據(jù)錯(cuò)誤檢測(cè)、自動(dòng)地址識(shí)別、3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0T1標(biāo)準(zhǔn)80C51和增加的T2捕獲和比較、可編程時(shí)鐘輸出、異步端口復(fù)位、掉電模式可通過外部中斷喚醒[16]。。STC89C52單片機(jī)的外部引腳介紹STC89C52單片機(jī)的外部引腳的排列及名稱如圖3.1所示：圖3.1STC89C52單片機(jī)的外部引腳單片機(jī)的各管腳功能如表3-1名稱管腳號(hào)類型名稱和功能表格需要按圖一樣標(biāo)記，如表1-1，記得“表尾表格需要按圖一樣標(biāo)記，如表1-1，記得“表尾”。另外圖標(biāo)的類別字號(hào)加粗。Vss20I地Vcc40I電源：提供掉電空閑正常工作電壓P0.0-0.739-32I/OP0口：P0口是開漏雙向口，可以寫為1使其狀態(tài)為懸浮用作高阻輸入。P0也可以在訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)作地址的低字節(jié),在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)作數(shù)據(jù)總線，此時(shí)通過內(nèi)部強(qiáng)上拉輸出1P1.0-1.71-8I/OP1口：P1口是帶內(nèi)部上拉的雙向I/O口，向P1口寫入1時(shí)，P1口被內(nèi)部上拉為高電平，可用作輸入口。當(dāng)作為輸入腳時(shí)，被外部拉低的P1口會(huì)因?yàn)閮?nèi)部上拉而輸出電流(見DC電氣特性)。P1口第2功能：T2(P1.0)：定時(shí)/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入/時(shí)鐘輸出(見可編程輸出)T2EX(P1.1)：定時(shí)/計(jì)數(shù)器2重裝載/捕捉/方向控制P2.0-2.721-28I/OP2口：P2口是帶內(nèi)部上拉的雙向I/O口,向P2口寫入1時(shí),P2口被內(nèi)部上拉為高電平,可用作輸入口.當(dāng)作為輸入腳時(shí),被外部拉低的P2口會(huì)因?yàn)閮?nèi)部上拉而輸出電流(見DC電氣特性).在訪問外部程序存儲(chǔ)器和外部數(shù)據(jù)時(shí),分別作為地址高位字節(jié)和16位地址(MOVX@DPTR),此時(shí)通過內(nèi)部強(qiáng)上拉傳送1.當(dāng)使用8位尋址方式(MOV@Ri)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),P2口發(fā)送P2特殊功能寄存器的內(nèi)容P3.0-3.710-17I/OP3口:P3口是帶內(nèi)部上拉的雙向I/O口。向P3口寫入1時(shí)，P3口被內(nèi)部上拉為高電平，可用作輸入口。當(dāng)作為輸入腳時(shí)被外部拉低的P3口會(huì)因?yàn)閮?nèi)部上拉而輸出電流(見DC電氣特性)，P3口還具有以下特殊功能：RxD(P3.0):串行輸入口TxD(P3.1):串行輸出口INT0(P3.2):外部中斷0INT1(P3.3):外部中斷T0(P3.4):定時(shí)器0外部輸入T1(P3.5):定時(shí)器1外部輸入WR(P3.6):外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫信號(hào)RD(P3.7):外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀信號(hào)RST9I復(fù)位:當(dāng)晶振在運(yùn)行中只要復(fù)位管腳出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期高電平即可復(fù)位。內(nèi)部有擴(kuò)散電阻連接到Vss，僅需要外接一個(gè)電容到Vcc即可實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位ALE30O地址鎖存使能：在訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，輸出脈沖鎖存地址的低字節(jié)，在正常情況下，ALE輸出信號(hào)恒定為1/6振蕩頻率。并可用作外部時(shí)鐘或定時(shí)，注意每次訪問外部數(shù)據(jù)時(shí)一個(gè)ALE脈沖將被忽略。ALE可以通過置位SFR的auxlilary.0禁止，置位后ALE只能在執(zhí)行MOVX指令時(shí)被激活PSEN29O程序存儲(chǔ)使能:當(dāng)執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器代碼時(shí),PSEN每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次.在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)PSEN無效,訪問內(nèi)部程序存儲(chǔ)器時(shí)PSEN無效EA/Vpp31I外部尋址使能/編程電壓:在訪問整個(gè)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)EA必須外部置低,如果EA為高時(shí)將執(zhí)行內(nèi)部程序,除非程序計(jì)數(shù)器包含大于片內(nèi)FLASH的地址.該引腳在對(duì)FLASH編程時(shí)5V/12V編程電壓(Vpp)如果保密位1已編程EA在復(fù)位時(shí)由內(nèi)部鎖存XTAL119I晶體1:反相振蕩放大器輸入和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路輸入XTAL218O晶體2:反相振蕩放大器輸出第四節(jié)本章小結(jié)本章第一節(jié)主要介紹了單片機(jī)的發(fā)展歷史及未來趨勢(shì)，讓我們對(duì)單片機(jī)有了一個(gè)初步的了解。第二節(jié)介紹了市面上有哪幾種單片機(jī)，并對(duì)起進(jìn)行選擇，第三節(jié)比較詳細(xì)地描述了STC89C52單片機(jī)的結(jié)構(gòu)特性及引腳功能，為電路的設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體框圖本設(shè)計(jì)總體框圖如圖4.1所示：圖4.1系統(tǒng)框圖系統(tǒng)總體款圖主要包括以下幾個(gè)部分：?jiǎn)纹瑱C(jī)部分：本設(shè)計(jì)選用STC89C52單片機(jī)作為控制核心。DA轉(zhuǎn)換部分：本設(shè)計(jì)采用1塊DAC0832芯片基準(zhǔn)電壓部分：D/A的5V基準(zhǔn)電壓有現(xiàn)成的電源。顯示部分：本設(shè)計(jì)采用LCD1602來顯示波形的類型、占空比的大小、頻率的大小。鍵盤部分：本設(shè)計(jì)采用5個(gè)獨(dú)立按鍵來控制波形類型的選擇、占空比大小的改變及頻率大小的改變。單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)單片機(jī)的最小系統(tǒng)如圖4.2圖4.2單片機(jī)的最小系統(tǒng)最小工作系統(tǒng)包括如下幾部分：電源：?jiǎn)纹瑱C(jī)使用的是5V電源，其中正極接40引腳（Vcc），負(fù)極接20引腳（GND）。振蕩電路：?jiǎn)纹瑱C(jī)是一種時(shí)序電路，必須提供脈沖信號(hào)才能正常工作，在單片機(jī)內(nèi)部已經(jīng)集成了振蕩器；使用晶體振蕩器，接18（XTAL2）、19（XTAL1）腳。只要買來晶振、電容，按圖接上即可。復(fù)位引腳：按圖中畫法連好9腳（RST），單片機(jī)即可上電初始化。復(fù)位電路的工作原理是：通電時(shí)，電容兩端相當(dāng)于是短路，于是RST引腳上為高電平，然后電源通過電阻對(duì)電容充電，RST端電壓慢慢下降，降到一定程度，即為低電平，時(shí)間不少于5ms。復(fù)位后單片機(jī)才開始正常工作。EA引腳：31引腳一般接到正電源端。第三節(jié)8位DA轉(zhuǎn)換器DAC0832DAC0832的引腳圖及內(nèi)部結(jié)構(gòu)本設(shè)計(jì)采用DAC0832轉(zhuǎn)換芯片。DAC0832是雙列直插式8位D/A轉(zhuǎn)換器。能完成數(shù)字量輸入到模擬量(電流)輸出的轉(zhuǎn)換。圖4.3和圖4.4分別為DAC0832的引腳圖和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。其主要參數(shù)如下：分辨率為8位，轉(zhuǎn)換時(shí)間為1μs，滿量程誤差為±1LSB，參考電壓為(+10～-10)V，供電電源為(+5～+15)V，邏輯電平輸入與TTL兼容。從圖4.3中可見，在DAC0832中有兩級(jí)鎖存器，第一級(jí)鎖存器稱為輸入寄存器，它的允許鎖存信號(hào)為ILE，第二級(jí)鎖存器稱為DAC寄存器，它的鎖存信號(hào)也稱為通道控制信號(hào)/XFER[17]。圖4.3中，當(dāng)ILE為高電平，片選信號(hào)/CS和寫信號(hào)/WR1為低電平時(shí)，輸入寄存器控制信號(hào)為1，這種情況下，輸入寄存器的輸出隨輸入而變化。此后，當(dāng)/WR1由低電平變高時(shí)，控制信號(hào)成為低電平，此時(shí)，數(shù)據(jù)被鎖存到輸入寄存器中，這樣輸入寄存器的輸出端不再隨外部數(shù)據(jù)DB的變化而變化[18]。對(duì)第二級(jí)鎖存來說，傳送控制信號(hào)/XFER和寫信號(hào)/WR2同時(shí)為低電平時(shí)，二級(jí)鎖存控制信號(hào)為高電平，8位的DAC寄存器的輸出隨輸入而變化，此后，當(dāng)/WR2由低電平變高時(shí)，控制信號(hào)變?yōu)榈碗娖?，于是將輸入寄存器的信息鎖存到DAC寄存器中。D/A0832的引腳圖如圖4.3所示圖4.3DAC0832的引腳圖圖4.3中其余各引腳的功能定義如下：1、DI7～DI0：8位的數(shù)據(jù)輸入端，DI7為最高位。2、IOUT1：模擬電流輸出端1，當(dāng)DAC寄存器中數(shù)據(jù)全為1時(shí)，輸出電流最大，當(dāng)DAC寄存器中數(shù)據(jù)全為0時(shí)，輸出電流為0。3、IOUT2：模擬電流輸出端2，IOUT2與IOUT1的和為一個(gè)常數(shù)，即IOUT1＋I(xiàn)OUT2＝常數(shù)。4、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，這樣相當(dāng)于將一個(gè)反饋電阻接在運(yùn)算放大器的輸出端和輸入端之間。5、VREF：參考電壓輸入端，此端可接一個(gè)正電壓，也可接一個(gè)負(fù)電壓，它決定0至255的數(shù)字量轉(zhuǎn)化出來的模擬量電壓值的幅度，VREF范圍為(+10～-10)V。VREF端與D/A內(nèi)部T形電阻網(wǎng)絡(luò)相連。6、Vcc：芯片供電電壓，范圍為(+5~15)V。7、AGND：模擬量地，即模擬電路接地端。8、DGND：數(shù)字量地DAC0832內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖4.4所示圖4.4DAC0832內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖DAC0832的工作方式DAC0832可處于三種不同的工作方式：（1）直通方式：當(dāng)ILE接高電平，CS、WR1、WR2和XFER都接數(shù)字地時(shí)，DAC處于直通方式，8位數(shù)字量一旦到達(dá)DI7～DI0輸入端，就立即加到8位D/A轉(zhuǎn)換器，被轉(zhuǎn)換成模擬量。例如在構(gòu)成波形發(fā)生器的場(chǎng)合，就要用到這種方式，即把要產(chǎn)生基本波形的數(shù)據(jù)存在ROM中，連續(xù)取出送到DAC去轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。（2）單緩沖方式：只要把兩個(gè)寄存器中的任何一個(gè)接成直通方式，而用另一個(gè)鎖存器數(shù)據(jù)，DAC就可處于單緩沖工作方式。一般的做法是將WR2和XFER都接地，使DAC寄存器處于直通方式，另外把ILE接高電平，CS接端口地址譯碼信號(hào)，WR1接CPU的WR信號(hào)，這樣就可以通過一條MOVX指令，選中該端口，使CS和WR1有效，啟動(dòng)D/A轉(zhuǎn)換。（3）雙緩沖方式：主要在以下兩種情況下需要用雙緩沖方式的D/A轉(zhuǎn)換。需在程序的控制下，先把轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)輸入輸入緩存器，然后在某個(gè)時(shí)刻再啟動(dòng)D/A轉(zhuǎn)換。這樣，可先選中CS端口，把數(shù)據(jù)寫入輸入寄存器；再選中XFER端口，把輸入寄存器內(nèi)容寫入DAC寄存器，實(shí)現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換。在需要同步進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換的多路DAC系統(tǒng)中，采用雙緩沖方式，可以在不同的時(shí)刻把要轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)打入各DAC的輸入寄存器，然后由一個(gè)轉(zhuǎn)換命令同時(shí)啟動(dòng)多個(gè)DAC轉(zhuǎn)換。先用3條輸出指令選擇3個(gè)端口，分別將數(shù)據(jù)寫入各DAC的輸入寄存器，當(dāng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒后，再執(zhí)行一次寫操作，使XFER變低同時(shí)選通3個(gè)D/A的DAC寄存器，實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)換[19]。DAC0832與放大電路的電路圖如圖4.5所示圖4.5DAC0832與放大電路的電路圖第四節(jié)系統(tǒng)顯示功能設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用LCD1602來顯示波形的類型、幅值及頻率。LCD1602液晶顯示模塊，它可以顯示兩行，每行16個(gè)字符，采用單+5V電源供電，外圍電路配置簡(jiǎn)單。LCD1602管腳如圖4.6所示：圖4.6LCD1602芯片管腳圖LCD接口管腳功能表4-1引腳號(hào)符號(hào)狀態(tài)功能1Vss電源地2Vdd電源+5V3V0對(duì)比度控制端4RS輸入寄存器選擇5R/W輸入讀、寫操作6E輸入使能信號(hào)7DB0三態(tài)數(shù)據(jù)總線（LSB）8DB三態(tài)數(shù)據(jù)總線9DB三態(tài)數(shù)據(jù)總線10DB三態(tài)數(shù)據(jù)總線11DB三態(tài)數(shù)據(jù)總線12DB三態(tài)數(shù)據(jù)總線13DB三態(tài)數(shù)據(jù)總線14DB三態(tài)數(shù)據(jù)總線（MSB）15LEDA輸入背光+5V16LEDK輸入背地光LCD1602主要管腳介紹：V0：液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生‘鬼影’，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。RS：寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器；低電平時(shí)選擇指令寄存器。R/W：讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址；當(dāng)RS為高電平R/W為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。E：使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行指令。LCD1602控制指令：LCD1602有11個(gè)控制指令，如下表4-2所示：指令功能清屏清DDRAM和AC值歸位AC=0，光標(biāo)、畫面回HOME位輸入方式設(shè)置設(shè)置光標(biāo)、畫面移動(dòng)方式顯示開關(guān)控制設(shè)置顯示、光標(biāo)及閃爍開、關(guān)光標(biāo)、畫面位移光標(biāo)、畫面移動(dòng)，不影響DDRAM功能設(shè)置工作方式設(shè)置（）CGRAM地址設(shè)置設(shè)置CGRAM地址。A5~A0=0~3FHDDRAM地址設(shè)置DDRAM地址設(shè)置讀BF及AC值讀忙標(biāo)志BF值呵地址計(jì)時(shí)器AC值寫數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)寫入DDRAM或CGRAM內(nèi)讀數(shù)據(jù)從DDRRAM或CGRAM清屏RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00000000001顯示開關(guān)控制RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00000001DCB功能：設(shè)置顯示、光標(biāo)及閃爍開、關(guān)；其中：D表示顯示開關(guān)：D=1為開，D=0為關(guān)；C表示光標(biāo)開關(guān)：C=1為開，C=0為關(guān)；B表示閃爍開關(guān)：B=1為開，B=0為關(guān)。光標(biāo)、畫面位移RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0000001S/CR/L**功能：光標(biāo)、畫面移動(dòng)，不影響DDRAM其中：S/C=1:畫面平移一個(gè)字符位；S/C=0：光標(biāo)平移一個(gè)字符位；R/L=1：右移；R/L=0：左移。功能設(shè)置RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB000001DLNF**功能：工作方式設(shè)置（初始化指令）其中：DL=1,8位數(shù)據(jù)接口；DL=0，四位數(shù)據(jù)接口；N=1，兩行顯示；N=0，一行顯示；F=1，510點(diǎn)陣字符；F=0，57點(diǎn)陣字符。讀寫控制時(shí)序讀寫控制時(shí)序如下表所示：RSR/WE功能00下降沿寫指令代碼01高電平讀忙標(biāo)志和AC碼10下降沿寫數(shù)據(jù)11高電平讀數(shù)據(jù)LCD1602與單片機(jī)連接圖如圖4.7下：圖4.7LCD與單片機(jī)的連接第五節(jié)系統(tǒng)按鍵功能設(shè)計(jì)此次聲信號(hào)發(fā)生器采用5個(gè)按鍵與LCD1602配合使用來調(diào)節(jié)輸出信號(hào)的各個(gè)參數(shù)。5個(gè)按鍵分別賦予的意義為：“升高”鍵、“占空比降低”鍵、“頻率升高”鍵、“頻率降低”鍵，“切換波形”鍵。LCD1602上顯示的內(nèi)容如圖4.8所示。圖4.8LCD1602顯示內(nèi)容示意圖G：M——“+”鍵和“—”鍵調(diào)節(jié)輸出波形類型，改變的是mode的值（方波為0，三角波為1，正弦波為2）。G:F——“+”鍵和“—”鍵調(diào)節(jié)輸出信號(hào)頻率，改變的是定時(shí)器的值。G：A——“+”鍵和“—”鍵調(diào)節(jié)輸出信號(hào)幅值，改變的是A的值（0.0~5.0V，步進(jìn)為0.1V）說明：按動(dòng)“功能鍵”會(huì)使G的值在0、1、2之間循環(huán)切換。圖4.9為第六節(jié)本章小結(jié)本章是本文的核心內(nèi)容，其詳細(xì)地介紹了該系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的具體方案，在硬件方面作了比較系統(tǒng)的闡述。包括單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、按鍵的設(shè)計(jì)、液晶顯示模塊的設(shè)計(jì)、D/A轉(zhuǎn)換模塊的設(shè)計(jì)等。

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)，初始化時(shí)輸出的是方波，顯示方波的幅值和頻率。通過按鍵可以選擇調(diào)節(jié)頻率還是調(diào)節(jié)幅值以及選擇輸出正弦波和三角波。流程圖如圖5.1所示：流程圖用Word工具畫，不要看見格子。另外，流程圖內(nèi)容要有開始，也要有結(jié)束，中間需要的話要有反饋（Y/N分別怎樣）。流程圖用Word工具畫，不要看見格子。另外，流程圖內(nèi)容要有開始，也要有結(jié)束，中間需要的話要有反饋（Y/N分別怎樣）。圖5.1主程序流程圖子系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)外部中斷0本設(shè)計(jì)采用外部中斷0控制波形類型的選擇以及幅值頻率的增加，當(dāng)程序檢測(cè)到外部中斷0時(shí)，執(zhí)行相應(yīng)的操作。其程序流程圖如圖5.2所示：圖5.2外部中斷0程序流程外部中斷1本設(shè)計(jì)采用外部中斷1控制波形類型的選擇以及幅值頻率的減小，當(dāng)程序檢測(cè)到外部中斷1時(shí)，執(zhí)行相應(yīng)的操作。其程序流程圖如圖5.3所示：圖5.3外部中斷0程序流程定時(shí)器0本設(shè)計(jì)采用定時(shí)器0來控制波形頻率的改變，通過裝初值來改變定時(shí)從而改變頻率。其流程圖如圖5.4所示：圖5.4定時(shí)器0程序流程本章小結(jié)本章詳細(xì)地介紹了該系統(tǒng)的軟件上的設(shè)計(jì)，對(duì)第一節(jié)是軟件上總體的設(shè)計(jì)，第二節(jié)在外部中斷和內(nèi)部中斷以及定時(shí)器的設(shè)計(jì)上做了詳細(xì)的介紹。并畫出了詳細(xì)的流程圖，使人看的更加清晰明白。

系統(tǒng)功能測(cè)試系統(tǒng)軟件上的調(diào)試仿真為了證明電路圖沒有錯(cuò)誤，我們使用porteus軟件對(duì)我們?cè)O(shè)計(jì)的電路圖進(jìn)行仿真，仿真時(shí)的電路圖如圖6.1所示圖6.1仿真電路圖仿真中我們接一個(gè)示波器對(duì)波形進(jìn)行觀察和調(diào)試，產(chǎn)生4種波形，分別是正弦波、方波、鋸齒波、三角波，這里取正弦波和方波的波形，其波形如圖6.2及6.3所示：圖6.2仿真產(chǎn)生的正弦波圖6.3仿真產(chǎn)生的方波如圖6.2和6.3所示，我們得到了所要的波形，說明本次設(shè)計(jì)的電路沒有錯(cuò)。在進(jìn)行仿真的時(shí)候，產(chǎn)生的波形可能會(huì)受到干擾，產(chǎn)生干擾的因素有以下幾個(gè)方面：1、數(shù)據(jù)采集誤差加大。2、控制狀態(tài)失靈。3、數(shù)據(jù)受干擾發(fā)生變化。4、程序運(yùn)行失常。為保證系統(tǒng)可靠工作，必須創(chuàng)造一個(gè)良好的外部環(huán)境采取屏蔽措施、遠(yuǎn)離產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)干擾的設(shè)備；加強(qiáng)通風(fēng)以降低環(huán)境溫度；安裝緊固以防振動(dòng)等。系統(tǒng)硬件的調(diào)試調(diào)試的過程和出現(xiàn)的問題分析系統(tǒng)的抗干擾是系統(tǒng)可靠性的重要方面這段是什么內(nèi)容？？。一個(gè)系統(tǒng)的正確與否，不僅取決于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和方法，同時(shí)還取決于系統(tǒng)的抗干擾措施，不然勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)原理正確而系統(tǒng)穩(wěn)定性差，甚至不能實(shí)施，使得耗費(fèi)了大量錢財(cái)和時(shí)間研制出來的控制系統(tǒng)成為一種擺設(shè)，電腦變成了“煩惱”。正因如此，抗干擾技術(shù)的研究越來越引起大家的高度重視。這段是什么內(nèi)容？？1.系統(tǒng)受到干擾的主要原因和現(xiàn)象

由于單片機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)的工作環(huán)境往往是比較惡劣和復(fù)雜的，其應(yīng)用的可靠性、安全性就成為一個(gè)非常突出的問題。單片機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用必須長(zhǎng)期穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，否則將導(dǎo)致控制誤差加大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使系統(tǒng)失靈，甚至造成巨大的損失。

影響單片機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用的可靠、安全運(yùn)行的主要因素是來自系統(tǒng)內(nèi)部和外部的各種電氣干擾，以及系統(tǒng)結(jié)果設(shè)計(jì)、元器件選擇、安裝、制造工藝和外部環(huán)境條件等。這些因素對(duì)控制系統(tǒng)造成的干擾后果主要表現(xiàn)在下述幾個(gè)方面。

（1）數(shù)據(jù)采集誤差加大。干擾侵入單片機(jī)控制系統(tǒng)測(cè)量單元模擬信號(hào)的輸入通道，疊加在有用信號(hào)之上，會(huì)使數(shù)據(jù)采集誤差加大，特別是當(dāng)傳感器輸出弱信號(hào)時(shí)干擾更加嚴(yán)重。

（2）控制狀態(tài)失靈。微機(jī)輸出的控制信號(hào)常依賴某些條件的狀態(tài)輸入信號(hào)和這些信號(hào)的邏邏輯處理結(jié)果。若這些輸入的狀態(tài)信號(hào)受到干擾，引入虛假狀態(tài)信號(hào)，將導(dǎo)致輸出控制誤差加大，甚至控制失常。

（3）數(shù)據(jù)受干擾發(fā)生變化。單片機(jī)控制系統(tǒng)中，由于RAM存儲(chǔ)器是可以讀/寫的，故在干擾的侵害下，RAM中的數(shù)據(jù)有可能被竄改。在單片微機(jī)系統(tǒng)中，程序及表格、常數(shù)存于程序存儲(chǔ)器中，避免了這些數(shù)據(jù)受到干擾破壞，但對(duì)于內(nèi)RAM、外擴(kuò)RAM中的數(shù)據(jù)都有可能受到外界干擾而變化。根據(jù)干擾竄入的途徑、受干擾數(shù)據(jù)的性質(zhì)不同，系統(tǒng)受損壞的情況也不同．有的造成數(shù)據(jù)誤差．有的使控制失靈，有的改變程序狀態(tài)，有的改變某些部件（如定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，串行口等）的工作狀態(tài)等。

（4）程序運(yùn)行失常。單片機(jī)控制系統(tǒng)中程序計(jì)數(shù)器的正常工作，是系統(tǒng)維持程序正常運(yùn)行的關(guān)鍵所在。如果外界干擾導(dǎo)致計(jì)數(shù)器