2024年3月10日发(作者：昝锐思)
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第３期（总第１４８期）
２００８年６月
机械工程与自动化
ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＆ ＡＵＴ０ＭＡＴ１０Ｎ
Ｎｏ．３
Ｊｕｎ．
文章编号：１６７２—６４１３（２００８）０３—００４７—０３
基于单片机的电子束焊机数字扫描信号发生器
岑 艺，李少林
（桂林电子科技大学机电３－－程学院，广西 桂林 ５４１００４）
摘要：简述了电子束偏转扫描原理和周期性波形设计方法，介绍了基于ＡＴ８９Ｓ５１单片机的双通道数字扫描信
号发生器的设计及其实现。利用串口通信，用户可以通过ＰＣ机选择所需信号波形。
关键词：电子束焊机；单片机；信号发生器
中图分类号：ＴＧ４３９．３ 文献标识码：Ａ
０ 引言
取。集成模拟电路功能单一，一种电路产生的波形种
类少，因而存在电路结构复杂、不易调试、工作可靠
电子束焊机被广泛应用于高能物理、冶金工业、微
电子工业、机械工业和航天航空工业等各个领域，在
性差等多种缺点；而数字电路具有结构简单、功耗低、
功能多样、可产生多种波形信号、易于调试等多种优
点，能满足电子束扫描焊接多种功能的要求。
２周期性波形的设计思想
国民经济中起着非常重要的作用。在电子束焊接过程
中，需要对电子束的轨迹进行精确控制，以达到一些
特殊焊接工艺的要求，因此，要求电子束焊机具有扫
描功能。电子束需扫描的图形是多样的，如点、线、圆、
半圆、椭圆及矩形面等，这就要求电子束焊机的扫描
信号发生器能生成多种图形的扫描信号。扫描信号发
生器必须具有性能好、功能强和结构简单等特点，本
文针对上述要求提出基于单片机的数字扫描信号发生
器设计方法。
１ 电子束扫描原理
根据电子束扫描原理，必须在 、Ｙ方向的线圈上
施加不同类型或相同类型的周期性函数信号，才能获
得不同形状的电子束扫描轨迹。因此，扫描电路必须
能同时输出两路波形信号。为了实现以上目的，我们
向单片机预置相应波形的程序，通过Ｄ／Ａ转换和其它
外围电路以获取，２７、Ｙ方向上的信号。具体的原理框图
见图１。
］厂］
电子束以速度 通过给定的均匀磁场，在洛仑兹
力作用下发生偏转。电子束在磁场出口处的偏转距离
Ｙ与磁感应强度Ｂ的关系如下：
ＰＣ； ｊ串口ｌ＿ ｌ
『——～——］
键盘电路 ＝
机｝ Ｉ、 ｊ 通信『
重
厂 一
Ｙ一２ＢＩ √ ２Ｅ ＿．ｍ。 …………………（１）
式中： ——电子的电荷量；
片
机
显示电路｝ 二：
图１ 周期性波形的产生原理框图
电子的质量；
Ｅ ——电场的加速电压；
均匀磁场长度。
由式（１）可知：电子束偏转距离Ｙ与磁感应强度Ｂ
成正比，而与加速电压的平方根成反比。在加速电压
使用函数信号能够得到很好的波形，但是在单片
机ＣＰＵ时钟频率没有调到最高的情况下，得到的波
形频率只是在几毫赫兹到几十赫兹之间。为了提高波
形频率，需要免去单片机计算输出波形的计算负担，人
为地对波形输出点进行计算，并转化成Ｄ／Ａ转换器输
人数值，即波代码，然后建立函数表，通过查表来进
行输出。
我们知道，一个正弦函数的周期是３６０。，值域为
定的情况下，在电子束真空管 、Ｙ方向同时加上不
同的磁场信号，则电子束在两方向磁场作用下能产生
各种图形的电子束轨迹，如在 、Ｙ方向分别加上正
一
弦、余弦磁场信号就能产生圆或椭圆轨迹。电子束焊
机的扫描信号可采用集成模拟电路或数字电路来获
收稿日期：２００７—１２－３０；修回日期：２００８—０１—２０
作者简介：岑艺（１９８３一），女．广西宁明人．硕士研究生
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・４８・ 机械工程与自动化 ２００８年第３期
［～１，＋１］。为了保证转换精度，在一个周期７’中取
２５６个采样点，各点的横坐标分别为０、Ｔ／ＺＳ５、２ ７’／
２５５、…、ｎＴ／２５５、…、２５５Ｔ／２５５，采样点正弦函数数
值的表达式为：
片机以进行计算处理，这样，既可对所需波形信号的
频率、幅度及功能进行控制，又可把输出的波形信号
频率、幅度等参数通过显示屏显示出来。
３．３显示电路
＿），＝ｓｉｎ（筝× ｎＴ） —ｏ＇ｌ，２，…，２５５。…”
…………………………………………………
设计中采用８位、带ＬＥＤ背光、１６×２个字符的
ＧＸＭ１６０２ＮＳＩ 液晶模块。显示电路连接图见图２。
Ｕ９ 三－＿
（２）
５
４
８
由于８位数模转换电路数值输人值是００Ｈ～
ＦＦＨ，要对正弦函数的波形进行编码，需要量化式
（２）的数值，方法如下：
＝
Ｒ／Ｗ
ＲＳ
ＤＢＯ
ＤＢ１
ＬＥＤ－
ＬＥＤ＋
１６
１５ Ｉ．ｃ１，
…－
学ｓｉｎ（笋× ）＋ —ｏ＇１，２，…，
（３）
１０
９
ＤＢ２
Ｄｆｊ４
ＶＳＳ
Ｖ０ ３ 】
１１
１２
１３
ＤＢ３
ＤＢ５
ＶＤＤ １ 一ｌ一，］
２５５。 ……………………………………………
根据式（３）计算所得到的是十进制数，按四舍五人
的方法取为整数，所获得的整数再转化为十六进制数，
即可得到正弦波的波代码，见表１。
表１正弦波的波代码
采样点
０
１
１４ ＤＢ６
ＤＢ７
６
Ｅ
ＩＮＴ０
ＧＸＭ１６（）２ＮＳＬ
图２显示电路连接图
波代码
８ＯＨ
８３Ｈ
量化值
１２８
１３１
一 一 一 一 一 一Ｍ— 一 。一Ｍ一
ＦＦＨ
ＯＯＨ
ＧｘＭ１６０２ＮＳＩ 的ＤＢＯ～ＤＢ７与单片机的Ｐ１．０ｈ
Ｐ１．７口相连；Ｅ使能端与Ｐ３．２相连，Ｒ／Ｗ和ＲＳ分
别与Ｐ２．３和Ｐ２．４相连；ＶＤＤ端口接＋５Ｖ电源，并
６４ ２５５
１９２ Ｏ
且接一个去耦电容通地；Ｖｏ和ＶＳＳ端口接地，采用
最高对比度。
３．４ Ｄ／Ａ转换电路
２５５ １２８ ８ＯＨ
一
本设计中采用ＤＡＣＯ８３２电流型输出芯片，它是
由计算得出的波形函数表，通过程序存人单片机
的程序存储器，利用单片机的定时器来产生定时，每
当定时时间到时就可以由查表得到该点相应的输出数
值，通过ＤＡＣＯ８３２，数字信号可转换成相应的模拟信
号。如此周而复始地查表输出，就可以得到所要的正
弦波。由于正弦波一个周期的点数是固定的，我们改
变定时器的定时值，就可改变相邻两点的输出间隔时
间，从而改变波形的频率。
种使用较多的８位Ｄ／Ａ转换器，其转换时问为
１ ｓ，工作电压为＋５Ｖ～＋１５Ｖ，基准电压为±１ＯＶ，内
部由１个８位输人锁存器、１个８位ＤＡＣ寄存器和１
个８位Ｄ／Ａ转换器组成。
为了使扫描电路能同时输出两路波形信号，必须
同步进行Ｄ／Ａ转换输出，所以本设计采用双缓冲同步
方式。在此工作方式下，数字量的输人锁存和Ｄ／Ａ转
换输出分两步进行，即ＣＰＵ的数据总线分时地向两
路转换器输人要转换的数字量，并把该数字量锁存于
各自的输人寄存器，然后ＣＰＵ对所有的Ｄ／Ａ转换器
发出控制信号，使各Ｄ／Ａ转换器输人锁存器中的数据
送人ＤＡＣ寄存器，实现同步转换输出。Ｄ／Ａ转换电路
硬件连接图见图３。
两片ＤＡＣ０８３２的数据线都连到单片机的Ｐ０口；
所有的ＷＲ１、ＷＲ２都连接到单片机的ＷＲ端；两片
ＤＡＣ０８３２的ＣＳ分别选择Ｐ２０和Ｐ２１端，则输人寄存
器地址分别为ＦＥＦＦＨ和ＦＤＦＦＨ，这样可分别向两片
ＤＡＣ０８３２输人不同的数据；ＸＦＥＲ都连接到Ｐ２２端，
余弦波、三角波、锯齿波和梯形波等形式的波形
可以用同样的方法计算、编码、建立函数表，存在单
片机程序存储器中。
３扫描电路设计
３．１ 主控制器
设计中采用ＡＴＭＥ［ 公司的ＡＴ８９Ｓ５１型单片
机，它具有如下优点；①拥有完善的外部扩展总线，通
过这些总线可方便地扩展外围单元、外设接口等，本
设计需要采用它的串行总线，实现与ＰＣ机的通信；②
内部拥有４ｋＢ的ＦＩ ＡｓＨ Ｒ０Ｍ程序存储空间和１２８Ｂ
ＲＡＭ数据存储空间，由于该芯片可反复擦写１ ０００次，
故可以重复使用，如需更改程序内容，可直接在线编
写程序，不必把芯片从工作环境中剥离。
３．２键盘电路
使两片ＤＡＣ０８３２的ＤＡＣ寄存器具有相同的地址
为节省单片机的ｉ／ｏ口，简化硬件电路，采用４×
４矩阵式键盘。键盘共设有数字键、单位键及功能键等
１６个键。设计中，数据和控制信号通过键盘输送给单
ＦＢＦＦＨ，以便在ＣＰＵ控制下实现两路信号同步进行
Ｄ／Ａ转换和输出。ＤＡＣ０８３２外接电压运算放大器，使
电流型输出转换为电压型输出，输出电压为～５Ｖ～
０Ｖ。
３．５ 滤波放大电路
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２００８年第３期 岑艺，等：基于单片机的电子柬焊机数字扫描信号发生器 ・４９・
转换后的模拟信号是单极性电压信号，需要滤波放 大方可驱动电子枪的偏转线圈，滤波放大电路见图４。
ＰｌＯ Ｐｏｏ ３９／ ＼７ ＤＩＯ Ｖ（ 俐
３＿一 Ｐｌｌ ＰＯ１ 暨３， ＼§ ＤＩ１ ＩＬＥ
—
４ Ｐ１２ ＰＯ２ 要， ＤＩ２ ＶＲＥＦ
５ Ｐ１３ ＰＯ３ ３６／ ＼４ ＤＩ３ Ｒｔｂ
９
Ｐ１４ Ｐ０４ ３５／ ＼１６ Ｌｇ３５６ Ｉ
—
Ｌ Ｐ１５６ Ｐ０Ｏ５６ 丝／ ３
３２／
３／ 、压 Ｄ ＼１
＼１３
４ Ｄ
ＤＩ６
Ｉ４５
Ｉｏｕｔ１
１
１２
１■ １ 厂 一 刊
— 一
Ｐ１７ Ｐ０７ ７ Ｉｏ
３ 厂— ｌ
—
ｕｔ２
一
１
１２： ＩＮｒ０
３ ＩＮＴ１ Ｐ＇
Ｐ＇
２
２
０
１
２１
２２
Ｊ １７： 一
１
ＸＦＥＲ
墼
＝＝＝ 声】 一生＿＿ｊ。、，～ｒＬ 一 ’
ｗＲ１
杰ｖ面—一
１５
～
Ｐ２２
２３
２４
１４ ＴＴ
Ｉ ＡＴ８９Ｓ５１ ２５ ＼７
ｏ
Ｐ２５ ２６ ＼ ６ ＤＩＯ ｖ（］Ｃ
＋５Ｖ
３１ ／ＶＰ Ｐ２６ ２７ ＼５ ＤＩ１ ＩＬ』Ｅ
—
１９ Ｐ２７ ２８ ＼４ ＤＩ２ ＶＲＥＦ ９
１８ Ｘ２
Ｘ１ ＼
＼
１６
１５
ＤＩ３
ＤＩ４
ｒｆｏ
ＬＭ３５６ Ｉ
ＲＤ １７ ＼１４ ＤＩ５ １ Ｉ ８＋１２
９
ＲＥＳＥＴ‘ＮＩ。—— ：１６ ＼１３ ＤＩ６ Ｉｏｕｔ１ １１— 一
１ ＤＩ７ Ｉｏｕｔ２ １２ ． ３
￡
且 ＲＸＤ ＡＬＥ／Ｐ ３０ １７： ＣＳ ＷＲ２
４
一
～Ｌ－－５＿一
１１
ＴＸＤ ＰＳＥＮ ２９
ＸＦＥＲ ＷＲ１
１＿１２ｖ
Ｕ３ ＤＡＣＧ８３２ Ｉ
图３ Ｄ／Ａ转换电路硬件连接图
交互界面。通过ＰＣ机，用户可以选择所需波形，设置
输出波形信号的幅度、频率值，并对波形进行显示、存
储等。
为了能使单片机与ＰＣ机之间通信，采用Ｒｓ一
２３２Ｃ串行通信标准总线接口，以二芯屏幕电缆为传输
介质。鉴于单片机的串行口输入输出为ＴＴＩ 逻辑电
平，高电平为３．８Ｖ左右，低电平为０．３Ｖ左右，而ＰＣ
机的ＲＳ－－２３２Ｃ串行口则采用＋１２Ｖ和一１２Ｖ电平方
式，采用ＲＳ一２３２Ｃ电平转换器ＭＡＸ２３２将二者之间
图４滤波放大电路
的电平转换。
由于受到ＤＡＣ０８３２分辨率的限制和内部模拟电
４结束语
子开关时间不一致的影响以及开关接通、断开时间的
本文所设计的数字扫描双通道波形信号发生器，
脉冲干扰，使得Ｄ／Ａ转换电路输出存在尖峰干扰和毛
采用软硬件结合的方法简化了硬件设备，波形参数（幅
刺现象，为了避免尖峰和毛刺被放大难以滤除，先要
度、频率）可以在一定范围内变化，通过ＶＢ实现可视
对输出波形进行滤波。图４中，接人７ｃ型滤波器消除
化人机交互，操作方便。当然，这个波形信号发生器
转换电路产生的毛刺。
还存在不足之处，如产生高频波形时频率精度下降、滤
为了使波形输出零点对齐，首先要结合去直流电
波电路比较简单，还有待于进一步提高。
路把Ｄ／Ａ转换产生的直流分量去掉，然后再把滤去直
流分量的ｚ方向电压信号 与电位器ＲＰ１上的分压
参考文献：
［１］范玉殿．电子束和离子束加工［Ｍ］．北京：机械工业出版
信号相加，即在原来波形上叠加一个直流恒定电压信
社，１９８９．
号以调节信号波形零点。调节电路中的电位器ＲＰ２，
［２３ 韦寿祺．一种新型的电子束焊机用多种扫描信号发生器
可以改变输出波形幅值，这样可得到放大后的ｚ方向
［Ｊ］．电焊机，１９９９（６）：１７—１９．
电压信号。同理，可得到Ｙ方向电压信号 的滤波放
１－３］谢自美．电子线路设计・实验・测试［Ｍ］．第２版．武汉：
大信号。
华中科技大学出版社，２０００．
放大后的输出电压信号驱动电子枪的偏转线圈，
［４］ 陶益凡．基于ＤＤＳ的信号发生器的研制［Ｄ］．南京：南京
使偏转线圈产生正交均匀磁场，以控制电子束的扫描
信息工程大学，２００６：１７－２６．
轨迹，从而实现特殊焊接工艺要求。
［５］蒋廷彪，刘电霆，高富强，等．单片机原理及应用［Ｍ］．重
３．６ 串行通信接口电路
庆：重庆大学出版社，２００３．
［６］张李勇．基于８０５１单片机的双通道波形发生器的设计与
设计中，把ＡＴ８９Ｓ５１单片机与ＰＣ机接口ＣＯＭ１
实现口］．计算机工程与应用，２００４（８）：１００—１０３．
连接以进行串行通信，并在Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ环境下，利用
（英文摘要转第５１页）
现有Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｃｏｍｍ Ｃｏｎｔｒｏｌ控件实现可视化人机
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２００８年第３期 机械工程与自动化 ・５１・
节点。在ＶＲＭＩ 的事件模型中，一个节点的ｅｖｅｎｔＯｕｔ
事件可以通过路由Ｒｏｕｔｅ被传递至另一个节点的
４应用实例
图５为虚拟装配平台实例。Ｊａｖａ Ａｐｐｌｅｔ界面由６
个按钮（打开、自动安装、自动拆卸、单步安装、单步拆
卸、关闭）和１个控制安装和拆卸速度的滑杆组成。
ｅｖｅｎｔＩｎ。ＥＡＩ在ＶＲＭＩ 事件模型的基础上，实现了３
种类型的ＥＡＩ对ＶＲＭＩ 场景的访问，见图３。
幽Ｊａｖａ（Ｓｕｎ）
口将ＪＲＥ ｌＪ ６、ｏ ０２席子＜ａｐＤｔｅｔ＞（需要耋新居动，
ｌｌｉｃｒｔ．，ｚｏｆｔ Ｖ
翻雇用Ｊａｖ８ ＪＩＴ编译嚣（需募重启动）
口启厨Ｊａｖａ记襞
翻启用Ｊａｖａ控制台（需要重启茜打）
图２ Ｊａｖａ Ａｐｐｌｅｔ和ＶＲＭＬ之间的通信设置
Ｉ 、Ｒｈ几 Ｂｒｏｕｓｅｒ≥： ｆｆ，＇Ｊ化为ｂｒｏｗｓｅｒ：ｂｒｏｗｓｅｒ＝ＢｒｏｗｓｅｒｇｅｔＢｌ－ｏｗｓｅｒ＊１
ｏｄｅ楚 戈 ：ｂｒｃ，ＷＳｅ［ｇｅｔＮｏｄｅｔ Ｉ
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ｓｅｔ＼Ｍｕｅｔ Ｊ
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ｌ 场聚ｔ｛ ｉｊ＝甜 ：ｇｅｔＥｖｅｎｔＯｕｈ
图５虚拟装配平台实例
竹 ；的
ｅｖｅｎｔ（１ｔｌｔ ｊ；什 ４‘ Ｌ为 ｊ５的 ｛：：ＥｖｅｎｔＯｕｔＳＦ＼；ｅｃ３ｉ、Ｅｖｅｎｔ｛￣ｕｔＳＦＣｏｌｏｒ，
ＥｖｅｎｔＯｕｔＭＦＮｏｄｅ
ｇｅｔ＼Ｍｕｅｌ Ｊ
５结论
基于ＶＲＭＩ 和Ｊａｖａ Ａｐｐｌｅｔ的虚拟装配技术在虚
拟装配技术领域里占有重要的地位，应用这项技术可
以实现基于网络的远程分布式虚拟装配，在制造业里
具有广阔的应用前景。在Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ公司、Ｓｕｎ公司
（设计了Ｊａｖａ）和Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｇｒａｐｈｉｃｓ公司对这项技术持
续的支持下，它的应用方法会有不断的变化，也会愈
来愈成熟。
参考文献：
图３ ＥＡＩ对ＶＲＭＬ场景的访问
３．２监听场景事件
监听场景事件的目的是当被监听的节点
ｅｖｅｎｔＯｕｔ有输出时，挂接ＥｖｅｎｔＯｕｔＯｂｓｅｒｖｅｒ子类的
ｃａｌｌｂａｃｋ（）方法能自动实行，其实现方法见图４。
［１］ Ｃｈｕｌｈｏ Ｃｈｕｎｇ，Ｑｉｎｇｊｉｎ Ｐｅｎｇ．Ｅｎａｂｌｅｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｔａｓｋｓ
ｐｌａｎｎｉｎｇ ｉｎ Ｗｅｂ—ｂａｓｅｄ ｖｉｒｔｕａｌ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ
ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ［Ｊ］．Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ ｉｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，２００７，６（４）：３—
６．
［２］汪兴谦，牛燕明，邓谆谆．ＶＲＭＬ与Ｊａｖａ编程实例讲解
［Ｍ］．北京：中国水利水电出版社，２００１．
图４监听场景事件的实现
Ａ Ｖｉｒｔｕａｌ Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｐｌａｔｆｏｒｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＶＲＭＬ ａｎｄ Ｊａｖａ Ａｐｐｌｅｔ
ＤＵ Ｐｅｉ—ｆｕ，ＬＩＵ Ｙａｎ—ｃｏｎｇ，ＺＨＵ Ｘｉａｏ—ｊｕａｎ
（Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ．Ｄｏｎｇｙｉｎｇ ２５７０６１・Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＶＲＭＬ—ＥＡＩ ｉｓ ｕｓｅｄ ａｓ ａ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｆｏｒ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ＶＲＭＬ ａｎｄ Ｊａｖａ Ａｐｐｌｅｔｓ．Ａｎｄ ｗｅｂ—ｂａｓｅｄ
ｖｉｒｔｕａｌ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｃａｎ ｂｅ ｒｅａｌｉｚｅｄ ｂｙ ｔｈｉｓ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｍｅｔｂｏｄｓ ｏｆ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ａ ｖｉｒｔｕａｌ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｓｙｓｔｅｍ ｂｙ ｔｈｉｓ
ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｗａｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｄｅｔａｉｌｅｄｌｙ，ａｎｄ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ ｗａｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｖｉｒｔｕａｌ ａｓｓｅｍｂｌｙ；ＶＲＭＬ；Ｊａｖａ Ａｐｐｌｅｔ
………ｌ…ｌ……………ｌ……ｌｌ……ｍｍｍｍｍｍ，’，ｍ，ｍｍ，ｍｍ，，ｍ，，，，，，，ｍ，ｍ，
（Ｉ－接第４９页）
Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｓｉｇｎａｌ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ Ｂａｓｅｄ ｏｎ
ＭＣＵ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ Ｗｅｌｄｅｒ
ＣＥＮ Ｙｉ。ＬＩ Ｓｈａｏ—ｌｊｎ
（Ｇｕｉｌｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕｉｌｉｎ ５４１００４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｓｅｓ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｐｅｒｉｏｄｉｃ ｗａｖｅｆｏｒｍ．Ｉｔ
ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｄｏｕｂｌｅ ｃｈａｎｎｅｌｓ ｄｉｇｉｔａｌ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｓｉｇｎａｌ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｎｄ ｈａｒｄｗａｒｅ ｂａｓｅｄ
ｏｎ ＡＴ８９Ｓ５１ ｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｅｒｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｕｓｅｒｓ ｃａｎ ｃｂｏｏｓｅ ｔｈｅ ｗａｖｅｆｏｒｍ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ＰＣ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ；ＭＣＵ；ｓｉｇｎａｌ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ
2024年3月10日发(作者：昝锐思)
维普资讯
第３期（总第１４８期）
２００８年６月
机械工程与自动化
ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＆ ＡＵＴ０ＭＡＴ１０Ｎ
Ｎｏ．３
Ｊｕｎ．
文章编号：１６７２—６４１３（２００８）０３—００４７—０３
基于单片机的电子束焊机数字扫描信号发生器
岑 艺，李少林
（桂林电子科技大学机电３－－程学院，广西 桂林 ５４１００４）
摘要：简述了电子束偏转扫描原理和周期性波形设计方法，介绍了基于ＡＴ８９Ｓ５１单片机的双通道数字扫描信
号发生器的设计及其实现。利用串口通信，用户可以通过ＰＣ机选择所需信号波形。
关键词：电子束焊机；单片机；信号发生器
中图分类号：ＴＧ４３９．３ 文献标识码：Ａ
０ 引言
取。集成模拟电路功能单一，一种电路产生的波形种
类少，因而存在电路结构复杂、不易调试、工作可靠
电子束焊机被广泛应用于高能物理、冶金工业、微
电子工业、机械工业和航天航空工业等各个领域，在
性差等多种缺点；而数字电路具有结构简单、功耗低、
功能多样、可产生多种波形信号、易于调试等多种优
点，能满足电子束扫描焊接多种功能的要求。
２周期性波形的设计思想
国民经济中起着非常重要的作用。在电子束焊接过程
中，需要对电子束的轨迹进行精确控制，以达到一些
特殊焊接工艺的要求，因此，要求电子束焊机具有扫
描功能。电子束需扫描的图形是多样的，如点、线、圆、
半圆、椭圆及矩形面等，这就要求电子束焊机的扫描
信号发生器能生成多种图形的扫描信号。扫描信号发
生器必须具有性能好、功能强和结构简单等特点，本
文针对上述要求提出基于单片机的数字扫描信号发生
器设计方法。
１ 电子束扫描原理
根据电子束扫描原理，必须在 、Ｙ方向的线圈上
施加不同类型或相同类型的周期性函数信号，才能获
得不同形状的电子束扫描轨迹。因此，扫描电路必须
能同时输出两路波形信号。为了实现以上目的，我们
向单片机预置相应波形的程序，通过Ｄ／Ａ转换和其它
外围电路以获取，２７、Ｙ方向上的信号。具体的原理框图
见图１。
］厂］
电子束以速度 通过给定的均匀磁场，在洛仑兹
力作用下发生偏转。电子束在磁场出口处的偏转距离
Ｙ与磁感应强度Ｂ的关系如下：
ＰＣ； ｊ串口ｌ＿ ｌ
『——～——］
键盘电路 ＝
机｝ Ｉ、 ｊ 通信『
重
厂 一
Ｙ一２ＢＩ √ ２Ｅ ＿．ｍ。 …………………（１）
式中： ——电子的电荷量；
片
机
显示电路｝ 二：
图１ 周期性波形的产生原理框图
电子的质量；
Ｅ ——电场的加速电压；
均匀磁场长度。
由式（１）可知：电子束偏转距离Ｙ与磁感应强度Ｂ
成正比，而与加速电压的平方根成反比。在加速电压
使用函数信号能够得到很好的波形，但是在单片
机ＣＰＵ时钟频率没有调到最高的情况下，得到的波
形频率只是在几毫赫兹到几十赫兹之间。为了提高波
形频率，需要免去单片机计算输出波形的计算负担，人
为地对波形输出点进行计算，并转化成Ｄ／Ａ转换器输
人数值，即波代码，然后建立函数表，通过查表来进
行输出。
我们知道，一个正弦函数的周期是３６０。，值域为
定的情况下，在电子束真空管 、Ｙ方向同时加上不
同的磁场信号，则电子束在两方向磁场作用下能产生
各种图形的电子束轨迹，如在 、Ｙ方向分别加上正
一
弦、余弦磁场信号就能产生圆或椭圆轨迹。电子束焊
机的扫描信号可采用集成模拟电路或数字电路来获
收稿日期：２００７—１２－３０；修回日期：２００８—０１—２０
作者简介：岑艺（１９８３一），女．广西宁明人．硕士研究生
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・４８・ 机械工程与自动化 ２００８年第３期
［～１，＋１］。为了保证转换精度，在一个周期７’中取
２５６个采样点，各点的横坐标分别为０、Ｔ／ＺＳ５、２ ７’／
２５５、…、ｎＴ／２５５、…、２５５Ｔ／２５５，采样点正弦函数数
值的表达式为：
片机以进行计算处理，这样，既可对所需波形信号的
频率、幅度及功能进行控制，又可把输出的波形信号
频率、幅度等参数通过显示屏显示出来。
３．３显示电路
＿），＝ｓｉｎ（筝× ｎＴ） —ｏ＇ｌ，２，…，２５５。…”
…………………………………………………
设计中采用８位、带ＬＥＤ背光、１６×２个字符的
ＧＸＭ１６０２ＮＳＩ 液晶模块。显示电路连接图见图２。
Ｕ９ 三－＿
（２）
５
４
８
由于８位数模转换电路数值输人值是００Ｈ～
ＦＦＨ，要对正弦函数的波形进行编码，需要量化式
（２）的数值，方法如下：
＝
Ｒ／Ｗ
ＲＳ
ＤＢＯ
ＤＢ１
ＬＥＤ－
ＬＥＤ＋
１６
１５ Ｉ．ｃ１，
…－
学ｓｉｎ（笋× ）＋ —ｏ＇１，２，…，
（３）
１０
９
ＤＢ２
Ｄｆｊ４
ＶＳＳ
Ｖ０ ３ 】
１１
１２
１３
ＤＢ３
ＤＢ５
ＶＤＤ １ 一ｌ一，］
２５５。 ……………………………………………
根据式（３）计算所得到的是十进制数，按四舍五人
的方法取为整数，所获得的整数再转化为十六进制数，
即可得到正弦波的波代码，见表１。
表１正弦波的波代码
采样点
０
１
１４ ＤＢ６
ＤＢ７
６
Ｅ
ＩＮＴ０
ＧＸＭ１６（）２ＮＳＬ
图２显示电路连接图
波代码
８ＯＨ
８３Ｈ
量化值
１２８
１３１
一 一 一 一 一 一Ｍ— 一 。一Ｍ一
ＦＦＨ
ＯＯＨ
ＧｘＭ１６０２ＮＳＩ 的ＤＢＯ～ＤＢ７与单片机的Ｐ１．０ｈ
Ｐ１．７口相连；Ｅ使能端与Ｐ３．２相连，Ｒ／Ｗ和ＲＳ分
别与Ｐ２．３和Ｐ２．４相连；ＶＤＤ端口接＋５Ｖ电源，并
６４ ２５５
１９２ Ｏ
且接一个去耦电容通地；Ｖｏ和ＶＳＳ端口接地，采用
最高对比度。
３．４ Ｄ／Ａ转换电路
２５５ １２８ ８ＯＨ
一
本设计中采用ＤＡＣＯ８３２电流型输出芯片，它是
由计算得出的波形函数表，通过程序存人单片机
的程序存储器，利用单片机的定时器来产生定时，每
当定时时间到时就可以由查表得到该点相应的输出数
值，通过ＤＡＣＯ８３２，数字信号可转换成相应的模拟信
号。如此周而复始地查表输出，就可以得到所要的正
弦波。由于正弦波一个周期的点数是固定的，我们改
变定时器的定时值，就可改变相邻两点的输出间隔时
间，从而改变波形的频率。
种使用较多的８位Ｄ／Ａ转换器，其转换时问为
１ ｓ，工作电压为＋５Ｖ～＋１５Ｖ，基准电压为±１ＯＶ，内
部由１个８位输人锁存器、１个８位ＤＡＣ寄存器和１
个８位Ｄ／Ａ转换器组成。
为了使扫描电路能同时输出两路波形信号，必须
同步进行Ｄ／Ａ转换输出，所以本设计采用双缓冲同步
方式。在此工作方式下，数字量的输人锁存和Ｄ／Ａ转
换输出分两步进行，即ＣＰＵ的数据总线分时地向两
路转换器输人要转换的数字量，并把该数字量锁存于
各自的输人寄存器，然后ＣＰＵ对所有的Ｄ／Ａ转换器
发出控制信号，使各Ｄ／Ａ转换器输人锁存器中的数据
送人ＤＡＣ寄存器，实现同步转换输出。Ｄ／Ａ转换电路
硬件连接图见图３。
两片ＤＡＣ０８３２的数据线都连到单片机的Ｐ０口；
所有的ＷＲ１、ＷＲ２都连接到单片机的ＷＲ端；两片
ＤＡＣ０８３２的ＣＳ分别选择Ｐ２０和Ｐ２１端，则输人寄存
器地址分别为ＦＥＦＦＨ和ＦＤＦＦＨ，这样可分别向两片
ＤＡＣ０８３２输人不同的数据；ＸＦＥＲ都连接到Ｐ２２端，
余弦波、三角波、锯齿波和梯形波等形式的波形
可以用同样的方法计算、编码、建立函数表，存在单
片机程序存储器中。
３扫描电路设计
３．１ 主控制器
设计中采用ＡＴＭＥ［ 公司的ＡＴ８９Ｓ５１型单片
机，它具有如下优点；①拥有完善的外部扩展总线，通
过这些总线可方便地扩展外围单元、外设接口等，本
设计需要采用它的串行总线，实现与ＰＣ机的通信；②
内部拥有４ｋＢ的ＦＩ ＡｓＨ Ｒ０Ｍ程序存储空间和１２８Ｂ
ＲＡＭ数据存储空间，由于该芯片可反复擦写１ ０００次，
故可以重复使用，如需更改程序内容，可直接在线编
写程序，不必把芯片从工作环境中剥离。
３．２键盘电路
使两片ＤＡＣ０８３２的ＤＡＣ寄存器具有相同的地址
为节省单片机的ｉ／ｏ口，简化硬件电路，采用４×
４矩阵式键盘。键盘共设有数字键、单位键及功能键等
１６个键。设计中，数据和控制信号通过键盘输送给单
ＦＢＦＦＨ，以便在ＣＰＵ控制下实现两路信号同步进行
Ｄ／Ａ转换和输出。ＤＡＣ０８３２外接电压运算放大器，使
电流型输出转换为电压型输出，输出电压为～５Ｖ～
０Ｖ。
３．５ 滤波放大电路
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２００８年第３期 岑艺，等：基于单片机的电子柬焊机数字扫描信号发生器 ・４９・
转换后的模拟信号是单极性电压信号，需要滤波放 大方可驱动电子枪的偏转线圈，滤波放大电路见图４。
ＰｌＯ Ｐｏｏ ３９／ ＼７ ＤＩＯ Ｖ（ 俐
３＿一 Ｐｌｌ ＰＯ１ 暨３， ＼§ ＤＩ１ ＩＬＥ
—
４ Ｐ１２ ＰＯ２ 要， ＤＩ２ ＶＲＥＦ
５ Ｐ１３ ＰＯ３ ３６／ ＼４ ＤＩ３ Ｒｔｂ
９
Ｐ１４ Ｐ０４ ３５／ ＼１６ Ｌｇ３５６ Ｉ
—
Ｌ Ｐ１５６ Ｐ０Ｏ５６ 丝／ ３
３２／
３／ 、压 Ｄ ＼１
＼１３
４ Ｄ
ＤＩ６
Ｉ４５
Ｉｏｕｔ１
１
１２
１■ １ 厂 一 刊
— 一
Ｐ１７ Ｐ０７ ７ Ｉｏ
３ 厂— ｌ
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ｕｔ２
一
１
１２： ＩＮｒ０
３ ＩＮＴ１ Ｐ＇
Ｐ＇
２
２
０
１
２１
２２
Ｊ １７： 一
１
ＸＦＥＲ
墼
＝＝＝ 声】 一生＿＿ｊ。、，～ｒＬ 一 ’
ｗＲ１
杰ｖ面—一
１５
～
Ｐ２２
２３
２４
１４ ＴＴ
Ｉ ＡＴ８９Ｓ５１ ２５ ＼７
ｏ
Ｐ２５ ２６ ＼ ６ ＤＩＯ ｖ（］Ｃ
＋５Ｖ
３１ ／ＶＰ Ｐ２６ ２７ ＼５ ＤＩ１ ＩＬ』Ｅ
—
１９ Ｐ２７ ２８ ＼４ ＤＩ２ ＶＲＥＦ ９
１８ Ｘ２
Ｘ１ ＼
＼
１６
１５
ＤＩ３
ＤＩ４
ｒｆｏ
ＬＭ３５６ Ｉ
ＲＤ １７ ＼１４ ＤＩ５ １ Ｉ ８＋１２
９
ＲＥＳＥＴ‘ＮＩ。—— ：１６ ＼１３ ＤＩ６ Ｉｏｕｔ１ １１— 一
１ ＤＩ７ Ｉｏｕｔ２ １２ ． ３
￡
且 ＲＸＤ ＡＬＥ／Ｐ ３０ １７： ＣＳ ＷＲ２
４
一
～Ｌ－－５＿一
１１
ＴＸＤ ＰＳＥＮ ２９
ＸＦＥＲ ＷＲ１
１＿１２ｖ
Ｕ３ ＤＡＣＧ８３２ Ｉ
图３ Ｄ／Ａ转换电路硬件连接图
交互界面。通过ＰＣ机，用户可以选择所需波形，设置
输出波形信号的幅度、频率值，并对波形进行显示、存
储等。
为了能使单片机与ＰＣ机之间通信，采用Ｒｓ一
２３２Ｃ串行通信标准总线接口，以二芯屏幕电缆为传输
介质。鉴于单片机的串行口输入输出为ＴＴＩ 逻辑电
平，高电平为３．８Ｖ左右，低电平为０．３Ｖ左右，而ＰＣ
机的ＲＳ－－２３２Ｃ串行口则采用＋１２Ｖ和一１２Ｖ电平方
式，采用ＲＳ一２３２Ｃ电平转换器ＭＡＸ２３２将二者之间
图４滤波放大电路
的电平转换。
由于受到ＤＡＣ０８３２分辨率的限制和内部模拟电
４结束语
子开关时间不一致的影响以及开关接通、断开时间的
本文所设计的数字扫描双通道波形信号发生器，
脉冲干扰，使得Ｄ／Ａ转换电路输出存在尖峰干扰和毛
采用软硬件结合的方法简化了硬件设备，波形参数（幅
刺现象，为了避免尖峰和毛刺被放大难以滤除，先要
度、频率）可以在一定范围内变化，通过ＶＢ实现可视
对输出波形进行滤波。图４中，接人７ｃ型滤波器消除
化人机交互，操作方便。当然，这个波形信号发生器
转换电路产生的毛刺。
还存在不足之处，如产生高频波形时频率精度下降、滤
为了使波形输出零点对齐，首先要结合去直流电
波电路比较简单，还有待于进一步提高。
路把Ｄ／Ａ转换产生的直流分量去掉，然后再把滤去直
流分量的ｚ方向电压信号 与电位器ＲＰ１上的分压
参考文献：
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社，１９８９．
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［２３ 韦寿祺．一种新型的电子束焊机用多种扫描信号发生器
可以改变输出波形幅值，这样可得到放大后的ｚ方向
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电压信号。同理，可得到Ｙ方向电压信号 的滤波放
１－３］谢自美．电子线路设计・实验・测试［Ｍ］．第２版．武汉：
大信号。
华中科技大学出版社，２０００．
放大后的输出电压信号驱动电子枪的偏转线圈，
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轨迹，从而实现特殊焊接工艺要求。
［５］蒋廷彪，刘电霆，高富强，等．单片机原理及应用［Ｍ］．重
３．６ 串行通信接口电路
庆：重庆大学出版社，２００３．
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设计中，把ＡＴ８９Ｓ５１单片机与ＰＣ机接口ＣＯＭ１
实现口］．计算机工程与应用，２００４（８）：１００—１０３．
连接以进行串行通信，并在Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ环境下，利用
（英文摘要转第５１页）
现有Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｃｏｍｍ Ｃｏｎｔｒｏｌ控件实现可视化人机
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２００８年第３期 机械工程与自动化 ・５１・
节点。在ＶＲＭＩ 的事件模型中，一个节点的ｅｖｅｎｔＯｕｔ
事件可以通过路由Ｒｏｕｔｅ被传递至另一个节点的
４应用实例
图５为虚拟装配平台实例。Ｊａｖａ Ａｐｐｌｅｔ界面由６
个按钮（打开、自动安装、自动拆卸、单步安装、单步拆
卸、关闭）和１个控制安装和拆卸速度的滑杆组成。
ｅｖｅｎｔＩｎ。ＥＡＩ在ＶＲＭＩ 事件模型的基础上，实现了３
种类型的ＥＡＩ对ＶＲＭＩ 场景的访问，见图３。
幽Ｊａｖａ（Ｓｕｎ）
口将ＪＲＥ ｌＪ ６、ｏ ０２席子＜ａｐＤｔｅｔ＞（需要耋新居动，
ｌｌｉｃｒｔ．，ｚｏｆｔ Ｖ
翻雇用Ｊａｖ８ ＪＩＴ编译嚣（需募重启动）
口启厨Ｊａｖａ记襞
翻启用Ｊａｖａ控制台（需要重启茜打）
图２ Ｊａｖａ Ａｐｐｌｅｔ和ＶＲＭＬ之间的通信设置
Ｉ 、Ｒｈ几 Ｂｒｏｕｓｅｒ≥： ｆｆ，＇Ｊ化为ｂｒｏｗｓｅｒ：ｂｒｏｗｓｅｒ＝ＢｒｏｗｓｅｒｇｅｔＢｌ－ｏｗｓｅｒ＊１
ｏｄｅ楚 戈 ：ｂｒｃ，ＷＳｅ［ｇｅｔＮｏｄｅｔ Ｉ
Ｉ场 ¨ 的＊点 ｊ；Ｌ列Ｎ
氆 ｅｎｔｈａ
ｊｊ¨： 场 １－
Ｊ１０ ｎ ，
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｛々ｊＬ Ｊ，ｌ ｌｌｌ的 ７：：Ｅ、ｅｎｔｌｎＳＦ＼￣ｃ３ｆ、Ｅ、’ｅｎｔｌｎＳＦＣｏｌｏＪ、
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ｌ 场聚ｔ｛ ｉｊ＝甜 ：ｇｅｔＥｖｅｎｔＯｕｈ
图５虚拟装配平台实例
竹 ；的
ｅｖｅｎｔ（１ｔｌｔ ｊ；什 ４‘ Ｌ为 ｊ５的 ｛：：ＥｖｅｎｔＯｕｔＳＦ＼；ｅｃ３ｉ、Ｅｖｅｎｔ｛￣ｕｔＳＦＣｏｌｏｒ，
ＥｖｅｎｔＯｕｔＭＦＮｏｄｅ
ｇｅｔ＼Ｍｕｅｌ Ｊ
５结论
基于ＶＲＭＩ 和Ｊａｖａ Ａｐｐｌｅｔ的虚拟装配技术在虚
拟装配技术领域里占有重要的地位，应用这项技术可
以实现基于网络的远程分布式虚拟装配，在制造业里
具有广阔的应用前景。在Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ公司、Ｓｕｎ公司
（设计了Ｊａｖａ）和Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｇｒａｐｈｉｃｓ公司对这项技术持
续的支持下，它的应用方法会有不断的变化，也会愈
来愈成熟。
参考文献：
图３ ＥＡＩ对ＶＲＭＬ场景的访问
３．２监听场景事件
监听场景事件的目的是当被监听的节点
ｅｖｅｎｔＯｕｔ有输出时，挂接ＥｖｅｎｔＯｕｔＯｂｓｅｒｖｅｒ子类的
ｃａｌｌｂａｃｋ（）方法能自动实行，其实现方法见图４。
［１］ Ｃｈｕｌｈｏ Ｃｈｕｎｇ，Ｑｉｎｇｊｉｎ Ｐｅｎｇ．Ｅｎａｂｌｅｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｔａｓｋｓ
ｐｌａｎｎｉｎｇ ｉｎ Ｗｅｂ—ｂａｓｅｄ ｖｉｒｔｕａｌ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ
ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ［Ｊ］．Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ ｉｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，２００７，６（４）：３—
６．
［２］汪兴谦，牛燕明，邓谆谆．ＶＲＭＬ与Ｊａｖａ编程实例讲解
［Ｍ］．北京：中国水利水电出版社，２００１．
图４监听场景事件的实现
Ａ Ｖｉｒｔｕａｌ Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｐｌａｔｆｏｒｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＶＲＭＬ ａｎｄ Ｊａｖａ Ａｐｐｌｅｔ
ＤＵ Ｐｅｉ—ｆｕ，ＬＩＵ Ｙａｎ—ｃｏｎｇ，ＺＨＵ Ｘｉａｏ—ｊｕａｎ
（Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ．Ｄｏｎｇｙｉｎｇ ２５７０６１・Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＶＲＭＬ—ＥＡＩ ｉｓ ｕｓｅｄ ａｓ ａ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｆｏｒ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ＶＲＭＬ ａｎｄ Ｊａｖａ Ａｐｐｌｅｔｓ．Ａｎｄ ｗｅｂ—ｂａｓｅｄ
ｖｉｒｔｕａｌ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｃａｎ ｂｅ ｒｅａｌｉｚｅｄ ｂｙ ｔｈｉｓ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｍｅｔｂｏｄｓ ｏｆ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ａ ｖｉｒｔｕａｌ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｓｙｓｔｅｍ ｂｙ ｔｈｉｓ
ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｗａｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｄｅｔａｉｌｅｄｌｙ，ａｎｄ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ ｗａｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｖｉｒｔｕａｌ ａｓｓｅｍｂｌｙ；ＶＲＭＬ；Ｊａｖａ Ａｐｐｌｅｔ
………ｌ…ｌ……………ｌ……ｌｌ……ｍｍｍｍｍｍ，’，ｍ，ｍｍ，ｍｍ，，ｍ，，，，，，，ｍ，ｍ，
（Ｉ－接第４９页）
Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｓｉｇｎａｌ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ Ｂａｓｅｄ ｏｎ
ＭＣＵ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ Ｗｅｌｄｅｒ
ＣＥＮ Ｙｉ。ＬＩ Ｓｈａｏ—ｌｊｎ
（Ｇｕｉｌｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕｉｌｉｎ ５４１００４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｓｅｓ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｐｅｒｉｏｄｉｃ ｗａｖｅｆｏｒｍ．Ｉｔ
ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｄｏｕｂｌｅ ｃｈａｎｎｅｌｓ ｄｉｇｉｔａｌ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｓｉｇｎａｌ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｎｄ ｈａｒｄｗａｒｅ ｂａｓｅｄ
ｏｎ ＡＴ８９Ｓ５１ ｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｅｒｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｕｓｅｒｓ ｃａｎ ｃｂｏｏｓｅ ｔｈｅ ｗａｖｅｆｏｒｍ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ＰＣ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ；ＭＣＵ；ｓｉｇｎａｌ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ