畢業(yè)設(shè)計基于單片機的方波信號發(fā)生器

1、 畢 業(yè) 設(shè) 計 畢 業(yè) 設(shè) 計課題名稱 基于單片機的方波信號發(fā)生器 姓 名 學(xué) 號 所在系 電子系 專業(yè)年級 指導(dǎo)教師_ _職 稱_副教授_二o一o 年 月 日 目 錄摘 要iiiabstractiv第1章 引言1第2章 單片機概述1第3章 芯片簡介13.1 msc-52芯片簡介13.2 8255芯片簡介53.3 74ls373簡介6第4章. 系統(tǒng)硬件設(shè)計64.2方波發(fā)生器設(shè)計方案7421 系統(tǒng)總框圖如下：7422 交通燈硬件線路圖8423 系統(tǒng)工作原理10第5章控制器的軟件設(shè)計105.1每秒鐘的設(shè)定105.2計數(shù)器硬件延時105.2.1 計數(shù)器初值計算105.2.2 計算公式105.2.3

2、 秒的方法115.2.4相應(yīng)程序代碼115.3 軟件延時125.4 時間及信號燈的顯示125.4.1 8051并行口的擴展125.4.3 8255pa口輸出信號接信號燈：135.4.4 8255輸出信號與數(shù)碼管的連接：135.4.5 8255與8051的連接：135.5 程序設(shè)計145.5.1流程圖如圖所示145.5.2 程序源代碼15結(jié) 束 語20參考文獻20致 謝21摘 要近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機的應(yīng)用正在不斷地走向深入。在實時檢測和自動控制的單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機往往是作為一個核心部件來使用，僅單片機方面知識是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對具體應(yīng)用對象特點的軟件結(jié)合，加

3、以完善。本文首先對智能交通燈的研究意義和智能交通燈的研究現(xiàn)狀進行了分析，指出了現(xiàn)狀交通燈存在的缺點，并提出了改進方法。智能交通燈控制系統(tǒng)通常要實現(xiàn)自動控制。本文還對at89s51單片機的結(jié)構(gòu)特點和重要引腳功能進行了介紹，同時對智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計進行了詳細的分析。關(guān)鍵詞：；微處理器模塊at89s52；程序設(shè)計abstractalong with science and technology is updating in recent years , the application of mcu is going deeper. in the application of the autom

4、atic control and detection of real time, the mcu is used to use as a key parts. but if you want to design a system , only learn the knowledge of mcu is insufficient . you should perfect the system on the basis of the structure of the hardware and it is link to the characteristic of the application o

5、bject of the software.first, in this paper, we discuss the studying significance and studying situation of the intelligent transportation system(its) ,then point out the drawback of the current situation and give the improve method. automatic control is the most important function of the its. this p

6、aper describe the character of structure and the function of pin of at89s51 scm.it also give detailed analysis of its design .keywords: at8951 mcu; its; program design - iv -圖1程序存儲器(rom)：8051共有4096個8位掩膜rom，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。定時/計數(shù)器(rom)：8051有兩個16位的可編程定時/計數(shù)器，以實現(xiàn)定時或計數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。并行輸入輸出(i/o)口：8051共有4組8位

7、i/o口(p0、 p1、p2或p3)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。全雙工串行口：8051內(nèi)置一個全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。中斷系統(tǒng)：8052具備較完善的中斷功能，有兩個外中斷、兩個定時/計數(shù)器中斷和一個串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有2級的優(yōu)先級別選擇。時鐘電路：8052內(nèi)置最高頻率達12mhz的時鐘電路，用于產(chǎn)生整個單片機運行的脈沖時序，但8052單片機需外置振蕩電容。單片機的結(jié)構(gòu)有兩種類型，一種是程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開的形式，即哈佛(harvard)結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計算機廣泛使用的程序存儲器與數(shù)據(jù)存

8、儲器合二為一的結(jié)構(gòu)，即普林斯頓(princeton)結(jié)構(gòu)。intel的mcs-51系列單片機采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式，而后續(xù)產(chǎn)品16位的mcs-96系列單片機則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)。下圖是mcs-51系列單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖2。 圖2mcs-51的引腳說明：mcs-51系列單片機中的8031、8051及8751均采用40pin封裝的雙列直接dip結(jié)構(gòu)，右圖是它們的引腳配置，40個引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時鐘線兩根，4組8位共32個i/o口，中斷口線與p3口線復(fù)用?，F(xiàn)在我們對這些引腳的功能加以說明：mcs-51的引腳說明：mcs-51系列單片機中的8031、8051及8751均采用

9、40pin封裝的雙列直接dip結(jié)構(gòu)，右圖是它們的引腳配置，40個引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時鐘線兩根，4組8位共32個i/o口，中斷口線與p3口線復(fù)用?，F(xiàn)在我們對這些引腳的功能加以說明：如圖3 圖3pin9:reset/vpd復(fù)位信號復(fù)用腳，當(dāng)8051通電，時鐘電路開始工作，在reset引腳上出現(xiàn)24個時鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。初始化后，程序計數(shù)器pc指向0000h，p0-p3輸出口全部為高電平，堆棧指針寫入07h，其它專用寄存器被清“0”。reset由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從0000h地址開始執(zhí)行程序。然而，初始復(fù)位不改變ram（包括工作寄存器r0-r7）的

10、狀態(tài)，8051的初始態(tài)。8051的復(fù)位方式可以是自動復(fù)位，也可以是手動復(fù)位，見下圖4。此外，reset/vpd還是一復(fù)用腳，vcc掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機內(nèi)部ram的數(shù)據(jù)不丟失。圖4pin30:ale/當(dāng)訪問外部程序器時，ale(地址鎖存)的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。而訪問內(nèi)部程序存儲器時，ale端將有一個1/6時鐘頻率的正脈沖信號，這個信號可以用于識別單片機是否工作，也可以當(dāng)作一個時鐘向外輸出。更有一個特點，當(dāng)訪問外部程序存儲器，ale會跳過一個脈沖。如果單片機是eprom，在編程其間，將用于輸入編程脈沖。pin29:當(dāng)訪問外部程序存儲器時，此腳輸出負脈沖選通信號，pc的

11、16位地址數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在p0和p2口上，外部程序存儲器則把指令數(shù)據(jù)放到p0口上，由cpu讀入并執(zhí)行。pin31:ea/vpp程序存儲器的內(nèi)外部選通線，8051和8751單片機，內(nèi)置有4kb的程序存儲器，當(dāng)ea為高電平并且程序地址小于4kb時，讀取內(nèi)部程序存儲器指令數(shù)據(jù)，而超過4kb地址則讀取外部指令數(shù)據(jù)。如ea為低電平，則不管地址大小，一律讀取外部程序存儲器指令。顯然，對內(nèi)部無程序存儲器的8031,ea端必須接地。在編程時，ea/vpp腳還需加上21v的編程電壓。3.2 8255芯片簡介8255可編程并行接口芯片簡介: 8255可編程并行接口芯片有三個輸入輸出端口，即a口、b口和c口，對應(yīng)于引腳

12、pa7pa0、pb7pb0和pc7pc0。其內(nèi)部還有一個控制寄存器，即控制口。通常a口、b口作為輸入輸出的數(shù)據(jù)端口。c口作為控制或狀態(tài)信息的端口，它在方式字的控制下，可以分成4位的端口，每個端口包含一個4位鎖存器。它們分別與端口a配合使用，可以用作控制信號輸出或作為狀態(tài)信號輸入。8255可編程并行接口芯片方式控制字格式說明:8255有兩種控制命令字；一個是方式選擇控制字；另一個是c口按位置位復(fù)位控制字。其中c口按位置位復(fù)位控制字方式使用較為繁難，說明也較冗長，故在此不作敘述，需要時用戶可自行查找有關(guān)資料。方式控制字格式說明如表1： 表1d7d6d5d4d3d2d1d0 d7：設(shè)定工作方式標(biāo)志，

13、1有效。 d6、d5：a口方式選擇 0 0 方式0 0 1 方式1 1 方式2 d4：a口功能 （1=輸入，0=輸出） d3：c口高4位功能 （1=輸入，0=輸出） d2：b口方式選擇 （0=方式0，1=方式1） d1：b口功能 （1=輸入，0=輸出）d0：c口低4位功能 （1=輸入，0=輸出） 8255可編程并行接口芯片工作方式說明: 方式0：基本輸入輸出方式。適用于三個端口中的任何一個。每一個端口都可以用作輸入或輸出。輸出可被鎖存，輸入不能鎖存。 方式1：選通輸入輸出方式。這時a口或b口的8位外設(shè)線用作輸入或輸出，c口的4條線中三條用作數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆?lián)絡(luò)信號和中斷請求信號。 方式2 ：雙向總線

14、方式。只有a口具備雙向總線方式，8位外設(shè)線用作輸入或輸出，此時c口的5條線用作通訊聯(lián)絡(luò)信號和中斷請求信號。3.3 74ls373簡介74ls373 是一種帶三態(tài)門的8d鎖存器，其管腳示意圖如下示：423 系統(tǒng)工作原理（1）開關(guān)鍵盤輸入交通燈初始時間，通過8051單片機p1輸入到系統(tǒng) (2) 由8051單片機的定時器每秒鐘通過p0口向8255的數(shù)據(jù)口送信息，由8255的pa 口顯示紅、綠、黃燈的燃亮情況；由8255的pc口顯示每個燈的燃亮?xí)r間。 (3)8051通過 設(shè)置 各個信號等的燃亮?xí)r間、通過8031設(shè)置，綠、紅時間分別為60秒、80秒循環(huán)由8051的 p0口向8255的數(shù)據(jù)口輸出。（4）

15、通過8051單片機的p3.0位來控制系統(tǒng)是工作或設(shè)置初值，當(dāng).牌位0就對系統(tǒng)進行初始化，為1系統(tǒng)就開始工作。（5）紅燈倒計時時間，當(dāng)有車輛闖紅燈時，啟動蜂鳴器進行報警，3s后然后恢復(fù)正常。（6）增加每次綠燈時間車流量檢測的功能，并且通過查詢p2.0端口的電平是否為低，開關(guān)按下為低電平，雙位數(shù)碼管顯示車流量，直到下一次綠燈時間重新記入。（7）綠燈時間倒計時完畢，重新循環(huán)。第5章控制器的軟件設(shè)計5.1每秒鐘的設(shè)定 延時方法可以有兩種一中是利用mcs-51內(nèi)部定時器才生溢出中斷來確定1秒的時間，另一種是采用軟延時的方法。5.2計數(shù)器硬件延時5.2.1 計數(shù)器初值計算 定時器工作時必須給計數(shù)器送計數(shù)器

16、初值，這個值是送到th和tl中的。他是以加法記數(shù)的，并能從全1到全0時自動產(chǎn)生溢出中斷請求。因此，我們可以把計數(shù)器記滿為零所需的計數(shù)值設(shè)定為c和計數(shù)初值設(shè)定為tc 可得到如下計算通式： tc=m-c式中，m為計數(shù)器摸值，該值和計數(shù)器工作方式有關(guān)。在方式0時m為213 ；在方式1時m的值為216；在方式2和3為285.2.2 計算公式 t=（mtc）t計數(shù) 或t計數(shù)t計數(shù)是單片機時鐘周期的倍；為定時初值如單片機的主脈沖頻率為，經(jīng)過分頻方式213微秒毫秒方式216微秒毫秒顯然秒鐘已經(jīng)超過了計數(shù)器的最大定時間，所以我們只有采用定時器和軟件相結(jié)合的辦法才能解決這個問題5.2.3 秒的方法我們采用在主程

17、序中設(shè)定一個初值為的軟件計數(shù)器和使定時毫秒這樣每當(dāng)?shù)胶撩霑r就響應(yīng)它的溢出中斷請求，進入他的中斷服務(wù)子程序。在中斷服務(wù)子程序中，先使軟件計數(shù)器減，然后判斷它是否為零。為零表示秒已到可以返回到輸出時間顯示程序。5.2.4相應(yīng)程序代碼（）主程序定時器需定時毫秒，故工作于方式。初值： t計數(shù)ms/1us=15536=3cboh org 1000h start: mov tmod, #01h ; 令為定時器方式 mov th0, #3ch ;裝入定時器初值 mov tl0, #boh; mov ie,#82h ;開中斷 sebt to；啟動計數(shù)器 mov ro,#14h;軟件計數(shù)器賦初值loop:sjm

18、p $；等待中斷（）中斷服務(wù)子程序 ：djnz ，ajmp time ; 跳轉(zhuǎn)到時間及信號燈顯示子程序 djnz：，；恢復(fù)值 mov th0, #3ch ;重裝入定時器初值 mov tl0, #boh; mov ie,#82h 5.3 軟件延時 mcs-51的工作頻率為2-12mhz，我們選用的8031單片機的工作頻率為6mhz。機器周期與主頻有關(guān)，機器周期是主頻的12倍，所以一個機器周期的時間為12*（1/6m）=2us。我們可以知道具體每條指令的周期數(shù)，這樣我們就可以通過指令的執(zhí)行條數(shù)來確定1秒的時間。 具體的延時程序分析： delay:mov r4,#08h 延時1秒子程序 de2:lc

19、all delay1 djnz r4,de2 retdelay1:mov r6,#0 延時125ms 子程序 mov r5,#0de1: djnz r5,$ djnz r6,de1 ret mov rn，#data 字節(jié)數(shù)數(shù)為2 機器周期數(shù)為1所以此指令的執(zhí)行時間為2ms delay1 為一個雙重循壞 循環(huán)次數(shù)為256*256=65536 所以延時時間=65536*2=131072us 約為125us delay r4設(shè)置的初值為8 主延時程序循環(huán)8次，所以125us*8= 1秒 由于單片機的運行速度很快其他的指令執(zhí)行時間可以忽略不計。5.4 時間及信號燈的顯示5.4.1 8051并行口的擴展

20、 3 驅(qū)動代碼表5.4.5 8255與8051的連接：用8051的p0 口的 p0.7 連接8255的片選信號cs 我們用8031的地址采用全譯碼方式，當(dāng)p0.7 =0 時片選有效， 其他無效， p0.1 p0.1 用于選擇8255端口 p0.7 p0.6 p0.5 p0.4 p0.3 p0.2 p0.1 p0.0a7 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a01 x x x x x 0 0 00h為8255 的pa口1 x x x x x 0 1 01h 為8255的pb口1 x x x x x 1 0 02h 為8255的pc口1 x x x x x 1 1 03h 為8255的控制口由于8

21、051是分時對8255和儲存器進行訪問所以8051的p0口不會發(fā)生沖突5.5 程序設(shè)計方波信號發(fā)生器設(shè)計一、概述單片機集成度高、功能強、可靠性高、體積小、功耗地、使用方便、價格低廉等一系列優(yōu)點，目前已經(jīng)滲入到人們工作和生活的方方面面，幾乎“無處不在，無所不為”。單片機的應(yīng)用領(lǐng)域已從面向工業(yè)控制、通訊、交通、智能儀表等迅速發(fā)展到家用消費產(chǎn)品、辦公自動化、汽車電子、pc機外圍以及網(wǎng)絡(luò)通訊等廣大領(lǐng)域。 單片機有兩種基本結(jié)構(gòu)形式:一種是在通用微型計算機中廣泛采用的，將程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器合用一個存儲器空間的結(jié)構(gòu)，稱為普林斯頓結(jié)構(gòu)。另一種是將程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器截然分開，分別尋址的結(jié)構(gòu)，一般需要較大

22、的程序存儲器，目前的單片機以采用程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器截然分開的結(jié)構(gòu)為多。 本課題討論的方波發(fā)生器的核心是目前應(yīng)用極為廣泛的 51系列單片機。1.1、設(shè)計內(nèi)容本課程設(shè)計是設(shè)計一個方波發(fā)生器，用4位數(shù)碼管顯示方波的頻率。1.2、設(shè)計的基本要求頻率可調(diào)，用一個變阻器來調(diào)整波形的頻率，頻率調(diào)節(jié)范圍為20hz2000hz；占空比可調(diào)，采用兩個按鍵來實現(xiàn)增加、減小波形的占空比作用，占空比調(diào)節(jié)步長為1%，即每按鍵一次，占空比增加或減少1%。占空比用另外兩位數(shù)碼管顯示。系統(tǒng)上電時頻率依變阻器的阻值設(shè)定，占空比設(shè)定為50%。而我們在此設(shè)計的方波發(fā)生器與要求要設(shè)計的有點區(qū)別，所設(shè)計的頻率調(diào)節(jié)范圍為1hz1500

23、0hz，以調(diào)節(jié)變阻器的阻值來實現(xiàn)頻率的調(diào)節(jié)相對來說要麻煩些。因此，頻率也使用按鍵來進行調(diào)節(jié)，不同的頻率及占空比可以使用不同的按鍵來實現(xiàn)，而以鍵盤掃描來實現(xiàn)各鍵的不同功能；顯示部分可以使用zlg7290芯片及數(shù)碼管來實現(xiàn)。由此即可構(gòu)成一個最小單片機應(yīng)用系統(tǒng)。 二、方波發(fā)生器設(shè)計方案在電子技術(shù)領(lǐng)域中，實現(xiàn)方波發(fā)生器的方法有很多種，可以采用不同的原理及器件構(gòu)成不同的電路，但可以實現(xiàn)相同的功能。在此次設(shè)計中，有些地方與課題原本的具體要求有點不同。如實現(xiàn)頻率調(diào)節(jié)時，不是按要求利用調(diào)整變阻器的阻值來完成的，而是用按鍵來實現(xiàn)的。2.1、方案介紹微處理器模塊at89s52，頻率與占空比信息顯示模塊，24矩陣鍵

24、盤模塊，74ls164移位寄存器顯示驅(qū)動模塊。本設(shè)計中用到兩個定時器，定時器0和定時器1，其中定時器0工作在定時方式下，決定方波的頻率；定時器1同樣工作在定時方式下，用于設(shè)定占空比。用led顯示器來顯示頻率與占空比，鍵盤的操作是通過外中斷與單片機共同來控制的，鍵盤操作來完成按要求對頻率與占空比進行調(diào)節(jié)。.2、設(shè)計的基本要求頻率可調(diào)，用一個變阻器來調(diào)整波形的頻率，頻率調(diào)節(jié)范圍為20hz2000hz；占空比可調(diào)，采用兩個按鍵來實現(xiàn)增加、減小波形的占空比作用，占空比調(diào)節(jié)步長為1%，即每按鍵一次，占空比增加或減少1%。占空比用另外兩位數(shù)碼管顯示。系統(tǒng)上電時頻率依變阻器的阻值設(shè)定，占空比設(shè)定為50%。而

25、我們在此設(shè)計的方波發(fā)生器與要求要設(shè)計的有點區(qū)別，所設(shè)計的頻率調(diào)節(jié)范圍為1hz15000hz，以調(diào)節(jié)變阻器的阻值來實現(xiàn)頻率的調(diào)節(jié)相對來說要麻煩些。因此，頻率也使用按鍵來進行調(diào)節(jié)，不同的頻率及占空比可以使用不同的按鍵來實現(xiàn)，而以鍵盤掃描來實現(xiàn)各鍵的不同功能；顯示部分可以使用zlg7290芯片及數(shù)碼管來實現(xiàn)。由此即可構(gòu)成一個最小單片機應(yīng)用系統(tǒng)。 2.2、方波發(fā)生器的原理與功能方波發(fā)生器的原理方框圖如圖1所示鍵盤單片機89s52led 顯 示頻率與占空比數(shù)據(jù)頻率與占空比數(shù)據(jù)圖1 方波發(fā)生器原理框圖 由于系統(tǒng)的要求不高，比較單一的，再加上我們是通過定時器來調(diào)節(jié)頻率的，而非電阻，因此實現(xiàn)起來就相對簡化了。

26、僅用鍵盤、at89s52及串行顯示便可完成設(shè)計，達到所要求實現(xiàn)的功能。方波發(fā)生器工作原理與功能：簡單的流程為：主程序掃描鍵盤，將設(shè)置信息輸入，處理后，輸出到led顯示器顯示。單片機的晶振為11.0592mhz，用到了兩個定時器，即定時器0與定時器1，分別進行頻率與占空比的定時，兩個定時器都是工作在方式1。根據(jù)計算定時器初值的公式： 計算出定時器0與定時器1所要裝入的初值。頻率及占空比的顯示電路由74ls164構(gòu)成的驅(qū)動電路和led數(shù)碼顯示管組成，利用八個數(shù)碼管來顯示，有五位是用來顯示頻率的，有兩位是顯示占空比的，在頻率與占空比顯示管中間有一個led數(shù)碼管是用來顯示“”的，用以區(qū)分頻率顯示與占空

27、比顯示的。此電路的鍵盤是由一個狀態(tài)鍵，四個功能鍵（調(diào)節(jié)頻率與占空比的增減）組成，其特殊之處在于利用外部中斷實現(xiàn)鍵盤掃描。狀態(tài)鍵有三種狀態(tài)，當(dāng)其處于狀態(tài)0時，則其它的鍵會處于無用狀態(tài)，當(dāng)其處于狀態(tài)1時，可通過按四個調(diào)節(jié)鍵來調(diào)節(jié)頻率，處于第三種狀態(tài)時，按四個調(diào)節(jié)鍵中的前兩個便可對占空比進行調(diào)節(jié)了。三、系統(tǒng)的硬件設(shè)計3.1、單片機最小系統(tǒng)單片機各功能部件的運行都是以時鐘頻率為基準的，有條不紊地進行工作。因而時鐘頻率直接影響單片機的速度，時鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機系統(tǒng)的穩(wěn)定性。常用的時鐘電路方式有兩種：一種是內(nèi)部時鐘方式，一種是外部時鐘方式，這里采用的是內(nèi)部時鐘方式，外接晶振。時鐘電路由片外晶體、

28、微調(diào)電容和單片機的內(nèi)部電路組成。選取頻率為11.0592mhz的晶振，微調(diào)電容是瓷片電容。89s52單片機的p0.7口作為波形輸出口，若接示波器，則可通過示波器來觀察波形，是一個矩形波。圖2 單片機最小系統(tǒng)此單元電路包括時鐘電路、復(fù)位電路，具體電路如圖2所示：3.2、小鍵盤接口電路小鍵盤如圖3所示。它包括8個鍵，系統(tǒng)中用到的鍵只有5個，分別為0號、1號、2號、3號、4號鍵。其中0號鍵是狀態(tài)鍵，采用外部中斷控制，用它來確定其它幾個鍵的按鍵功能，具體作用在前述的系統(tǒng)功能中已做介紹了；另外4個鍵為功能鍵，調(diào)節(jié)頻率與占空比的。小鍵盤中引出的6根線依次分別接單片機的p1.0、p1.1、p1.2、p1.3

29、、p1.4、p1.5口。.3、led顯示電路采用靜態(tài)顯示來實現(xiàn)顯示功能，如圖4所示。移位寄存器74ls164，實現(xiàn)串行輸入，并行輸出。串行數(shù)據(jù)由rxd輸出，從74ls164的a、b端口輸入寄存器，移位時鐘由txd提供。在移位時鐘作用下，存放顯示器段碼的串行發(fā)送緩沖器數(shù)據(jù)逐位由a、b端移入到74ls164中，再由q0到q7并行輸出到顯示數(shù)碼管相應(yīng)的led上。8片74ls164首尾相串，而時鐘端則接在一起。這部分的最終功能是顯示頻率與占空比。顯示部分具體電路如圖4所示：3.3、led顯示電路采用靜態(tài)顯示來實現(xiàn)顯示功能，如圖4所示。移位寄存器74ls164，實現(xiàn)串行輸入，并行輸出。串行數(shù)據(jù)由rxd輸

30、出，從74ls164的a、b端口輸入寄存器，移位時鐘由txd提供。在移位時鐘作用下，存放顯示器段碼的串行發(fā)送緩沖器數(shù)據(jù)逐位由a、b端移入到74ls164中，再由q0到q7并行輸出到顯示數(shù)碼管相應(yīng)的led上。8片74ls164首尾相串，而時鐘端則接在一起。這部分的最終功能是顯示頻率與占空比。顯示部分具體電路如圖4所示：四、系統(tǒng)的軟件設(shè)計顯示子程序入口分離頻率和占空比的各位數(shù)字高位滅零處理查表，串口發(fā)送各位數(shù)字字型碼軟件延時結(jié)束圖6 顯示子程序流程圖方波發(fā)生器的軟件設(shè)計包括主程序、延時子程序、系統(tǒng)初始化程序、顯示子程序、鍵盤掃描程序、定時器中斷子程序。其中主程序用來控制整個程序的執(zhí)行，它與各子程序

31、緊密相聯(lián)，共同實現(xiàn)方波發(fā)生器各種功能的執(zhí)行。4.1、主程序開始系統(tǒng)初始化顯示圖5 主程序流程圖主程序包括系統(tǒng)初始化及顯示程序，是一個死循環(huán)系統(tǒng)。其流程圖如圖5所示： 4.2、系統(tǒng)初始化子程序在此程序中，給所有變量賦初值，有鍵盤掃描口、選擇串行口工作方式scon、狀態(tài)標(biāo)志位flag、初始頻率與占空比及其定時、定時器0與定時器1的工作方式等。初始化時啟動了定時器0與定時器1。4.3、顯示子程序 利用分離頻率的各位數(shù)值，將各位數(shù)值分別顯示出來。在程序中利用了頻率顯示的高位滅零的方法以致最高位為0時就不顯示，以致顯示效果美觀化。一共有五位是顯示頻率的，若頻率小于10000時，則萬位不顯示；若頻率小于1

32、000時，則萬位與千位都不顯示，依次類推。占空比的顯示規(guī)律與頻率的一樣。顯示子程序流程圖如圖6所示：顯示子程序入口分離頻率和占空比的各位數(shù)字高位滅零處理查表，串口發(fā)送各位數(shù)字字型碼軟件延時結(jié)束圖6 顯示子程序流程圖5.5.2 程序源代碼 void delay1ms(uchar n) /延時n ms uchar j; while(n-) for(j=0;j122;j+) ; /* 系統(tǒng)初始化*/void system_init(void ) key_port=0x0f; scon=0x00; flag=0; pl=1000; zkb=50; tl0=0x66; /初始頻率1khz定時1ms th

33、0=0xfc; tl1=0x33; /初始占空比50定時0.5ms th1=0xfe; tmod=0x11; /定時器1和定時器0工作在方式1，的定時模式 it0=0; /選擇int0為低電平觸發(fā)方式 ex0=1; /外部中斷0允許 et0=1; /定時器1和定時器0中斷允許 et1=1; ea=1; /系統(tǒng)中斷允許 tr0=1; /定時器1和定時器0開始定時 tr1=1;/* 發(fā)送數(shù)據(jù)*/void send(uchar d) sbuf=d; while(!ti); ti=0; /* 顯示子程序*/void display(uint pl,uchar zkb) uchar a,b,c,d,e,

34、m,n; a=pl/10000; /分離頻率的各位數(shù)值 b=pl/1000; b=b%10; c=pl/100; c=c%10; d=pl%100; d=d/10; e=pl%10; if(a=0) /頻率顯示的高位滅零 a=10; if(b=0) b=10;if(c=0) c=10; if(d=0) d=10; if(e=0)e=10; m=zkb/10; /分離占空比各位數(shù)值 n=zkb%10; if(m=0) m=10; /占空比顯示的高位滅零 if(n=0)n=10; send(tabla); send(tablb); send(tablc); send(tabld); send(ta

35、ble); send(0x02); /頻率和占空比中間加一橫線“-”以示區(qū)別 send(tablm); send(tabln); delay1ms(200); delay1ms(200);/延時開鍵盤中斷，處理好（避免又利用）連擊問題/* 鍵盤掃描（線反法）*/void key_scan() interrupt 0 /鍵盤掃描用外中斷0 uchar scancode,keycode,i; float tc0,tc1; ex0=0; /關(guān)中斷 delay1ms(5); scancode=0xef; /鍵盤掃描碼，采用逐行掃描的方法 while(scancode!=0xff) key_port=s

36、cancode; /輸入掃描碼，掃描p1.4對應(yīng)的行 keycode=key_port; /讀出數(shù)據(jù)，看是否在此行上的某列鍵盤被按下 if(keycode&0x0f)!=0x0f) break; /掃描到按下的鍵，則退出 scancode=(keycode1)|0x0f; /否則，更新掃描碼繼續(xù)掃描 keycode=keycode; for(i=0;i15000) pl=15; if(i=2) /按鍵為2號，頻率減1 pl-; if(pl15000) pl=15; if(i=4) /按鍵為4號，頻率減100 pl=pl-100; if(pl99) zkb=1; if(i=2) /按鍵為2號，占

37、空比減1 zkb-; if(zkb1) zkb=99; if(flag=3) /狀態(tài)返回，正常工作 flag=0; /清狀態(tài)標(biāo)志tc0=(length-fosc/(12*pl)+0.5); /頻率定時初值tc1=(length-(fosc*zkb)/(12*100*pl)+0.5); /占空比定時初值timer0_l=(uint)tc0/256; /計算定時器0和定時器1的初值timer0_h=(uint)tc0%256; timer1_l=(uint)tc1/256;timer1_h=(uint)tc1%256; display(pl,zkb); key_port=0x0f;/給鍵盤掃描口賦

38、初值，以便下次按鍵正確讀入 ex0=1; /開中斷/* 定時器中斷子程序*/void timer0_pl() interrupt 1 /頻率定時器0中斷 tr1=1;/啟動定時器1，占空比定時 tl0=timer0_l; th0=timer0_h; output=1; /輸出高電平void timer1_pl() interrupt 3 /占空比定時器1中斷 tr1=0;/定時器1停止 tl1=timer1_l; th1=timer1_h; output=0; /輸出高電平/* 主函數(shù)*/void main() uint pl0=0; uchar zkb0=0; system_init();

39、/系統(tǒng)初始化 while(1)/死循環(huán)，顯示頻率和占空比 if(flag=0) /狀態(tài)0時，正常顯示頻率和占空比 display(pl,zkb); if(flag=1) /狀態(tài)1時，頻率調(diào)整狀態(tài)，頻率閃爍 display(pl0,zkb); display(pl,zkb); if(flag=2) /狀態(tài)2時，占空比調(diào)整狀態(tài)，占空比閃爍 display(pl,zkb0); display(pl,zkb); 結(jié) 束 語本系統(tǒng)就是充分利用了8051和8255芯片的i/o引腳。系統(tǒng)統(tǒng)采用msc-51系列單片機intel8051和可編程并行i/o接口芯片8255a為中心器件來設(shè)計交通燈控制器，實現(xiàn)了能根據(jù)實際車流量通過8031芯片的p1口設(shè)置紅、綠燈燃亮?xí)r間的功能；紅