单片机方波发生器报告.doc

河池科技大学 单 片 机 课 程 设 计 题 目 ____________________ 姓 名 ____________________ 学 院 ____________________ 专 业 ____________________ 学 号 ____________________ 指导教师 ____________________ 成 绩 ____________________ 二〇一二年五月二十二日制 摘 要 本课程设计设计的是一种AT89C51单片机构成的波形发生器，可产生方波、三角波、正弦波、锯齿波等多种波形，波形的周期可用程序改变，并可根据需要选择单极性输出或双极性输出，具有线路简单、结构紧凑、性能优越等特点。文章给出了源代码，通过仿真测试，其性能指标达到了设计要求。 关键词：单片机；DAC；信号发生器  目 录 第一章 系统功能要求： 2 1.1、设计内容 2 1.2设计原理 2 第二章 方波发生器设计方案论证 3 2.1 方案的设计与选择 3 第三章 系统的硬件电路的设计 4 3.1系统硬件原理 4 3.2芯片端口资源分配表 4 第四章 软件设计 5 4.1 主程序 5 4.2系统初始化子程序 5 4.3键盘中断子程序 5 4.4 定时器中断子程序 6 第五章、 系统调试 7 第六章、 结果分析 9 参考文献 10 附件 1 11 附录2 基于单片机方波发生器的器件清单 16 第一章 系统功能要求： 用单片机产生频率可调的方波信号。输出方波的频率范围为1Hz-200Hz，频率误差比小于0.5%。要求用4 个按钮改变方波给定频率，按钮每按下一次，给定频率改变一次。用示波器观察方波波形。 1.1、设计内容 本课程设计是设计一个方波发生器，用4个按钮控制方波的频率以及占空比。 1.2设计原理 AT89C51单片机具有组成微型计算机的各部分部件：CPU、RAM、I/O定时器/计数器以及串行通讯接口等。只要将AT89C51的ROM，接口电路，再配置键盘及其接口，显示器及其接口，数模转换及波形输出，指示灯及其接口等四部分，即可构成所需波形发生器。其信号发生器构成原理框图如图1所示。 图1 – 方波信号发生器设计原理框图 在信号发生器中，只用到片内中断请求，即是在AT89C51输出一个波形采样点信号后，接着启动定时器，在定时器未产生中断之前，AT89C51等待，直到定时器计时结束，产生中断请求，AT89C51响应中断，接着输出下一个信号波形，如此循环。当有按键按下时，产生外部中断请求信号，CPU暂停当前工作，处理中断请求，重新装入定时初值，开始定时。 第二章 方波发生器设计方案论证 在电子技术领域中，实现方波发生器的方法有很多种，可以采用不同的原理及器件构成不同的电路，但可以实现相同的功能。 2.1 方案的设计与选择 实现方波发生器的方法很多， 但主要有三个方案： 采用单片函数发生器 8038， 采用锁相式频率合成器，采用单片机编程。 单片函数发生器 8038 简单易行， 可实现数控调整频率 信号频率稳定度不高 锁相式频率合成器 性能良好 难以达到输出频率覆盖系数 单片机编程 信号精度较高 需求软硬件结合 通过对比， 决定采用单片机编程的方法来实现。 该方法可以通过编程的方法来控制信号波形的频率和幅度， 而且在硬件电路不变的情况下， 通过改编程序来实现频率的变换。此外，由于通过编程方法产生的是数字信号，所以信号的精度可以做得很高。 图2 – 系统硬件原理图 3.2芯片端口资源分配表 表2 74LS21芯片端口资源分配表 芯片端口 作用说明 1 连接按键1，判断按键1是否按下 2 连接按键2，判断按键2是否按下 3 连接按键3，判断按键3是否按下 4 连接按键4，判断按键4是否按下 5 发送键盘中断请求信号 表3 AT89C51 芯片端口资源分配表 芯片端口 作用说明 P1.0 连接按键1，控制输出方波频率 P1.1 连接按键2，控制输出方波频率 P1.2 连接按键3，控制输出方波占空比 P1.3 连接按键4，控制输出方波占空比 P2.0 输出方波波形 P3.2 接收键盘中断请求信号 第四章 软件设计 方波发生器的软件设计包括主程序、延时子程序、系统初始化程序、键盘中断子程序、定时器中断子程序。 4.1 主程序 主程序包括系统初始化，和一个死循环