單片機(jī)波形發(fā)生器課程設(shè)計(jì)報(bào)告 (2)

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

2、><b>　　設(shè)</b></p><p><b>　　計(jì)</b></p><p>　　題 目：波形發(fā)生器——方波</p><p>　　學(xué) 院：電氣工程學(xué)院</p><p>　　專(zhuān)業(yè)班級(jí)：09自動(dòng)化1班</p><p><b>　　引言</b&

3、gt;</p><p>　　單片機(jī)的出現(xiàn)是近代計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展史上的重要里程碑。單片機(jī)自20世紀(jì)70年代問(wèn)世以來(lái)，以其極高的性能價(jià)格比，受到人們的重視和關(guān)注，應(yīng)用很廣、發(fā)展很快。近年來(lái)隨著電子技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，單片機(jī)的檔次不斷提高，其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大，在工業(yè)測(cè)控、尖端科學(xué)、智能儀器儀表、日用家電、汽車(chē)電子系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化設(shè)備、個(gè)人通信終端及通信產(chǎn)品中得到了廣泛應(yīng)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(jī)控制無(wú)疑是人們追求的目標(biāo)之一，它所給人帶來(lái)的方便也是不可否定的，其中三角波發(fā)生器就是一個(gè)典型的例子，但人們對(duì)它的要求越來(lái)越高，要為現(xiàn)代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的設(shè)施就需要從數(shù)單片機(jī)技術(shù)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(shè)計(jì)是在學(xué)習(xí)了單片機(jī)的基本原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，綜合利用所學(xué)單片機(jī)知識(shí)完成一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)并仿真

5、實(shí)現(xiàn)，從而加深對(duì)單片機(jī)軟硬知識(shí)的理解，獲得初步的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)；進(jìn)一步熟悉和掌握單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，了解單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法和步驟。</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 設(shè)計(jì)概述3</b></p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)和要求3</p><p&g

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

7、　2.4.1時(shí)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(shè)計(jì)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(jì)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(shè)計(jì)11</p><p>　　4.2仿真結(jié)果分析12</p><p>　　5 系統(tǒng)原理圖12</p><p><b>　　6 心得體會(huì)13</b></p><p>　　7 源程序…………………………………………………

10、………………………………………..15</p><p><b>　　1 設(shè)計(jì)概述</b></p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)和要求</p><p>　　1.設(shè)計(jì)一款能輸出方波的波形發(fā)生器；</p><p>　　2.設(shè)計(jì)波形輸出按鈕：當(dāng)按下按鈕的時(shí)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(pán)改變輸出波形周期；</p><p><b>　　5.其他功能；</b></p><p><b>　　1.2 設(shè)計(jì)思路</b></p><p>　　首先確定我們所設(shè)計(jì)的是一個(gè)波形發(fā)生器，可以利用中斷，使單片機(jī)P1.2引腳輸出方波<

12、/p><p>　　根據(jù)所要實(shí)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(gè)軟件設(shè)計(jì)分為若干子程序，有初始化、查詢時(shí)間、發(fā)送指令、讀取數(shù)據(jù)、顯示頻率等構(gòu)成，可將以上子程序分別設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)各自的功能，再在子程序中調(diào)用，就可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)。</p><p>　　在proteus軟件里畫(huà)出相應(yīng)的電路圖，將編寫(xiě)好的程序的編譯后的文件下載到proteus電路圖的單片機(jī)里，進(jìn)行仿真，設(shè)置

13、不同的參數(shù)，看是否達(dá)到了我們?cè)O(shè)計(jì)所要求的目標(biāo)，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(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1 設(shè)計(jì)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(gè)七段數(shù)碼管顯示輸出波形的頻率，利用一個(gè)數(shù)碼管顯示頻率的改變。</p><p>　　2.3 定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0輸出方波的原理</p><p>　　采用定時(shí)/計(jì)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(shí)的方式2時(shí)，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(jì)算計(jì)數(shù)初值X：</p><p>　　由于晶振為12MHZ，所以機(jī)器周期為1us。</p><p><b>　　

16、2.4 硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.4.1 時(shí)鐘振蕩電路</p><p>　　采用的是1MHZ的晶振頻率，它與單片機(jī)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(guò)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(gè)七段數(shù)碼管，為共陽(yáng)極結(jié)構(gòu)，通過(guò)設(shè)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(shè)計(jì)</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(yīng)的16進(jìn)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(yīng)的16進(jìn)制數(shù)，送P2口顯示。利用P2口顯示頻率的個(gè)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(jì)數(shù)初值TH0、TL0程序</p><p>　　利用查表程序，可以改變定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0方式2的計(jì)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(guò)

28、改變P1.0口的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(shè)計(jì)</p><p>　　本設(shè)計(jì)是在Proteus環(huán)境下進(jìn)行仿真的，仿真所用到的器件有：?jiǎn)纹瑱C(jī)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(jié)果分析</b></p>&l

32、t;p>　　本設(shè)計(jì)在仿真的條件下可以正確的顯示頻率。仿真時(shí)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(guò)Proteus進(jìn)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(huì)</b></p><p>　　在本次設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)很多的問(wèn)題，雖然以前還做過(guò)這樣的設(shè)計(jì)但這次設(shè)計(jì)真的讓我長(zhǎng)進(jìn)了很多，單片機(jī)課程設(shè)計(jì)重點(diǎn)就在于軟件算法的設(shè)計(jì)，需要有很巧妙的程序算法，雖然以前寫(xiě)過(guò)幾次程序，但我覺(jué)的寫(xiě)好一個(gè)程序并不是一件簡(jiǎn)單的事，舉個(gè)例子，以前寫(xiě)的那幾次，數(shù)據(jù)加減時(shí)，我用的都是BCD碼，這一次，

34、我全部用的都是16進(jìn)制的數(shù)直接加減，顯示處理時(shí)在用除法去刪分,感覺(jué)效果比較好，有好多的東西，只有我們?nèi)ピ囍隽?，才能真正的掌握，只學(xué)習(xí)理論有些東西是很難理解的，更談不上掌握。</p><p>　　通過(guò)這次對(duì)波形發(fā)生器的設(shè)計(jì)與制作，讓我了解了設(shè)計(jì)電路的程序，也讓我了解了關(guān)于波形發(fā)生的原理與設(shè)計(jì)理念，要設(shè)計(jì)一個(gè)電路總要先用仿真成功之后才實(shí)際接線的。但是最后的成品卻不一定與仿真時(shí)完全一樣，因?yàn)?，再?shí)際接線中有著各種各樣

35、的條件制約著。而且，在仿真中無(wú)法成功的電路接法，在實(shí)際中因?yàn)樾酒旧淼奶匦远軌虺晒?。所以，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮兩者的差異，從中找出最適合的設(shè)計(jì)方法。</p><p>　　通過(guò)這次學(xué)習(xí)，讓我對(duì)各種電路都有了大概的了解，所以說(shuō)，坐而言不如立而行，對(duì)于這些電路還是應(yīng)該自己動(dòng)手實(shí)際操作才會(huì)有深刻理解。</p><p>　　從這次的課程設(shè)計(jì)中，我真真正正的意識(shí)到，在以后的學(xué)習(xí)中，要理論聯(lián)系實(shí)際，把我們所

36、學(xué)的理論知識(shí)用到實(shí)際當(dāng)中，學(xué)習(xí)單機(jī)片機(jī)更是如此，程序只有在經(jīng)常的寫(xiě)與讀的過(guò)程中才能提高，這就是我在這次課程設(shè)計(jì)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