課程設(shè)計報告---正弦波設(shè)計

1、<p><b>　　`</b></p><p><b>　　微機原理與接口技術(shù)</b></p><p><b>　　課程設(shè)計報告書</b></p><p><b>　　1.引言2</b></p><p>　　1.1.背景和編寫目的2&l

2、t;/p><p>　　1.2.參考資料2</p><p>　　1.3.術(shù)語與縮寫2</p><p><b>　　2.硬件設(shè)計3</b></p><p>　　2.1.AT89C52模塊：3</p><p>　　2.2.硬件電路設(shè)計原理5</p><p>　　2

3、.3.硬件電路設(shè)計：6</p><p><b>　　3.軟件編程7</b></p><p>　　4.系統(tǒng)仿真調(diào)試9</p><p><b>　　5.總結(jié)9</b></p><p>　　6.參考文獻10</p><p><b>　　引言</b

4、></p><p><b>　　背景和編寫目的</b></p><p>　　微機原理與接口技術(shù)是一門關(guān)于計算機與輸入輸出技術(shù)的課程，任何一個計算機系統(tǒng)都是一個復(fù)雜的整體，學(xué)習(xí)計算機原理是要涉及到整體的每一部分。討論某一部分原理時又要涉及到其它部分的工作原理。這樣一來，不僅不能在短時間內(nèi)較深入理解計算機的工作原理，而且也很難孤立地理解某一部分的工作原理。所以，在學(xué)

5、習(xí)接口技術(shù)的過程中必須將所有所學(xué)的知識綜合起來，系統(tǒng)的解決某一問題 該門課程的學(xué)習(xí)思維方法也和其它課程不同，該課程偏重于工程思維，具體地說，在了解了微處理器各種芯片的功能和外部特性以后，剩下額是如何將它們用于實際系統(tǒng)中，其創(chuàng)造性勞動在于如何用計算機的有關(guān)技術(shù)和廠家提供的各種芯片，設(shè)計實用的電路和系統(tǒng)，再配上相應(yīng)的應(yīng)用程序，完成各種實際應(yīng)用項目。</p><p>　　主要是應(yīng)用內(nèi)容包括微型計算機體系結(jié)構(gòu)、

6、8086微處理器和指令系統(tǒng)、匯編語言設(shè)計以及單片機的應(yīng)用。微型計算機各個組成部分介紹等內(nèi)容以便使我們對微機原理中的基本概念有較深入的了解，能夠系統(tǒng)地掌握微型計算機的結(jié)構(gòu)8086微處理器和指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計方法、微機系統(tǒng)的接口電路設(shè)計及編程方法等，并具有綜合運用所學(xué)知識分析問題和解決問題的能力。</p><p>　　該設(shè)計在設(shè)計時采用數(shù)模轉(zhuǎn)換器即D/A轉(zhuǎn)換器。而計算機處理后的結(jié)果也必須通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器即D/A

7、轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬量。該設(shè)計能用Protues 7仿真軟件能順利仿真出正弦波。</p><p><b>　　參考資料</b></p><p>　　微型計算機原理及應(yīng)用（第三版） ；</p><p>　　微機原理與接口技術(shù)課程設(shè)計；</p><p>　　MCS-51/52單片機原理與應(yīng)用；</p><p&

8、gt;　　數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）</p><p>　　www.baidu.com</p><p><b>　　術(shù)語與縮寫</b></p><p>　　正弦波輸出，DAC0832數(shù)摸轉(zhuǎn)換，AT89C52單片機，嵌入式，protues軟件仿真</p><p><b>　　硬件設(shè)計</b></p

9、><p>　　本設(shè)計本以8086CPU為核心，8255A等并行接口，拓展相應(yīng)的接口單元，由于對仿真軟件功能不熟悉，一些芯片無法找到，導(dǎo)致功能無法實現(xiàn)，最后小組一直討論用單片機AT89C52代替8086及相應(yīng)芯片完成本設(shè)計。</p><p>　　AT89C52模塊：</p><p>　　AT89C52是一個低電壓，高性能coms 8位單片機，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)

10、擦寫的Flash只讀程序存儲器和256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，AT89C52單片機在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　ATC89C52單片機</p><p><b>　　主要引腳及其功能：</b></

11、p><p><b>　　P0口：</b></p><p>　　P0 口是一組8 位漏極開路型雙向I/O 口， 也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅(qū)動8 個TTL邏輯門電路，對端口P0 寫“1”時，可作為高阻抗輸入端用。 在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash

12、編程時，P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。</p><p><b>　　P1口：</b></p><p>　　P1 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口， P1 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4 個TTL 邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在

13、上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(IIL)。AT89C51 不同之處是，P1.0 和P1.1 還可分別作為定時/計數(shù)器2 的外部計數(shù)輸入（P1.0/T2）和輸入（P1.1/T2EX）。</p><p>　　P1.0和P1.1的第二功能</p><p><b>　　P2口：</b></p><p>　　P2 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻

14、的8 位雙向I/O 口，P2 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4 個TTL 邏輯門電路。對端口P2 寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(IIL)。 在訪問外部程序存儲器或16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX @DPTR 指令）時，P2 口送出高8 位地址數(shù)據(jù)。在訪問8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行MOVX @RI 指令

15、）時，P2 口輸出P2 鎖存器的內(nèi)容。Flash 編程或校驗時，P2亦接收高位地址和一些控制信號。</p><p><b>　　P3口：</b></p><p>　　P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口。P3 口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4 個TTL邏輯門電路。對P3 口寫入“1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時，被外部拉低的P

16、3 口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。P3 口除了作為一般的I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能P3 口還接收一些用于Flash 閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。</p><p><b>　　RET：</b></p><p>　　復(fù)位輸入，當(dāng)振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復(fù)位。</p><p><b

17、>　　ALE/PROG：</b></p><p>　　當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8 位字節(jié)。一般情況下，ALE 仍以時鐘振蕩頻率的1/6 輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE 脈沖。對Flash 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。如有必要，可通過對特

18、殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH 單元的D0 位置位，可禁止ALE 操作。該位置位后，只有一條MOVX 和MOVC指令才能將ALE 激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置ALE 禁止位無效。</p><p><b>　　PSEN：</b></p><p>　　程序儲存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng)AT89C52 由外部程序

19、存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次PSEN 有效，即輸出兩個脈沖。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次PSEN信號。</p><p><b>　　EA/VPP：</b></p><p>　　外部訪問允許。欲使CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為0000H—FFFFH），EA 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1 被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存

20、EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。 Flash 存儲器編程時，該引腳加上+12V 的編程允許電源Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V 編程電壓Vpp。 </p><p><b>　　XTAL1：</b></p><p>　　振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。 </p><p><

21、b>　　XTAL2：</b></p><p>　　振蕩器反相放大器的輸出端。</p><p><b>　　硬件電路設(shè)計原理</b></p><p>　　波形的產(chǎn)生是通過AT89C52執(zhí)行某一波形發(fā)生程序，將所產(chǎn)生的數(shù)字信號傳向DAC0832轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器的輸入端按一定的規(guī)律發(fā)生數(shù)據(jù)，從而在D/A轉(zhuǎn)換電路的輸出端得到相應(yīng)的電壓波

22、形。</p><p>　　波形發(fā)生器是一種常用的信號源，廣泛地應(yīng)用于電子電路、自動控制系統(tǒng)和教學(xué)實驗等領(lǐng)域。</p><p><b>　　硬件電路設(shè)計：</b></p><p>　　對于8086來說，產(chǎn)生正弦波硬件構(gòu)架如下圖所示:</p><p>　　我們采用AT89C52單片機來完成該實驗，于是相應(yīng)的硬件構(gòu)架如下圖：&

23、lt;/p><p>　　DAC0832是電流型輸出，所以在應(yīng)用時應(yīng)該外接一個運放器使其成為電壓輸出，仿真模擬圖如下：</p><p><b>　　軟件編程</b></p><p>　　有了相應(yīng)的硬件基礎(chǔ)，現(xiàn)在我們針對所要完成的功能進行相應(yīng)的軟件編程。我們要輸出一個正弦波，采用最簡單的方法，就是將正弦波的經(jīng)過計算然后存入一個數(shù)組，做成一張正弦波表，然

24、后再將這些值依次輸出，形成一系列的點，從而形成一個正弦波。由硬件圖看出，地址為：ffffH。</p><p><b>　　軟件流程如下：</b></p><p>　　N Y</p><p><b>　　C源代碼如下：</b></p><p>　　#inc

25、lude <reg51.h></p><p>　　unsigned int i,T=0xffff;</p><p>　　code unsigned char Sin[128]={64,67,70,73,76,79,82,85,88,91,94,96,99,102,104,106,</p><p>　　109,111,113,115,117,118,120

26、,121,123,124,125,126,126,</p><p>　　127,127,127,127,127,127,127,126,126,125,124,123,121,</p><p>　　120,118,117,115,113,111,109,106,104,102,99,96,94,91,</p><p>　　88,85,82,79,76,73,70,6

27、7,64,60,57,54,51,48,45,42,39,</p><p>　　36,33,31,28,25,23,21,18,16,14,12,10,9,7,6,4,3,2,1,</p><p>　　1,0,0,0,0,0,0,0,1,1,2,3,4,6,7,9,10,12,14,16,18,21,23,</p><p>　　25,28,31,33,36,39,4

28、2,45,48,51,54,57,60};</p><p><b>　　main()</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><

29、;p>　　if(++i==128)i=0;</p><p>　　P1=Sin[i];</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　到此，設(shè)計的軟件和硬件系統(tǒng)全部設(shè)計完畢。</p><p><b>　　系統(tǒng)

30、仿真調(diào)試</b></p><p>　　對系統(tǒng)仿真，我們用的是proteus 7 professional 軟件進行仿真實驗，將各部分硬件按圖連接好，然后將程序代碼導(dǎo)入，運行之后，結(jié)果如下圖所示：</p><p><b>　　正弦波輸出圖</b></p><p>　　輸出的正弦波和我們預(yù)想一樣，所以整個設(shè)計完成。</p>

31、<p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　這次課程設(shè)計對于不是熟練接口的人來說是小菜一碟，但是對于我們初學(xué)者來說還是比較困難呢，主要的困難來自對硬件設(shè)計的各引腳的連接和對實現(xiàn)程序的設(shè)計。功夫不負有心人，經(jīng)過3個人的合作和努力，我們最后對實驗的原理有了清晰的認識。。</p><p>　　通過實驗，我們對接口有了一定程度的了解，對于類似的設(shè)計，個人

32、感覺重要的還是對于硬件的程序的設(shè)計，針對不同的功能用不同的算法實現(xiàn)，這也是可編程芯片的一個優(yōu)勢，在不改動硬件的情況下，可用軟件方法來實現(xiàn)不同功能。</p><p>　　總之，這次課程設(shè)計對于我們有很大的幫助，通過課程設(shè)計，我更加深入地理解了，微機原理課程上講到的各種芯片的功能，以及引腳的作用，同時加深了對于主要芯片的應(yīng)用的認識，對于接口的設(shè)計重要的是理論與實際相結(jié)合，這也是接口這門課程的一個特殊之處——只有理論知

33、識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論 ，然后通過實踐反復(fù)檢驗理論，才是真正的知識，才能提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。而且在做課程設(shè)計的過程中，不僅是考驗自己所學(xué)的《微機原理》知識，還有別的課程如：數(shù)字電路，單片機，還有C語言設(shè)計等的知識，更加鍛煉了自己的分析問題的能力和解決實際問題的能力。</p><p><b>　　參考文獻</b></p&

34、gt;<p>　　【1】聞新 《CS-51/52單片機原理與應(yīng)用》 北京：科學(xué)出版社 2009.8</p><p>　　【2】馬義德，張再峰，徐光柱，杜桂芳《微型計算機原理及應(yīng)用》 北京：高等教育出版社 2004.7</p><p>　　【3】吳新開，王南蘭《微機原理與接口技術(shù)課程設(shè)計》長沙：中南大學(xué)出版社 2009.11</p><p>　　【4】閻