單片機課程設(shè)計(波形發(fā)生器)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　1 波形發(fā)生器概述1</p><p>　　1.1波形發(fā)生器的背景1</p><p>　　1.2波形發(fā)生器的發(fā)展?fàn)顩r1</p><p><b>　　2 設(shè)計要求2</b></p><p><b>

2、　　3 硬件設(shè)計3</b></p><p>　　3.1 設(shè)計方案3</p><p>　　3.1.1 系統(tǒng)總框圖3</p><p>　　3.2 8255可編程通用并行接口芯片4</p><p>　　3.3 DAC0832芯片6</p><p>　　3.4 ADC0832芯片7</p>

3、<p>　　3.5 51單片機原理………………………………………………….</p><p>　　3.6 硬件原理圖設(shè)計……………………………………………….</p><p><b>　　4 軟件設(shè)計8</b></p><p>　　4.1軟件框圖設(shè)計…………………………………………………</p><p>　　

4、4.2 源程序代碼…………………………………………………………</p><p>　　5系統(tǒng)調(diào)試及分析17</p><p>　　5.1 運行結(jié)果17</p><p>　　5.2軟件調(diào)試錯誤及處理19</p><p>　　5.3硬件接線調(diào)試19</p><p><b>　　6心得體會19</b&g

5、t;</p><p><b>　　參考文獻19</b></p><p><b>　　附錄120</b></p><p><b>　　1.波形發(fā)生器概述</b></p><p><b>　　1.1背景</b></p><p>　　

6、波形發(fā)生器也稱函數(shù)發(fā)生器，作為實驗信號源，是現(xiàn)今各種電子電路實驗設(shè)計應(yīng)用中必不可少的儀器設(shè)備之一。目前，市場上常見的波形發(fā)生器多為純硬件的搭接而成，且波形種類有限，多為鋸齒波，正弦波，方波，三角波等波形。在電子工程、通信工程、自動控制、遙測控制、測量儀器、儀表和計算機等技術(shù)領(lǐng)域，經(jīng)常需要用到各種各樣的信號波形發(fā)生器。隨著集成電路的迅速發(fā)展，用集成電路可很方便地構(gòu)成各種信號波形發(fā)生器。用集成電路實現(xiàn)的信號波形發(fā)生器與其它信號波形發(fā)生器相比

7、，其波形質(zhì)量、幅度和頻率穩(wěn)定性等性能指標(biāo)，都有了很大的提高。</p><p>　　1.2波形發(fā)生器的發(fā)展?fàn)顩r及應(yīng)用</p><p>　　波形發(fā)生器是能夠產(chǎn)生大量的標(biāo)準(zhǔn)信號和用戶定義信號，并保證高精度、高穩(wěn)定性、可重復(fù)性和易操作性的電子儀器。函數(shù)波形發(fā)生器具有連續(xù)的相位變換、和頻率穩(wěn)定性等優(yōu)點，不僅可以模擬各種復(fù)雜信號，還可對頻率、幅值、相移、波形進行動態(tài)、及時的控制，并能夠與其它儀器進行通

8、訊，組成自動測試系統(tǒng)，因此被廣泛用于自動控制系統(tǒng)、震動激勵、通訊和儀器儀表領(lǐng)域。</p><p>　　在 70 年代前，信號發(fā)生器主要有兩類：正弦波和脈沖波，而函數(shù)發(fā)生器介于兩類之間，能夠提供正弦波、余弦波、方波、三角波、上弦波等幾種常用標(biāo)準(zhǔn)波形，產(chǎn)生其它波形時，需要采用較復(fù)雜的電路和機電結(jié)合的方法。這個時期的波形發(fā)生器多采用模擬電子技術(shù)，而且模擬器件構(gòu)成的電路存在著尺寸大、價格貴、功耗大等缺點，并且要產(chǎn)生較為復(fù)

9、雜的信號波形，則電路結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。同時，主要表現(xiàn)為兩個突出問題，一是通過電位器的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)輸出頻率的調(diào)節(jié)，因此很難將頻率調(diào)到某一固定值；二是脈沖的占空比不可調(diào)節(jié)。</p><p>　　在 70 年代后，微處理器的出現(xiàn)，可以利用處理器、A/D/和 D/A，硬件和軟件使波形發(fā)生器的功能擴大，產(chǎn)生更加復(fù)雜的波形。這時期的波形發(fā)生器多以軟件為主，實質(zhì)是采用微處理器對 DAC的程序控制，就可以得到各種簡單的波形。 <

10、/p><p>　　90 年代末，出現(xiàn)幾種真正高性能、高價格的函數(shù)發(fā)生器、但是HP公司推出了型號為 HP770S的信號模擬裝置系統(tǒng)，它由 HP8770A任意波形數(shù)字化和 HP1776A波形發(fā)生軟件組成。HP8770A實際上也只能產(chǎn)生8 中波形，而且價格昂貴。不久以后，Analogic公司推出了型號為 Data-2020的多波形合成器，Lecroy 公司生產(chǎn)的型號為9100 的任意波形發(fā)生器等。 </p>

11、<p>　　到了二十一世紀(jì)，隨著集成電路技術(shù)的高速發(fā)展，出現(xiàn)了多種工作頻率可過 GHz 的DDS 芯片，同時也推動了函數(shù)波形發(fā)生器的發(fā)展，2003 年，Agilent的產(chǎn)品 33220A能夠產(chǎn)生 17 種波形，最高頻率可達到 20M，2005 年的產(chǎn)品N6030A 能夠產(chǎn)生高達 500MHz 的頻率，采樣的頻率可達 1.25GHz。由上面的產(chǎn)品可以看出，函數(shù)波形發(fā)生器發(fā)展很快近幾年來，國際上波形發(fā)生器技術(shù)發(fā)展主要體現(xiàn)在以

12、下幾個方面：</p><p>　?。?）過去由于頻率很低應(yīng)用的范圍比較狹小，輸出波形頻率的提高，使得波形發(fā)生器能應(yīng)用于越來越廣的領(lǐng)域。波形發(fā)生器軟件的開發(fā)正使波形數(shù)據(jù)的輸入變得更加方便和容易。波形發(fā)生器通常允許用一系列的點、直線和固定的函數(shù)段把波形數(shù)據(jù)存入存儲器。同時可以利用一種強有力的數(shù)學(xué)方程輸入方式，復(fù)雜的波形可以由幾個比較簡單的公式復(fù)合成 v=f (t)形式的波形方程的數(shù)學(xué)表達式產(chǎn)生。從而促進了函數(shù)波形發(fā)生

13、器向任意波形發(fā)生器的發(fā)展，各種計算機語言的飛速發(fā)展也對任意波形發(fā)生器軟件技術(shù)起到了推動作用。目前可以利用可視化編程語言(如Visual Basic ,Visual C 等等)編寫任意波形發(fā)生器的軟面板，這樣允許從計算機顯示屏上輸入任意波形，來實現(xiàn)波形的輸入。 </p><p>　?。?）與VXI資源結(jié)合。目前，波形發(fā)生器由獨立的臺式儀器和適用于個人計算機的插卡以及新近開發(fā)的VXI模塊。由于VXI總線的逐漸成熟

14、和對測量儀器的高要求，在很多領(lǐng)域需要使用VXI系統(tǒng)測量產(chǎn)生復(fù)雜的波形，VXI的系統(tǒng)資源提供了明顯的優(yōu)越性，但由于開發(fā)VXI模塊的周期長，而且需要專門的VXI機箱的配套使用，使得波形發(fā)生器VXI模塊僅限于航空、軍事及國防等大型領(lǐng)域。在民用方面，VXI模塊遠遠不如臺式儀器更為方便。 </p><p>　　（3）隨著信息技術(shù)蓬勃發(fā)展，臺式儀器在走了一段下坡路之后，又重新繁榮起來。不過現(xiàn)在新的臺式儀器的形態(tài)，和幾年前的己

15、有很大的不同。這些新一代臺式儀器具有多種特性，可以執(zhí)行多種功能。而且外形尺寸與價格，都比過去的類似產(chǎn)品減少了一半。</p><p>　　早在 1978 年，由美國 Wavetek 公司和日本東亞電波工業(yè)公司公布了最高取樣頻率為 5MHz ，可以形成 256 點(存儲長度)波形數(shù)據(jù)，垂直分辨率為8bit，主要用于振動、醫(yī)療、材料等領(lǐng)域的第一代高性能信號源，經(jīng)過將近30年的發(fā)展，伴隨著電子元器件、電路、及生產(chǎn)設(shè)備的高

16、速化、高集成化，波形發(fā)生器的性能有了飛速的提高。變得操作越來越簡單而輸出波形的能力越來越強。波形操作方法的好壞，是由波形發(fā)生器控制軟件質(zhì)量保證的，編輯功能增加的越多，波形形成的操作性越好。</p><p><b>　　2.設(shè)計要求</b></p><p><b>　　2.1設(shè)計內(nèi)容</b></p><p>　　設(shè)計一個波形

17、發(fā)生器，能產(chǎn)生三角波、方波、正弦波。用按鍵來選擇波形輸出（A按鍵輸出三角波，B按鍵輸出方波，C按鍵輸出正弦波），調(diào)節(jié)電位器能改變輸出波形的頻率。并用四位LED顯示，第1位顯示目前輸出什么波形，后3位顯示頻率值，即經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字值。</p><p><b>　　2.2設(shè)計目的</b></p><p>　　1.了解波形發(fā)生器及鍵盤掃描的基本方法</p>

18、;<p>　　2．掌握軟硬件的相互配合和相互作用的關(guān)系</p><p><b>　　3.硬件設(shè)計</b></p><p><b>　　3.1設(shè)計方案</b></p><p>　　3.1.1系統(tǒng)總體框圖：</p><p><b>　　系統(tǒng)框圖</b></p&g

19、t;<p>　　使用51單片機來控制8255輸入輸出,鍵盤輸入和七段數(shù)碼管顯示由8255控制,按A選擇三角波代碼為A，按B選擇方波代碼為B，按下C選擇正弦波代碼為C。通過軟件程序來判斷是哪種波形，由DAC0832產(chǎn)生波形。通過ADC0809，將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,數(shù)字量可作為軟件中的參數(shù)，通過電位器調(diào)節(jié)模擬量而改變數(shù)字量從而改變波形頻率。波形的頻率可以通過一系列的算法計算出顯示在數(shù)碼管上。</p><p

20、>　　3.2 8255芯片</p><p>　　8255是Intel公司生產(chǎn)的可編程并行I/O接口芯片，有3個8位并行I/O口。具有3個通道3種工作方式的可編程并行接口芯片（40引腳）。 其各口功能可由軟件選擇，使用靈活，通用性強。8255可作為單片機與多種外設(shè)連接時的中間接口電路。 </p><p>　　8255作為主機與外設(shè)的連接芯片，必須提供與主機相連的3個總線接口，即數(shù)據(jù)線、

21、地址線、控制線接口。同時必須具有與外設(shè)連接的接口A、B、C口。由于8255可編程,所以必須具有邏輯控制部分，因而8255內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為3個部分：與CPU連接部分、與外設(shè)連接部分、控制部分。 </p><p>　　1）與CPU連接部分 </p><p>　　根據(jù)定義，8255能并行傳送8位數(shù)據(jù)，所以其數(shù)據(jù)線為8根D0～D7。由于8255具有3個通道A、B、C，所以只要兩根地址線就能尋址A、B、

22、C口及控制寄存器，故地址線為兩根A0～A1。此外CPU要對8255進行讀、寫與片選操作，所以控制線為片選、復(fù)位、讀、寫信號。各信號的引腳編號如下： </p><p>　?。?）數(shù)據(jù)總線DB：編號為D0～D7，用于8255與CPU傳送8位數(shù)據(jù)。 </p><p>　　（2）地址總線AB：編號為A0～A1，用于選擇A、B、C口與控制寄存器。 </p><p>　?。?）

23、控制總線CB：片選信號、復(fù)位信號RST、寫信號、讀信號。當(dāng)CPU要對8255進行讀、寫操作時，必須先向8255發(fā)片選信號選中8255芯片，然后發(fā)讀信號或?qū)懶盘枌?255進行讀或?qū)憯?shù)據(jù)的操作。 </p><p>　　2）與外設(shè)接口部分 </p><p>　　根據(jù)定義，8255有3個通道A、B、C與外設(shè)連接，每個通道又有8根線與外設(shè)連接，所以8255可以用24根線與外設(shè)連接，若進行開關(guān)量控制，

24、則8255可同時控制24路開關(guān)。各通道的引腳編號如下： </p><p>　?。?）A口：編號為PA0～PA7，用于8255向外設(shè)輸入輸出8位并行數(shù)據(jù)。 </p><p>　　（2）B口：編號為PB0～PB7，用于8255向外設(shè)輸入輸出8位并行數(shù)據(jù)。 </p><p>　?。?）C口：編號為PC0～PC7，用于8255向外設(shè)輸入輸出8位并行數(shù)據(jù)，當(dāng)8255工作于應(yīng)答

25、I/O方式時，C口用于應(yīng)答信號的通信。 </p><p><b>　　3）控制器 </b></p><p>　　8255將3個通道分為兩組，即PA0～PA7與PC4～PC7組成A組，PB0～PB7與PC0～PC3組成B組。如圖7.5所示，相應(yīng)的控制器也分為A組控制器與B組控制器，各組控制器的作用如下： </p><p>　?。?）A組控制器：控

26、制A口與上C口的輸入與輸出。 </p><p>　?。?）B組控制器：控制B口與下C口的輸入與輸出。 </p><p><b>　　8255管腳</b></p><p><b>　　特性</b></p><p>　　(1)一個并行輸入/輸出的LSI芯片,多功能的I/O器件,可作為CPU總線與外圍的接

27、口. </p><p>　　(2)具有24個可編程設(shè)置的I/O口,即3組8位的I/O口為PA口,PB口和PC口.它們又可分為兩組12位的I/O口,A組包括A口及C口(高4位,PC4~PC7),B組包括B口及C口(低4位,PC0~PC3).A組可設(shè)置為基本的I/O口,閃控(STROBE)的I/O閃控式,雙向I/O3種模式;B組只能設(shè)置為基本I/O或閃控式I/O兩種模式,而這些操作模式完全由控制寄存器的控制字決定.

28、</p><p><b>　　引腳功能</b></p><p>　　RESET:復(fù)位輸入線，當(dāng)該輸入端處于高電平時，所有內(nèi)部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成輸入方式。 </p><p>　　CS:芯片選擇信號線，當(dāng)這個輸入引腳為低電平時,即/CS=0時,表示芯片被選中，允許8255與CPU進行通訊;/CS=1時,8255無

29、法與CPU做數(shù)據(jù)傳輸. </p><p>　　RD:讀信號線，當(dāng)這個輸入引腳為低跳變沿時,即/RD產(chǎn)生一個低脈沖且/CS=0時,允許8255通過數(shù)據(jù)總線向CPU發(fā)送數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息，即CPU從8255讀取信息或數(shù)據(jù)。 </p><p>　　WR:寫入信號，當(dāng)這個輸入引腳為低跳變沿時,即/WR產(chǎn)生一個低脈沖且/CS=0時,允許CPU將數(shù)據(jù)或控制字寫入8255。 </p><

30、p>　　D0～D7:三態(tài)雙向數(shù)據(jù)總線，8255與CPU數(shù)據(jù)傳送的通道，當(dāng)CPU 執(zhí)行輸入輸出指令時，通過它實現(xiàn)8位數(shù)據(jù)的讀/寫操作，控制字和狀態(tài)信息也通過數(shù)據(jù)總線傳送。 </p><p>　　8255具有3個相互獨立的輸入/輸出通道端口，用+5V單電源供電，能在以下三種方式下工作。 </p><p>　　方式0————基本輸入輸出方式；方式1————選通輸入/出方式；方式2————雙

31、向選通輸入/輸出方式； </p><p>　　PA0～PA7:端口A輸入輸出線，一個8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器， 一個8位的數(shù)據(jù)輸入鎖存器。 工作于三種方式中的任何一種； </p><p>　　PB0～PB7:端口B輸入輸出線，一個8位的I/O鎖存器， 一個8位的輸入輸出緩沖器。 不能工作于方式二； </p><p>　　PC0～PC7:端口C輸入輸出線，一個8位

32、的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器， 一個8位的數(shù)據(jù)輸入緩沖器。端口C可以通過工作方式設(shè)定而分成2個4位的端口， 每個4位的端口包含一個4位的鎖存器，分別與端口A和端口B配合使用，可作為控制信號輸出或狀態(tài)信號輸入端口。'不能工作于方式一或二。 </p><p>　　A1,A0:地址選擇線,用來選擇8255的PA口,PB口,PC口和控制寄存器. </p><p>　　當(dāng)A1=0,A0=0時,P

33、A口被選擇; </p><p>　　當(dāng)A1=0,A0=1時,PB口被選擇; </p><p>　　當(dāng)A1=1,A0=0時,PC口被選擇; </p><p>　　當(dāng)A1=1.A0=1時,控制寄存器被選擇.</p><p>　　3.3 DAC0832芯片</p><p>　　D0～D7：8位數(shù)據(jù)輸入線，TTL電平，有效時

34、間應(yīng)大于90ns(否則鎖存器的數(shù)據(jù)會出錯)； </p><p>　　* ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號輸入線，高電平有效； </p><p>　　* CS：片選信號輸入線（選通數(shù)據(jù)鎖存器），低電平有效； </p><p>　　* WR1：數(shù)據(jù)鎖存器寫選通輸入線，負脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效。由ILE、CS、WR1的邏輯組合產(chǎn)生LE1，當(dāng)LE1為高電平時，數(shù)據(jù)鎖存

35、器狀態(tài)隨輸入數(shù)據(jù)線變換，LE1的負跳變時將輸入數(shù)據(jù)鎖存； </p><p>　　* XFER：數(shù)據(jù)傳輸控制信號輸入線，低電平有效，負脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效； </p><p>　　* WR2：DAC寄存器選通輸入線，負脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效。由WR2、XFER的邏輯組合產(chǎn)生LE2，當(dāng)LE2為高電平時，DAC寄存器的輸出隨寄存器的輸入而變化，LE2的負跳變時將數(shù)據(jù)鎖存器的

36、內(nèi)容打入DAC寄存器并開始D/A轉(zhuǎn)換。 </p><p>　　* IOUT1：電流輸出端1，其值隨DAC寄存器的內(nèi)容線性變化； </p><p>　　* IOUT2：電流輸出端2，其值與IOUT1值之和為一常數(shù)； </p><p>　　* Rfb：反饋信號輸入線，改變Rfb端外接電阻值可調(diào)整轉(zhuǎn)換滿量程精度； </p><p>　　* Vcc：

37、電源輸入端，Vcc的范圍為+5V～+15V； </p><p>　　* VREF：基準(zhǔn)電壓輸入線，VREF的范圍為-10V～+10V； </p><p>　　* AGND：模擬信號地 </p><p>　　DGND：數(shù)字信號地 </p><p>　　3.4 ADC0809芯片</p><p>　　ADC0809是美國國

38、家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)部有一個8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中的一個進行A/D轉(zhuǎn)換。是目前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的8位通用A/D芯片 </p><p><b>　　1．主要特性</b></p><p>　　1）8路輸入通道，8位A/D轉(zhuǎn)換器，即分辨率為8位。 </p>

39、<p>　　2）具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?。 </p><p>　　3）轉(zhuǎn)換時間為100μs(時鐘為640kHz時)，130μs（時鐘為500kHz時）　 </p><p>　　4）單個+5V電源供電 </p><p>　　5）模擬輸入電壓范圍0～+5V，不需零點和滿刻度校準(zhǔn)。 </p><p>　　6）工作溫度范圍為-40～+85攝氏度

40、</p><p>　　7）低功耗，約15mW。 </p><p><b>　　2．內(nèi)部結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　ADC0809是CMOS單片型逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，它由8路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開關(guān)樹型A/D轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器、邏輯控制和定時電路組成。 </p><p>

41、　　3．外部特性（引腳功能）</p><p>　　ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝，如圖所示。下面說明各引腳功能。 </p><p>　　IN0～IN7：8路模擬量輸入端。 </p><p>　　2-1～2-8：8位數(shù)字量輸出端。 </p><p>　　ADDA、ADDB、ADDC：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一

42、路 </p><p>　　ALE：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。 </p><p>　　START： A/D轉(zhuǎn)換啟動脈沖輸入端，輸入一個正脈沖（至少100ns寬）使其啟動（脈沖上升沿使0809復(fù)位，下降沿啟動A/D轉(zhuǎn)換）。 </p><p>　　EOC： A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，輸出，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸出一個高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。 </p&

43、gt;<p>　　OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入，高電平有效。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸入一個高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。 </p><p>　　CLK：時鐘脈沖輸入端。要求時鐘頻率不高于640KHZ。 </p><p>　　REF（+）、REF（-）：基準(zhǔn)電壓。 </p><p>　　Vcc：電源，單一+5V。 </p>&l

44、t;p><b>　　GND：地。 </b></p><p>　　ADC0809的工作過程</p><p>　　首先輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器。START上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。下降沿啟動 A/D轉(zhuǎn)換，之后EOC輸出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正在進行。直到A/D轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖?，指示A/D轉(zhuǎn)

45、換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請。當(dāng)OE輸入高電平 時，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。 </p><p>　　轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送 A/D轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)應(yīng)及時傳送給單片機進行處理。數(shù)據(jù)傳送的關(guān)鍵問題是如何確認A/D轉(zhuǎn)換的完成，因為只有確認完成后，才能進行傳送。為此可采用下述三種方式。 </p><p>　?。?）定時傳送方式 </p>&l

46、t;p>　　對于一種A/D轉(zhuǎn)換器來說，轉(zhuǎn)換時間作為一項技術(shù)指標(biāo)是已知的和固定的。例如ADC0809轉(zhuǎn)換時間為128μs，相當(dāng)于6MHz的MCS-51單片機共64個機器周期?？蓳?jù)此設(shè)計一個延時子程序，A/D轉(zhuǎn)換啟動后即調(diào)用此子程序，延遲時間一到，轉(zhuǎn)換肯定已經(jīng)完成了，接著就可進行數(shù)據(jù)傳送。 </p><p><b>　?。?）查詢方式 </b></p><p>　　

47、A/D轉(zhuǎn)換芯片由表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號，例如ADC0809的EOC端。因此可以用查詢方式，測試EOC的狀態(tài)，即可確認轉(zhuǎn)換是否完成，并接著進行數(shù)據(jù)傳送。 </p><p><b>　?。?）中斷方式 </b></p><p>　　把表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號（EOC）作為中斷請求信號，以中斷方式進行數(shù)據(jù)傳送。 </p><p>　　不管使用上述哪種方

48、式，只要一旦確定轉(zhuǎn)換完成，即可通過指令進行數(shù)據(jù)傳送。首先送出口地址并以信號有效時，OE信號即有效，把轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線，供單片機接受。</p><p>　　3.5 51單片機原理結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　引腳功能</b></p><p>　　MCS-51是標(biāo)準(zhǔn)的40引腳雙列直插式集成電路芯片，引腳分布請參照----單片機引腳圖： &l

49、t;/p><p><b>　　8051引腳</b></p><p>　　l P0.0~P0.7 P0口8位雙向口線（在引腳的39~32號端子）。 </p><p>　　l P1.0~P1.7 P1口8位雙向口線（在引腳的1~8號端子）。 </p><p>　　l P2.0~P2.7 P2口8位雙向口線（在引腳的21~28號端

50、子）。 </p><p>　　l P3.0~P3.7 P3口8位雙向口線（在引腳的10~17號端子）。 </p><p>　　這4個I/O口具有不完全相同的功能，大家可得學(xué)好了，其它書本里雖然有，但寫的太深，初學(xué)者很難理解，這里都是按我自已的表達方式來寫的，相信你也能夠理解。 </p><p><b>　　四個I/O口：</b></p&g

51、t;<p><b>　　P0口有三個功能</b></p><p>　　1、外部擴展存儲器時，當(dāng)做數(shù)據(jù)總線（如圖1中的D0~D7為數(shù)據(jù)總線接口） </p><p>　　2、外部擴展存儲器時，當(dāng)作地址總線（如圖1中的A0~A7為地址總線接口） </p><p>　　3、不擴展時，可做一般的I/O使用，但內(nèi)部無上拉電阻，作為輸入或輸出時

52、應(yīng)在外部接上拉電阻。 </p><p><b>　　P1口</b></p><p>　　只做I/O口使用：其內(nèi)部有上拉電阻。 </p><p><b>　　P2口有兩個功能</b></p><p>　　1、擴展外部存儲器時，當(dāng)作地址總線使用 </p><p>　　2、做一般I

53、/O口使用，其內(nèi)部有上拉電阻； </p><p><b>　　P3口有兩個功能</b></p><p>　　除了作為I/O使用外（其內(nèi)部有上拉電阻），還有一些特殊功能，由特殊寄存器來設(shè)置，具體功能請參考我們后面的引腳說明。 </p><p>　　有內(nèi)部EPROM的單片機芯片（例如8751），為寫入程序需提供專門的編程脈沖和編程電源，這些信號也是

54、由信號引腳的形式提供的， </p><p>　　即：編程脈沖：30腳（ALE/PROG） </p><p>　　編程電壓（25V）：31腳（EA/Vpp） </p><p><b>　　3.6 硬件原理圖</b></p><p><b>　　見附錄</b></p><p>

55、;　　單片機的P0口:雙向三態(tài)I/O口,在外接存儲器時,與地址總線的低8位及數(shù)據(jù)總線復(fù)用,能以吸收電流的方式驅(qū)動8個TTL負載..</p><p>　　P2口:是8位準(zhǔn)雙向I/O口,在訪問外部存儲時,它可以作為高8位地址總線送出高8位地址.</p><p>　　當(dāng)P0口做地址總線的低8位時,需要通過一個74LS373進行鎖存,再通過74LS138譯碼器進行譯碼輸出來控制各個功能模塊.<

56、;/p><p>　　CS8255接F228H,CS0809接F230H,CS0832接F218H.</p><p>　　DAC0832模塊用來產(chǎn)生波形,將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量輸出,連接到示波器上.DI0到DI7接P0口,此時P0口作為數(shù)據(jù)總線直接與DI0到DI7相連接.</p><p>　　ADC0809模塊用于產(chǎn)生一個數(shù)字量來作延時參數(shù),通過調(diào)節(jié)電位器來改變參數(shù)的值就可

57、以改變時間,</p><p>　　8255鍵盤掃描顯示模塊,用來顯示波形代碼以及波形周期.PB作輸入口,PC和PA作輸出口,PA口地址為F228H,PB口地址為F229H,PC口地址為F22AH.PB口用來判斷是否有鍵按下.PC口與譯碼器相連,譯碼用來作位選,PA口用來作段選.</p><p><b>　　4軟件設(shè)計</b></p><p>　

58、　4.1系統(tǒng)軟件框圖設(shè)計</p><p><b>　　主程序框圖</b></p><p><b>　　三角波框圖</b></p><p><b>　　方波框圖</b></p><p>　　注:R2是用來記數(shù),每產(chǎn)生25個方波測一次頻率.</p><p>

59、<b>　　頻率計算</b></p><p><b>　　正弦波</b></p><p><b>　　注:R5用來查表.</b></p><p><b>　　框圖說明:</b></p><p>　　主程序:先進行8255的初始化,然后掃描鍵盤第二行,判斷是

60、否有鍵值按下,若A按下,則輸出三角波,B按下輸出方波,C按下輸出正弦波,在用DA轉(zhuǎn)換產(chǎn)生波形的時候也需要不斷的掃描鍵盤判斷是否有新的按鍵,否則按鍵無法跳出.</p><p>　　頻率計算:波形的周期是根據(jù)AD轉(zhuǎn)換輸出的數(shù)字量與波形實際周期的關(guān)系得出的,需要用肉眼觀察示波器上波形的周期,不難發(fā)現(xiàn)波形周期與數(shù)字量成線形關(guān)系,通過一系列的算法即可得到波形大致周期,有誤差.再把周期顯示在數(shù)碼管上.</p>

61、<p>　　三角波:波形先上升再下降,當(dāng)三角波輸出完一個周期時計算三角波的頻率.</p><p>　　方波:方波只有兩個值，可以采用兩個極端值0和FFH.每產(chǎn)生25個方波測量一次方波的頻率.</p><p>　　正弦波:可以利用查表來產(chǎn)生。查表法是事先將正弦波的數(shù)據(jù)計算出來，列表放在程序中，運行時直接調(diào)取數(shù)據(jù)。用公式y(tǒng)=127.5+127.5sin（360n/m）可計算出正弦波的

62、輸出值.每產(chǎn)生一個正弦波測量一次頻率.</p><p><b>　　4.2源代碼</b></p><p>　　C8255 EQU 0F22BH ;8255命令口地址</p><p>　　P8255A EQU 0F228H ;8255 PA口地址</p><p>　　P8255B EQU 0F22

63、9H ;8255 PB口地址</p><p>　　P8255C EQU 0F22AH ;8255 PC口地址</p><p>　　KEYVAL EQU 30H ;讀到的鍵碼</p><p>　　NUMS1 EQU 31H</p><p>　　NUMS2 EQU 32H</p><p

64、>　　NUMS3 EQU 33H</p><p><b>　　ORG 0000H</b></p><p>　　SJMP START</p><p><b>　　ORG 0080H</b></p><p>　　START:MOV SP,#60H </p><p&

65、gt;　　LCALL DINGSHI</p><p>　　MOV KEYVAL,#00H ;顯示初始值</p><p>　　MOV DPTR,#C8255</p><p>　　MOV A,#82H ;PB口輸入，PA，PC口輸出</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>

66、;　　MOV DPTR,#P8255C</p><p>　　MOV A,#00H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p><b>　　KB_DIS:</b></p><p>　　LCALL RD_KB ;讀鍵子程序</p><p>　　LCALL DISP

67、 ;波形代碼顯示子程序</p><p>　　LCALL WAVE ;波形顯示</p><p>　　SJMP KB_DIS ;循環(huán)掃描</p><p><b>　　WAVE:</b></p><p>　　CJNE R6,#7CH,ZHENGXIAN</p><p>　

68、　FANGBO: ;方波發(fā)生器</p><p>　　MOV R2,#50</p><p>　　FANGBODI: </p><p>　　MOV A,#0H</p><p>　　MOV DPTR,#0F218H </p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><

69、;p>　　SETB P3.0 ;初始化</p><p>　　MOV DPTR,#0F230H </p><p>　　MOVX @DPTR,A ;啟動 A_D</p><p>　　JNB P3.0,$ ;等待 EOC變高</p><p>　　JB P3.0,$ ;等待 EOC變

70、低</p><p>　　MOV DPH,#0F2H </p><p>　　MOVX A,@DPTR ;讀 A_D 數(shù)據(jù)</p><p>　　MOV P1,A </p><p><b>　　;數(shù)據(jù)輸出</b></p><p><b>　　MOV R1,A</b>

71、;</p><p><b>　　MOV R4,A</b></p><p><b>　　DJNZ R1,$</b></p><p>　　LCALL RD_KB ;掃描鍵盤</p><p>　　LCALL DISP</p><p>　　CJNE R6,#7CH,ZHENGX

72、IAN ;判斷鍵值</p><p>　　CJNE R2,#25,FANGBOGAO</p><p>　　LCALL DISPFANGBO ;顯示頻率</p><p>　　FANGBOGAO:</p><p>　　MOV DPTR,#0F218H</p><p>　　MOV A,#255</p>

73、<p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　SETB P3.0 </p><p>　　MOV DPTR,#0F230H </p><p>　　MOVX @DPTR,A ;啟動 A_D</p><p>　　JNB P3.0,$ ;等待 EOC變高</p><

74、p>　　JB P3.0,$ ;等待 EOC變低</p><p>　　MOV DPH,#0F2H </p><p>　　MOVX A,@DPTR ;讀 A_D 數(shù)據(jù)</p><p>　　MOV P1,A</p><p><b>　　;數(shù)據(jù)輸出</b></p><p

75、><b>　　MOV R1,A</b></p><p><b>　　MOV R4,A</b></p><p><b>　　DJNZ R1,$</b></p><p>　　LCALL RD_KB</p><p>　　LCALL DISP</p><p&g

76、t;　　CJNE R6,#7CH,ZHENGXIAN</p><p>　　DJNZ R2,FANGbodi</p><p>　　LCALL DISPFANGBO</p><p>　　SJMP FANGBO</p><p>　　ZHENGXIAN:CJNE R6,#39H,SANJIAO ;正弦波發(fā)生器</p><p&g

77、t;　　MOV R5,#00H</p><p><b>　　SIN:</b></p><p><b>　　MOV A,R5</b></p><p>　　MOV DPTR,#TAB</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV DPTR,#0F2

78、18H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　SETB P3.0 ;初始化</p><p>　　MOV DPTR,#0F230H </p><p>　　MOVX @DPTR,A ;啟動 A_D</p><p>　　JNB P3.0,$ ;等待 E

79、OC變高</p><p>　　JB P3.0,$ ;等待 EOC變低</p><p>　　MOV DPH,#0F2H </p><p>　　MOVX A,@DPTR ;讀 A_D 數(shù)據(jù)</p><p>　　MOV P1,A</p><p><b>　　MOV R4,A<

80、/b></p><p><b>　　MOV R1,A</b></p><p><b>　　DJNZ R1,$</b></p><p><b>　　INC R5</b></p><p>　　LCALL RD_KB</p><p>　　LCALL DI

81、SP</p><p>　　CJNE R6,#39H,SANJIAO</p><p>　　CJNE R5,#128,CC</p><p>　　LCALL DISPZHENGXIAN</p><p>　　CC:CJNE R5,#0,DD</p><p>　　LCALL DISPZHENGXIAN</p>&l

82、t;p>　　DD:SJMP SIN</p><p>　　SANJIAO:CJNE R6,#77H,NEXT1 ;三角波發(fā)生器</p><p><b>　　MOV A,#0</b></p><p><b>　　SJUP:</b></p><p>　　MOV DPTR,#0F218H<

83、/p><p>　　MOVX @DPTR,A </p><p><b>　　;三角上升波形</b></p><p><b>　　INC A</b></p><p><b>　　PUSH ACC</b></p><p>　　SETB P3.0

84、;初始化</p><p>　　MOV DPTR,#0F230H </p><p>　　MOVX @DPTR,A ;啟動 A_D</p><p>　　JNB P3.0,$ ;等待 EOC變高</p><p>　　JB P3.0,$ ;等待 EOC變低</p><p>　　MO

85、V DPH,#0F2H </p><p>　　MOVX A,@DPTR ;讀 A_D 數(shù)據(jù)</p><p>　　MOV P1,A ;數(shù)據(jù)輸出</p><p><b>　　MOV R4,A</b></p><p><b>　　MOV R1,A</b></p>

86、;<p><b>　　DJNZ R1,$</b></p><p>　　LCALL RD_KB</p><p>　　LCALL DISP</p><p><b>　　POP ACC </b></p><p>　　CJNE R6,#77H,NEXT1</p><p>

87、;　　CJNE A,#44H,SJUP</p><p>　　LCALL DISPSANJIAO ;顯示頻率</p><p>　　SJDO: MOV DPTR,#0F218H</p><p>　　MOVX @DPTR,A ;三角下降波形</p><p><b>　　DEC A</b>&

88、lt;/p><p><b>　　PUSH ACC</b></p><p>　　SETB P3.0 ;初始化</p><p>　　MOV DPTR,#0F230H </p><p>　　MOVX @DPTR,A ;啟動 A_D</p><p>　　JNB P3.0,$

89、 ;等待 EOC變高</p><p>　　JB P3.0,$ ;等待 EOC變低</p><p>　　MOV DPH,#0F2H </p><p>　　MOVX A,@DPTR ;讀 A_D 數(shù)據(jù)</p><p>　　MOV P1,A ;數(shù)據(jù)輸出</p><p>&

90、lt;b>　　MOV R4,A</b></p><p><b>　　MOV R1,A</b></p><p><b>　　DJNZ R1,$</b></p><p>　　LCALL RD_KB</p><p>　　LCALL DISP</p><p><

91、;b>　　POP ACC </b></p><p>　　CJNE R6,#77H,NEXT1</p><p>　　CJNE A,#0H,SJDO</p><p>　　LCALL DISPSANJIAO</p><p>　　SJMP SANJIAO</p><p><b>　　NEXT1:RE

92、T</b></p><p>　　DISPZHENGXIAN: ;頻率顯示模塊</p><p>　　LCALL DINGSHI</p><p><b>　　PUSH ACC</b></p><p>　　MOV A,R4 ;頻率顯示算法設(shè)計</p><p>&

93、lt;b>　　MOV B,#2</b></p><p><b>　　DIV AB</b></p><p><b>　　MOV B,#5</b></p><p><b>　　MUL AB</b></p><p>　　ADD A,#180</p>&

94、lt;p><b>　　MOV R0,A</b></p><p><b>　　MOV A,B</b></p><p><b>　　ADDC A,#0</b></p><p><b>　　MOV B,A</b></p><p><b>　　MO

95、V A,R0</b></p><p>　　ANL A,#0FH</p><p>　　MOV DPTR,#LEDSEG</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV NUMS1,A</p><p><b>　　MOV A,R4</b></p>

96、<p><b>　　MOV B,#2</b></p><p><b>　　DIV AB</b></p><p><b>　　MOV B,#5</b></p><p><b>　　MUL AB</b></p><p>　　ADDC A,#180&

97、lt;/p><p><b>　　MOV R0,A</b></p><p><b>　　MOV A,B</b></p><p><b>　　ADDC A,#0</b></p><p><b>　　MOV B,A</b></p><p>&

98、lt;b>　　MOV A,R0</b></p><p><b>　　SWAP A</b></p><p>　　ANL A,#0FH</p><p>　　MOV DPTR,#LEDSEG</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV NUMS2,A&

99、lt;/p><p><b>　　MOV A,R4</b></p><p><b>　　MOV B,#2</b></p><p><b>　　DIV AB</b></p><p><b>　　MOV B,#5</b></p><p>&l

100、t;b>　　MUL AB</b></p><p>　　ADDC A,#180</p><p><b>　　MOV R0,A</b></p><p><b>　　MOV A,B</b></p><p><b>　　ADDC A,#0</b></p>

101、<p><b>　　MOV B,A</b></p><p><b>　　MOV A,R0</b></p><p>　　ANL B,#0FH</p><p><b>　　MOV A,B</b></p><p>　　MOV DPTR,#LEDSEG</p>

102、<p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV NUMS3,A</p><p>　　MOV DPTR,#P8255C</p><p>　　MOV A,#08H</p><p>　　MOVX @DPTR,A ;位選</p><p>　　MOV DPTR,#P8255A</

103、p><p>　　MOV A,NUMS1</p><p>　　MOVX @DPTR,A ;段選</p><p>　　LCALL DINGSHI</p><p>　　MOV DPTR,#P8255C</p><p>　　MOV A,#10H</p><p>　　MOVX @DPTR,A<

104、/p><p>　　MOV DPTR,#P8255A</p><p>　　MOV A,NUMS2</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　LCALL DINGSHI</p><p>　　MOV DPTR,#P8255C</p><p>　　MOV A,#18H</p&g

105、t;<p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　MOV DPTR,#P8255A</p><p>　　MOV A,NUMS3</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p><b>　　POP ACC</b></p><p><b>　　RET&

106、lt;/b></p><p>　　DISPSANJIAO:</p><p>　　LCALL DINGSHI</p><p><b>　　PUSH ACC</b></p><p><b>　　MOV A,R4</b></p><p><b>　　MOV B,#4

107、</b></p><p><b>　　DIV AB</b></p><p><b>　　MOV B,#5</b></p><p><b>　　MUL AB</b></p><p>　　ADD A,#100</p><p><b>　

108、　MOV R0,A</b></p><p><b>　　MOV A,B</b></p><p><b>　　ADDC A,#0</b></p><p><b>　　MOV B,A</b></p><p><b>　　MOV A,R0</b>&l

109、t;/p><p>　　ANL A,#0FH</p><p>　　MOV DPTR,#LEDSEG</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV NUMS1,A</p><p><b>　　MOV A,R4</b></p><p><b>

110、;　　MOV B,#4</b></p><p><b>　　DIV AB</b></p><p><b>　　MOV B,#5</b></p><p><b>　　MUL AB</b></p><p>　　ADDC A,#100</p><p&g

111、t;<b>　　MOV R0,A</b></p><p><b>　　MOV A,B</b></p><p><b>　　ADDC A,#0</b></p><p><b>　　MOV B,A</b></p><p><b>　　MOV A,R0

112、</b></p><p><b>　　SWAP A</b></p><p>　　ANL A,#0FH</p><p>　　MOV DPTR,#LEDSEG</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV NUMS2,A</p><p&g

113、t;<b>　　MOV A,R4</b></p><p><b>　　MOV B,#4</b></p><p><b>　　DIV AB</b></p><p><b>　　MOV B,#5</b></p><p><b>　　MUL AB<

114、;/b></p><p>　　ADDC A,#100</p><p><b>　　MOV R0,A</b></p><p><b>　　MOV A,B</b></p><p><b>　　ADDC A,#0</b></p><p><b>

115、;　　MOV B,A</b></p><p><b>　　MOV A,R0</b></p><p>　　ANL B,#0FH</p><p><b>　　MOV A,B</b></p><p>　　MOV DPTR,#LEDSEG</p><p>　　MOVC A

116、,@A+DPTR</p><p>　　MOV NUMS3,A</p><p>　　MOV DPTR,#P8255C</p><p>　　MOV A,#08H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　MOV DPTR,#P8255A</p><p>　　MOV A,NUM

117、S1</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　LCALL DINGSHI</p><p>　　MOV DPTR,#P8255C</p><p>　　MOV A,#10H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　MOV DPTR,#P8255A&

118、lt;/p><p>　　MOV A,NUMS2</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　LCALL DINGSHI</p><p>　　MOV DPTR,#P8255C</p><p>　　MOV A,#18H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p>

119、;<p>　　MOV DPTR,#P8255A</p><p>　　MOV A,NUMS3</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p><b>　　POP ACC</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DISP

120、FANGBO:</p><p>　　LCALL DINGSHI</p><p><b>　　PUSH ACC</b></p><p><b>　　MOV A,R4</b></p><p><b>　　MOV B,#5</b></p><p><b&

121、gt;　　DIV AB</b></p><p><b>　　ADD A,#12</b></p><p>　　ANL A,#0FH</p><p>　　MOV DPTR,#LEDSEG</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV NUMS1,A</

122、p><p><b>　　MOV A,R4</b></p><p><b>　　MOV B,#5</b></p><p><b>　　DIV AB</b></p><p><b>　　ADD A,#12</b></p><p><b

123、>　　SWAP A</b></p><p>　　ANL A,#0FH</p><p>　　MOV DPTR,#LEDSEG</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV NUMS2,A</p><p>　　MOV DPTR,#P8255C</p><

124、p>　　MOV A,#08H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　MOV DPTR,#P8255A</p><p>　　MOV A,NUMS1</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　LCALL DINGSHI</p><p>　　M

125、OV DPTR,#P8255C</p><p>　　MOV A,#10H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　MOV DPTR,#P8255A</p><p>　　MOV A,NUMS2</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　LCALL

126、DINGSHI</p><p><b>　　POP ACC</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DISP:MOV DPTR,#P8255A ;顯示鍵值</p><p>　　MOV A,KEYVAL</p><p>　　MOVX @DPT

127、R,A</p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　RD_KB:</b></p><p>　　MOV A,#01H ;掃描第二行</p><p>　　MOV DPTR,#P8255C</p><p>　　MOVX @DPTR,A&l

128、t;/p><p>　　MOV DPTR,#P8255B</p><p>　　MOVX A,@DPTR</p><p>　　CJNE A,#0FFH,J_KEYL0 ;判斷是否有鍵按下，有鍵轉(zhuǎn)J-KEYL0</p><p>　　SJMP NOKEY</p><p>　　J_KEYL0:LCALL DINGSHI ;

129、延時消抖</p><p>　　MOV DPTR,#P8255B ;讀鍵值</p><p>　　MOVX A,@DPTR</p><p>　　MOV R7,#08H</p><p>　　CJNE A,#0FFH,KEYCAL ;計算鍵值</p><p>　　SJMP NOKEY</p>

130、<p>　　KEYCAL:MOV R0,#08H</p><p>　　SHIFT:RRC A</p><p><b>　　JNC CALC</b></p><p><b>　　INC R7</b></p><p>　　DJNZ R0,SHIFT</p><p>　

131、　CALC:MOV DPTR,#LEDSEG ;換算顯示碼</p><p><b>　　MOV A,R7</b></p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV KEYVAL,A</p><p><b>　　MOV R6,A</b></p><p&