黄冈职业技术学院（论文）
芯片接口说明：
· CS 片选使能，低电平芯片使能。
· CH0 模拟输入通道0，或作为IN+/-使用。 · CH1 模拟输入通道1，或作为IN+/-使用。 · GND 芯片参考0 电位（地）。
· DI 数据信号输入，选择通道控制。 · DO 数据信号输出，转换数据输出。 · CLK 芯片时钟输入。
· Vcc/REF 电源输入及参考电压输入（复用）。
DAC0832 为8位分辨率A/D转换芯片，其最高分辨可达256级，可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在0到5V之间。据有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。通过DI 数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择。
单片机对DAC0832 的控制原理：
正常情况下DAC0832 与单片机的接口应为4条数据线，分别是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端与DI端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的，所以电路设计时可以将DO和DI 并联在一根数据线上使用。当DAC0832未工作时其CS输入端应为高电平，此时芯片禁用，CLK 和DO/DI 的电平可任意。当要进行A/D转换时，须先将CS使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。此时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯片时钟输入端CLK 输入时钟脉冲，DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号。在第1 个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平，表示启始信号。在第2、3个脉冲下沉之前DI端应输入2 位数据用于选择通道功能 当此2 位数据为“1”、“0”时，只对CH0 进行单通道转换。当2位数据为“1”、“1”时，只对CH1进行单通道转换。当2 位数据为“0”、“0”时，将CH0作为正输入端IN+，CH1作为负输入端IN-进行输入。当2 位数据为“0”、“1”时，将CH0作为负输入端IN-，CH1 作为正输入端IN+进行输入。到第3 个脉冲的下沉之后DI端的输入电平就失去输入作用，此后DO/DI端则开始利用数据输出DO进行转换数据的读取。从第4个脉冲下沉开始由DO端输出转换数据最高位DATA7，随后每一个脉冲下沉DO端输出下一位数据。直到第11个脉冲时发出最低位数据DATA0，一个字节的数据输出完成。也正是从此位开始输出下一个相反字节的数据，即从第11个字节的下沉输出DATA0。随后输出8位数据，到第19 个脉冲时数据输出完成，也标志着一次A/D转换的结束。最后将CS置高电平禁用芯片，直接将转换后的数据进行处理就可以了。作为单通道模拟信号输入时DAC0832的输入电压是0到5V且8位分辨率时的电压精度为19.53mV。如果作为由IN+与IN-输入的输入时，可是将电压值设定在某一个较大范围之内，从而提
11
黄冈职业技术学院（论文）
高转换的宽度。但值得注意的是，在进行IN+与IN-的输入时，如果IN-的电压大于IN+的电压则转换后的数据结果始终为00H。
2.3 系统总体框图
本系统是以单片机AT89C51和8位D/A转换芯片DAC0832以及zlg7289键盘及显示共同实现正弦波，方波，三角波，锯齿波这四种常见波形的产生及显示相互切换的功能。
系统原理框图如图2-1
图2-1 系统框图
2.4 理论分析
2.4.1 电路的理论计算
由图3-6可知到U5的输出将作为DAC0832(2)的基准电压。
假设运放U6的输入为V1；DAC0832(2)的内部的电阻为R1。设U5的输入电压为
V2；DAC0832(2)的内部的电阻为R2。下面进行讨论计算： （1） U6为一个反相比例器：
URV1??out1,Uout1??28V1 R1R28R1（2） U5也为一个反相比例器：
URV2??out2,Uout2??26V2 R2R26R2这是U4的输入为(Uout1+Uout2)，记为V
12
黄冈职业技术学院（论文）
由于R25?R14，这是U4实际上为为一个反响跟随器，即：
Uout3??V?Uout1?Uout2
所以：
U28out3??(?R28RVRRR1?26V2)?V261?V2 1R2R1R22．本设计中的运放的连接的第二部分如图3-6 如图3-6中的U2输入中的Uout3为图3-7中U4的输出。 对于本运放组成的电路分析采用叠加法： 设U2的输出为Uout4。
<1>当?12电源全部接地时，有如下：
此时的运放实际为一个反相比例器：
R1?(R11?R12右)//(R16?R12左)
U?UR1?R13out3R1?R13?R14R?U??U1
14R9U?R13)1??R9(R1
RRUout314(R1?R13?14) <2>当-12V和Uout3接地时:
R2?(R16?R12右)//R13
UR2--12R2?R11?R12左U-?U2R? 13R9UR9R22??12
R13R2?R11?R12左 <3>当12V和Uout3接地时:
13
2-1）
（2-2）
（
黄冈职业技术学院（论文）
R3?(R11?R12左)//R13U-+12R3R3?R16?R12右U-?U3?R13R9R9R3R13R3?R11?R12左 （2-3）
U3?12
所以综上所述：Uout4为U1，U2，U3三者之和。
Uout4?U1+U2+U3即： Uout4????R9(R1?R13)RRR3R2Uout3?129?U3?129R14(R1?R13?R14)R13R2?R11?R12左R13R3?R11?R12左R9(R1?R13)RR3R2Uout3?129（?）R14(R1?R13?R14)R13R2?R11?R12左R3?R11?R12左
下面对Uout4的结果作一些辅助说明： 特例：当R2?R3时Uout4?U1??R9(R1?R13) Uout3R14(R1?R13?R14) （2-4）
以下进行代入数据的具体的分析：
于是对于将图3-6与图3-7及连在一起时，波形输出与调节部分的理论计算。 当单片机分别向DAC0832（1）和DAC0832（2）输入数据D1和D2时
U02=-D2?VR=-12?D2/256 （2-5）
U01=-D1?VR=-U02?D1/256
U0=-R3/R1?U01-U02?R3/R1 （2-6） 其中R1=R3=10k?，R2=20k?，代入以上各式，得
U0=U02?(D1/128-1)/2 （2-7） 或者D1=128?(U0/U02+1)
（2-8）
U02U～?02之间 22由（2-7）式可知，当D1在 0～255 之间变化时，U0可在?变化，即输出信号的峰峰值可由U02控制。
该电路由102电位器串接2个1k?电阻实现调节直流偏移，电位器触头在最
14
黄冈职业技术学院（论文）
右端和最左端时，电位器输出的电压分别为-5v和+5v，电位器的电压与U0通过一个加法器后，实现直流偏移的调节。
2.4.2 波形产生相关理论
DAC0832是8位的D/A转换器件，其工作电压是0—5V，当输入00数字量的时候，输出为0V电压；当输入80数字量的时候，输出为2.5V电压；当输入FF数字量的时候，输出为5V电压。单片机的I/O输出均为+5 V的TTL电平，因此产生的正弦波幅值为+2.5 V。将一个周期内的正弦波形等分为256份，那么第1点的角度为0°，对应的正弦值为2.5sin0°；第2点的角度为360°/256，对应的正弦值为2.5sin （360°/256 ） ??，如此计算下去，将这些模拟量正弦值都转换为单极性方式下的数字量，得到一张按照点号顺序排列的正弦波波形数据表。而每次送到74LS373的八位数字量是根据查正弦波形数据表格而得到。
其实在计算正弦波形数据的时候，并不需要算出整个0—2π区间的每一个
11值，而只需计算出0—π中的值就行，其他区间的值都可以通过对0—π中
2211的值取不同的变换。比如π—π的值可以和0—π值一一对应，而π—2π
22的值可以对0—π区间的值取反得到。计算值可以用C语言编程得到。
90N)］ （N=0,1,2??64） 幅度公式为Y=2.5［1+sin(645相应的Y值数字化后的递增量δ=≈0.0196
255Y2?Y1那么每一个点相对于起一个点的递增率为A= （Y2当前的点，Y1
δ为前一个点）
所以每一个点的数字量与递增率A成一一对应关系。
2.5 单片机软件开发系统
Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。用过汇编语言后再使用C来开发，体会更加深刻。Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。 Keil C51单片机软件开发系统的整体结构
15