基于单片机的智能信号发生器设计
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，如下所示： 口管脚 备选功能
P3.0 RXD（串行输入通道） P3.1 TXD（串行输出通道） P3.2 /INT0（外中断0） P3.3 /INT1（外中断1） P3.4 T0（定时器0外部输入） P3.5 T1（定时器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）[5]
（3）STC89C51的晶振及其连接方法 CPU工作时都必须有一个时钟脉冲。有两种方式可以向89C51提供时钟脉冲：一是外部时钟方式，即使用外部电路向89C51提供时钟脉冲，见图3-3(a)；二是内部时钟方式，即使用晶振由89C51内部电路产生时钟脉冲。一般常用第二种方法，其电路见图3-3(b)。
89C51 XTAL2 XTAL1 89C51 XTAL2 XTAL1 悬空
C1 J C2 外部时钟信号
(a)外部时钟方式
图3-3 89C51的时钟脉冲
（b）内部时钟方式
J一般为石英晶体，其频率由系统需要和器件决定，在频率稳定度要求不高时也可以使用陶瓷滤波器。一般来说，使用石英晶体时，C1=C2=30pF。使用陶瓷滤波器时，C1=C2=47pF。
（4）STC89C51的复位 复位是单片机的初始化操作，其主要的作用是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之
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外，当由于程序运行出错或操作失误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需要按复位键以重新启动。除使PC归零外，复位操作还对其他一些专用寄存器有影响，它们的复位状态如表所示：
表3-2 复位后的内部寄存器状态
寄存器 PC ACC B PSW SP DPTR P0-P3 IP IE 复位状态 0000H 00H 00H 00H 07H 0000H 0FFH (xxx00000) (0xx00000) 寄存器 TMOD TCON TH0 TL0 TH1 TL1 SCON SBUF PCON 复位状态 00H 00H 00H 00H 00H 00H 00H (xxxxxxxx) (0xxx0000) 另外，复位操作还对单片机的个别引脚有影响，例如会把ALE和/PSEN变成无效状态，即使ALE=0，/PSEN=1。RST变成低电平后，退出复位状态，CPU从初始状态开始工作。[6]
89C51复位操作有3种方式：上电复位、上电按钮复位和系统复位。上电复位电路如图3-4所示。对于CMOS型单片机因RST引脚的内部有一个拉低电阻，故电阻R可不接。单片机在上电瞬间，RC电路充电，RST引脚端出现正脉冲，只要RST端保持两个机器周期以上的高电平，就能使单片机有效地复位。当晶体振荡频率为12MHz时，RC的典型值为C=10uF，R=8.2K欧姆。简单复位电路中，干扰信号易串入复位端，可能会引起内部某些寄存器错误复位，这时可在RST引脚上接一去耦电容。
通常因为系统运行等的需要，常常需要人工按钮复位，复位电路如图3-5所示，其中R2>>R1，只需将一个常开按钮开关并联于上电复位电路，按下开关一定时间就能使RST引脚端为高电平，从而使单片机复位。[7]
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+5V
C R RST 89S52 C +5V RST 89S52 R1 R2
图3-4 上电复位电路 图3-5 上电按钮复位电路
3.2.2 资源分配
P1口的P1.0-P1.3分别与四个按键连接，分别控制锯齿波、三角波、正弦波和方波，P1.4-P1.7与四个发光二极管相连,按键一对应发光二极管一，依次类推，发光二极管四对应按键四，实现输出一个波形对应亮一个灯。其中晶振采用12MHZ。
P0口与DAC0832的DI0-DI7数据输入端相连。
P2口用来控制DAC0832的输入寄存器选择信号/CS和数据传送信号/XFER。
3.3 各部分电路原理
3.3.1 键盘电路原理
在单片机应用系统中为了控制系统的工作状态，以及向系统输入数据，应用系统应设有按键或键盘，实现简单的人机会话。键盘是一组按键的组合，键通常是一种常开型按钮开关，平时键的两个出点处于断开状态，按下键时他们才闭合。从键盘的结构来分类，键盘可以分为独立式和矩阵式两类，每一类按其识别方法又都可以分为编码和未编码键盘两种。键盘上闭合键的识别由专门的硬件译码器实现并产生编号或键值的称为编码键盘，由软件识别的称未编码键盘。在由单片机组成的测控系统及智能化仪器中，用得较多的是未编码键盘，我这里也使用未编码键盘。未编码键盘又分为独立式键盘跟矩阵式键盘。
（1）独立式未编码键盘结构的工作原理及接口 在单片机应用系统中常常需要用简单的几个键完成数据、命令的输入，此时可采用独立式键盘的结构。其接口如图3-6所示。此接口电路的工作原理很简单，无键按下时，各输入线为高电平；有键按下时，相应的输入线为低电平，CPU查询此输入口的状态就可知是哪个键闭合。采用
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一键一线的方法，当按键的数目增加时，将增加输入口的数量，为了减少占用输入线数，可采用矩阵式结构的键盘。
+5V
图3-6 独立式未编码键盘
（2）矩阵式未编码键盘结构的工作原理 如图3-7所示是4*4的键盘接口，它是矩阵式的结构。图中键盘的行线（X0～X3）与列线（Y0～Y3）的交叉处通过一个按键来联通，行线通过电阻接+5V，当键盘上没有键闭合时所有的行线和列线都断开，则行线都呈高电平。当键盘上某一个键闭合时，则该键所对应的行线和列线被短路。例如：6号键被按下闭合时，行线X1和列线Y2被短路，此时X1的电平由Y2的电位所决定。如果把行线接到单片机的输入口，列线接到单片机的输出口，则在单片机的控制下，先使列线Y0为低电平，其余三根列线Y1、Y2、Y3都为高电平，读行线状态。如果X0、X1、X2、X3、都为高电平，则Y0这一列上没有键合。如果读出的行线状态不全为高电平，则为低电平的行线和Y0相交的键处于闭合状态。如果Y0这一列上没有键合，接着使列线Y1为低电平，其余列线为高电平，用同样方法检查Y1这一列上有无键闭合。依此类推，最后使列线Y3为低电平，其余的列线为高电平，检查Y3这一列上是否有键闭合。这种逐行逐列地检查键盘状态的过程称为对键盘的一次扫描。CPU对键盘扫描可以采取程序控制的随机方式，CPU空闲时扫描键盘；也可以采取定时控制方式，每隔一定时间，CPU对键盘扫描一次，CPU可随时响应键盘输入请求；还可以采用中断方式，当键盘上有键闭合时，向CPU请求中断，CPU响应键盘输入中断，对键盘扫描，以识别哪一个键处于闭合状态，并对键输入信息作出相应处理。CPU对键盘上闭合键的键号确定，可以根据行线和列线的状态计算求得，也可以根据行线和列线状态查表求得。[8]
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12 X3
8 X2
4 X1
0 X0
13 14 15 9 10 11 +5V 5 6 7 1 2 3 Y0 Y1 Y2 Y3
图3-7 4*4矩阵式未编码键盘结构图
根据设计的电路特点，只需要用到4个按钮来选择波形，实现的功能也比较简单，所以采用独立式未编码键盘结构。键盘原理图如图3-8所示。
ABC423K11423K21423K3142D3K41 图3-8 键盘原理图
3.3.2 LCD显示电路原理
液晶显示器以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点，在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用。在本设计采用的字符型液晶模块是一种用5x7点阵图形来显示字符的液晶显示器，根据显示的容量可以分为1行16个字、2行16个字、2行20个字等等，这里以常用的2行16个字的1602液晶模块来介绍它的编程方法。1602采用标准的16脚接口，其中：
第3脚：VEE为液晶显示器对比度调整端；
第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器； 第5脚：RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据；
第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令； 第7～14脚：D0～D7为8位双向数据线； 第15～16脚：空脚。
液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平，表示不忙，否则此指令失效。要显示字符时要先输入显示字符地址，也就是告诉模块在哪里显示字符，表2是DM-162的内部显示地址。
表2 1602的内部显示地址
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