單片機波形發(fā)生器課程設計報告 (2)

1、<p><b>　　單</b></p><p><b>　　片</b></p><p><b>　　機</b></p><p><b>　　課</b></p><p><b>　　程</b></p><p

2、><b>　　設</b></p><p><b>　　計</b></p><p>　　題 目：波形發(fā)生器——方波</p><p>　　學 院：電氣工程學院</p><p>　　專業(yè)班級：09自動化1班</p><p><b>　　引言</b&

3、gt;</p><p>　　單片機的出現(xiàn)是近代計算機技術發(fā)展史上的重要里程碑。單片機自20世紀70年代問世以來，以其極高的性能價格比，受到人們的重視和關注，應用很廣、發(fā)展很快。近年來隨著電子技術和微型計算機技術的迅速發(fā)展，單片機的檔次不斷提高，其應用領域也在不斷擴大，在工業(yè)測控、尖端科學、智能儀器儀表、日用家電、汽車電子系統(tǒng)、辦公自動化設備、個人通信終端及通信產品中得到了廣泛應用，已成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中最重要的智能

4、化核心部件。隨著人們生活水平的不斷提高,單片機控制無疑是人們追求的目標之一，它所給人帶來的方便也是不可否定的，其中三角波發(fā)生器就是一個典型的例子，但人們對它的要求越來越高，要為現(xiàn)代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的設施就需要從數(shù)單片機技術入手，一切向著數(shù)字化控制，智能化控制方向發(fā)展。</p><p>　　本課程設計是在學習了單片機的基本原理的基礎上進行的，綜合利用所學單片機知識完成一個單片機應用系統(tǒng)設計并仿真

5、實現(xiàn)，從而加深對單片機軟硬知識的理解，獲得初步的應用經驗；進一步熟悉和掌握單片機的內部結構和工作原理，了解單片機應用系統(tǒng)設計的基本方法和步驟。</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 設計概述3</b></p><p>　　1.1 設計目標和要求3</p><p&g

6、t;　　1.2 設計思路3</p><p>　　2 系統(tǒng)方案及硬件設計4</p><p>　　2.1 設計方案4</p><p>　　2.2 方案的硬件總體方框圖4</p><p>　　2.3定時/計數(shù)器T0輸出方波的原理4</p><p>　　2.4 硬件設計5</p><p>　

7、　2.4.1時鐘振蕩電路5</p><p>　　2.4.2加1及輸出直線電路6</p><p>　　2.4.3顯示電路6</p><p>　　2.4.4波形輸出電路7</p><p><b>　　3 軟件設計8</b></p><p><b>　　3.1系統(tǒng)分析8</b

8、></p><p>　　3.2 各子程序9</p><p>　　3.2.1 P0口顯示程序9</p><p>　　3.2.2 P2口顯示程序9</p><p>　　3.2.3改變計數(shù)初值TH0、TL0程序10</p><p>　　3.2.4按鍵改變頻率的程序11</p><p>

9、　　4 proteus軟件仿真11</p><p>　　4.1 系統(tǒng)仿真設計11</p><p>　　4.2仿真結果分析12</p><p>　　5 系統(tǒng)原理圖12</p><p><b>　　6 心得體會13</b></p><p>　　7 源程序…………………………………………………

10、………………………………………..15</p><p><b>　　1 設計概述</b></p><p>　　1.1 設計目標和要求</p><p>　　1.設計一款能輸出方波的波形發(fā)生器；</p><p>　　2.設計波形輸出按鈕：當按下按鈕的時候，輸出方波，再按下輸出直線；</p><p>　

11、　3.LED顯示輸出波形周期；</p><p>　　4.可利用鍵盤改變輸出波形周期；</p><p><b>　　5.其他功能；</b></p><p><b>　　1.2 設計思路</b></p><p>　　首先確定我們所設計的是一個波形發(fā)生器，可以利用中斷，使單片機P1.2引腳輸出方波<

12、/p><p>　　根據(jù)所要實現(xiàn)的功能，先在proteus軟件上仿真。根據(jù)所選用的硬件可以將整個軟件設計分為若干子程序，有初始化、查詢時間、發(fā)送指令、讀取數(shù)據(jù)、顯示頻率等構成，可將以上子程序分別設計，實現(xiàn)各自的功能，再在子程序中調用，就可以實現(xiàn)預期的目標。</p><p>　　在proteus軟件里畫出相應的電路圖，將編寫好的程序的編譯后的文件下載到proteus電路圖的單片機里，進行仿真，設置

13、不同的參數(shù)，看是否達到了我們設計所要求的目標，如果不符合要求，需要檢查程序算法和硬件連接是否有誤。</p><p>　　2 系統(tǒng)方案及硬件設計</p><p><b>　　2.1 設計方案</b></p><p>　　利用查詢程序，是AT89C51的P1.2引腳輸出方波。采用中斷T0，并利用查表，改變TH0,TL0的初始值，就可以得到不同頻率的

14、方波。利用加1、減1鍵，改變輸出波形的頻率。</p><p>　　2.2 方案的硬件總體方框圖</p><p>　　采用加1減1按鍵改變波形頻率，利用兩個七段數(shù)碼管顯示輸出波形的頻率，利用一個數(shù)碼管顯示頻率的改變。</p><p>　　2.3 定時/計數(shù)器T0輸出方波的原理</p><p>　　采用定時/計數(shù)器T0的方式2，在P1.2引腳上輸

15、出方波。</p><p>　　(1) T0工作在定時的方式2時，控制字TMOD配置：</p><p>　　M1M0=02,GATE=0，C/T’=0，方式控制字為02H</p><p>　?。?）計算計數(shù)初值X：</p><p>　　由于晶振為12MHZ，所以機器周期為1us。</p><p><b>　　

16、2.4 硬件設計</b></p><p>　　2.4.1 時鐘振蕩電路</p><p>　　采用的是1MHZ的晶振頻率，它與單片機的硬件連接電路如圖1所示</p><p><b>　　圖1 晶振電路</b></p><p>　　2.4.2加1及輸出直線電路</p><p>　　按下DS

17、W1的任意鍵就可以輸出直線；通過INC1鍵可以改變波形的頻率，電路如圖2所示</p><p>　　圖2 加1及輸出直線電路</p><p><b>　　2.4.3顯示電路</b></p><p>　　顯示電路采用兩個七段數(shù)碼管，為共陽極結構，通過設置不同的段碼可以顯示頻率。電路連接如圖3所示。</p><p><b

18、>　　圖3顯示電路</b></p><p>　　七段數(shù)碼管引腳圖，如圖4所示。</p><p><b>　　圖4 數(shù)碼管引腳</b></p><p>　　2.4.4 波形輸出電路</p><p><b>　　圖5 波形輸出電路</b></p><p><

19、;b>　　3 軟件設計</b></p><p><b>　　3.1系統(tǒng)分析</b></p><p><b>　　圖6主程序流程圖</b></p><p><b>　　3.2 各子程序</b></p><p>　　3.2.1 P0口顯示程序</p>

20、<p>　　定義顯示表LED_P0，利用查表程序MOV A,@A+DPTR搜尋相應的16進制數(shù)，送P0口顯示。利用P0口顯示頻率的十位上的數(shù)值。</p><p>　　程序：MOV R0,A</p><p>　　MOV DPTR,#LED_P0</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p><b>　　

21、MOV P0,A</b></p><p><b>　　MOV A,R0</b></p><p>　　顯示表LED_P0：</p><p>　　LED_P0:DB 24H,24H,30H,12H,0F9H,0F9H,0F9H,0F9H,0F9H,0A4H,0A4H,0B0H,92H</p><p>　　3.2.

22、2 P2口顯示程序</p><p>　　定義顯示表LED_P2，利用查表程序MOV A,@A+DPTR搜尋相應的16進制數(shù)，送P2口顯示。利用P2口顯示頻率的個位上的數(shù)值。</p><p>　　程序：MOV R1,A</p><p>　　MOV DPTR,#LED_P2</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p>

23、<p><b>　　MOV P2,A</b></p><p><b>　　MOV A,R1</b></p><p>　　顯示表LED_P2：</p><p>　　LED_P2:DB 0C0H,92H,0B0H,0C0H,0C0H,0F9H,0B0H,92H,0F8H,0C0H,0B0H,92H</p>

24、;<p>　　3.2.3 改變計數(shù)初值TH0、TL0程序</p><p>　　利用查表程序，可以改變定時/計數(shù)器T0方式2的計數(shù)初值TH0、TL0的值，并利用P3口連接數(shù)碼管以顯示頻率的改變。</p><p>　　程序：MOV R2,A</p><p>　　MOV DPTR,#KEY_IN</p><p>　　MOVC A,@A

25、+DPTR</p><p><b>　　MOV TH0,A</b></p><p><b>　　MOV TL0,A</b></p><p><b>　　MOV P3,A</b></p><p>　　MOV TMOD,#02H</p><p><b&

26、gt;　　SETB TR0</b></p><p><b>　　JNB TR0,$</b></p><p><b>　　CLR TR0</b></p><p><b>　　CPL P1.2</b></p><p><b>　　MOV A,R2</b&

27、gt;</p><p><b>　　表KEY_IN:</b></p><p>　　KEY_IN:DB 06H,38H,6AH,9CH,0CEH,0D3H,0D8H,0DDH,0E2H,0E7H,0ECH,0F1H,0F6H</p><p>　　3.2.4 按鍵改變頻率的程序</p><p>　　在P1.0口連接按鍵，通過

28、改變P1.0口的狀態(tài)，實現(xiàn)對寄存器A加1或減1功能。</p><p>　　START:MOV A,#0</p><p><b>　　SETB P1.0</b></p><p><b>　　SETB P1.1</b></p><p><b>　　LOOP:</b></p&g

29、t;<p>　　JNB P1.0,INCR</p><p>　　JNB P1.1,DECR</p><p><b>　　JMP LOOP</b></p><p>　　INCR:JNB P1.0,INCR</p><p><b>　　ADD A,#1</b></p><

30、;p><b>　　JMP LOOP</b></p><p>　　DECR:JNB P1.1,DECR</p><p><b>　　ADD A,#99</b></p><p>　　CJNE A,#0,DECR</p><p><b>　　JMP LOOP</b></p

31、><p>　　4 proteus軟件仿真</p><p>　　4.1 系統(tǒng)仿真設計</p><p>　　本設計是在Proteus環(huán)境下進行仿真的，仿真所用到的器件有：單片機AT89C51，七段數(shù)碼管7SEG，按鍵DIPSW8一些電阻，電容等。</p><p><b>　　4.2仿真結果分析</b></p>&l

32、t;p>　　本設計在仿真的條件下可以正確的顯示頻率。仿真時頻率顯示如圖7所示</p><p><b>　　圖7</b></p><p><b>　　5 系統(tǒng)原理圖</b></p><p>　　通過Proteus進行元器件的查找與連接仿真得到下圖</p><p><b>　　圖8<

33、;/b></p><p><b>　　6 心得體會</b></p><p>　　在本次設計的過程中，我發(fā)現(xiàn)很多的問題，雖然以前還做過這樣的設計但這次設計真的讓我長進了很多，單片機課程設計重點就在于軟件算法的設計，需要有很巧妙的程序算法，雖然以前寫過幾次程序，但我覺的寫好一個程序并不是一件簡單的事，舉個例子，以前寫的那幾次，數(shù)據(jù)加減時，我用的都是BCD碼，這一次，

34、我全部用的都是16進制的數(shù)直接加減，顯示處理時在用除法去刪分,感覺效果比較好，有好多的東西，只有我們去試著做了，才能真正的掌握，只學習理論有些東西是很難理解的，更談不上掌握。</p><p>　　通過這次對波形發(fā)生器的設計與制作，讓我了解了設計電路的程序，也讓我了解了關于波形發(fā)生的原理與設計理念，要設計一個電路總要先用仿真成功之后才實際接線的。但是最后的成品卻不一定與仿真時完全一樣，因為，再實際接線中有著各種各樣

35、的條件制約著。而且，在仿真中無法成功的電路接法，在實際中因為芯片本身的特性而能夠成功。所以，在設計時應考慮兩者的差異，從中找出最適合的設計方法。</p><p>　　通過這次學習，讓我對各種電路都有了大概的了解，所以說，坐而言不如立而行，對于這些電路還是應該自己動手實際操作才會有深刻理解。</p><p>　　從這次的課程設計中，我真真正正的意識到，在以后的學習中，要理論聯(lián)系實際，把我們所

36、學的理論知識用到實際當中，學習單機片機更是如此，程序只有在經常的寫與讀的過程中才能提高，這就是我在這次課程設計中的最大收獲。</p><p><b>　　7 源程序：</b></p><p><b>　　ORG 0000H</b></p><p>　　LJMP START</p><p><b

37、>　　ORG 0100H</b></p><p>　　START:MOV A,#0</p><p><b>　　SETB P1.0</b></p><p><b>　　SETB P1.1</b></p><p><b>　　LOOP:</b></p>

38、;<p><b>　　MOV R0,A</b></p><p>　　MOV DPTR,#LED_P0</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p><b>　　MOV P0,A</b></p><p><b>　　MOV A,R0</b><

39、;/p><p><b>　　MOV R1,A</b></p><p>　　MOV DPTR,#LED_P2</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p><b>　　MOV P2,A</b></p><p><b>　　MOV A,R1</b&

40、gt;</p><p><b>　　MOV R2,A</b></p><p>　　MOV DPTR,#KEY_IN</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p><b>　　MOV TH0,A</b></p><p><b>　　MOV TL0,

41、A</b></p><p><b>　　MOV P3,A</b></p><p>　　MOV TMOD,#02H</p><p><b>　　SETB TR0</b></p><p><b>　　JNB TR0,$</b></p><p>&

42、lt;b>　　CLR TR0</b></p><p><b>　　CPL P1.2</b></p><p><b>　　MOV A,R2</b></p><p>　　JNB P1.0,INCR</p><p>　　JNB P1.1,DECR</p><p>

43、<b>　　JMP LOOP</b></p><p>　　INCR:JNB P1.0,INCR</p><p><b>　　ADD A,#1</b></p><p><b>　　JMP LOOP</b></p><p>　　DECR:JNB P1.1,DECR</p>

44、;<p><b>　　ADD A,#99</b></p><p>　　CJNE A,#0,DECR</p><p><b>　　JMP LOOP</b></p><p>　　KEY_IN:DB 06H,38H,6AH,9CH,0CEH,0D3H,0D8H,0DDH,0E2H,0E7H,0ECH,0F1H,0F

45、6H</p><p>　　LED_P0:DB 24H,24H,30H,12H,0F9H,0F9H,0F9H,0F9H,0F9H,0A4H,0A4H,0B0H,92H</p><p>　　LED_P2:DB 0C0H,92H,0B0H,0C0H,0C0H,0F9H,0B0H,92H,0F8H,0C0H,0B0H,92H</p><p><b>　　END&l