課程設(shè)計(jì)—基于單片機(jī)的方波信號(hào)發(fā)生器

1、微型計(jì)算機(jī)技術(shù)專業(yè)方向課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題目名稱：基于單片機(jī)的方波信號(hào)發(fā)生器專業(yè) 自動(dòng)化 班級(jí) 122姓名 學(xué)號(hào) 學(xué)校： 指導(dǎo)教師： 2014年12月9日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)課程名稱：微型計(jì)算機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)題目：基于單片機(jī)的方波信號(hào)發(fā)生器系統(tǒng)硬件要求：從P1.0口輸出方波，分四個(gè)檔：按下S1時(shí)輸出1HZ，按下S2時(shí)輸出10HZ，按下S3時(shí)輸出1KHZ，按下S4時(shí)輸出10KHZ的方波，要求誤差少于1%，軟件設(shè)計(jì)： 1）主程序設(shè)計(jì) 2）各功能子程序設(shè)計(jì)其他要求：1、 每位同學(xué)獨(dú)立完成本設(shè)計(jì)。2、依據(jù)題目要求，提出系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。3、設(shè)計(jì)系統(tǒng)電路原理圖。1、 調(diào)試系統(tǒng)硬件電路、功能程序。2、 編制課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)并裝

2、訂成冊(cè)，報(bào)告書(shū)內(nèi)容（按順序）（1）報(bào)告書(shū)封面（2）課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)（3）系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的提出、分析（4）系統(tǒng)中典型電路的分析（5）系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)框圖（6）系統(tǒng)電路原理圖（7）源程序（8）課設(shè)字?jǐn)?shù)不少于2000字成績(jī)?cè)u(píng)語(yǔ)摘 要本實(shí)驗(yàn)是基于AT89C51單片機(jī)單片機(jī)所設(shè)計(jì)的，可以實(shí)現(xiàn)四種頻率不同的方波信號(hào)的發(fā)生。本實(shí)驗(yàn)方波輸出在89C51的P1.0口，分為四檔，按下S1時(shí)輸出1HZ，按下S2時(shí)輸出10HZ，按下S3時(shí)輸出1KHZ，按下S4時(shí)輸出10KHZ的方波。關(guān)鍵詞：51單片機(jī)；方波；四檔目錄第一章 前言.5第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)介紹.52.2 硬件簡(jiǎn)介.52.3 軟件簡(jiǎn)介.52.4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3、框圖.5第三章 硬件電路3.1硬件設(shè)計(jì)思想.63.2開(kāi)關(guān)信號(hào)采集.63.3復(fù)位電路及晶振電路.83.4方波輸出.8第四章 軟件系統(tǒng)4.1軟件系統(tǒng)概述.84.2各部分程序.10第五章 總結(jié).15附錄.164第1章 前言 本文是以MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的，通過(guò)四個(gè)單刀單擲開(kāi)關(guān)控制單片機(jī)的P1.0口輸出四種不同頻率的方波信號(hào)。即分為四個(gè)檔，閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)輸出1HZ方波信號(hào)，閉合開(kāi)關(guān)S2時(shí)輸出10HZ方波信號(hào)，閉合開(kāi)關(guān)S3時(shí)輸出1KHZ方波信號(hào)，閉合開(kāi)關(guān)S3時(shí)輸出10KHZ方波信號(hào)，并且每組方波信號(hào)的誤差不大于1%。第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)介紹根據(jù)開(kāi)關(guān)按鍵的不同，在51單片機(jī)的P1.0輸出

4、不同頻率的方波，在無(wú)按鍵按下的時(shí)候，保持當(dāng)前電平輸出。2.2 硬件簡(jiǎn)介硬件核心為51單片機(jī)以及周?chē)娐?，主要?1的復(fù)位電路，晶振電路，在加上四個(gè)單刀單擲開(kāi)關(guān)。2.3 軟件簡(jiǎn)介本實(shí)驗(yàn)軟件編程使用的51系列的匯編語(yǔ)言。2.4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖開(kāi)關(guān)信號(hào)采集系統(tǒng)晶振電路復(fù)位電路方波信號(hào)輸出51單片機(jī)20第3章 硬件電路3.1硬件設(shè)計(jì)思想 由于只要求四種不同頻率方波輸出檔位，只需要四個(gè)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)信息的采集，考慮到系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的成本，采用四個(gè)開(kāi)關(guān)直接51單片機(jī)的P2.0P2.3口相連的硬件設(shè)計(jì)，這樣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定，易于實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)總共有開(kāi)關(guān)信號(hào)采集，復(fù)位電路，晶振單路，方波輸出模塊。其中單片機(jī)VCC接+5

5、V電源3.2開(kāi)關(guān)信號(hào)采集 采用四個(gè)單刀單擲開(kāi)關(guān)和51單片機(jī)直接相連 3.3復(fù)位電路及晶振電路 C1：30pF的無(wú)極性電容 C2：30pF的無(wú)極性電容 C3：1uF的電解電容 R1：10K的電阻 3.4方波輸出第4章 軟件系統(tǒng)4.1軟件系統(tǒng)概述4.1.1如何輸出方波 由于只是要求頻率可調(diào)，不要求電平，并且在P1.0口輸出，可以用P1.0口的高地電平輸出方波的上下限電平。4.1.2如何采集開(kāi)關(guān)狀態(tài) 因?yàn)橹灰笏臋n不同頻率的方波，只有四個(gè)開(kāi)關(guān)狀態(tài)要采集，所以可以直接把四個(gè)開(kāi)關(guān)連接到P2.0到P2.3口上，可以采用對(duì)四個(gè)口的遍歷的方法查詢狀態(tài)。4.1.3程序總述 主程序先對(duì)中斷定時(shí)器T0進(jìn)行相關(guān)設(shè)置，

6、并對(duì)開(kāi)關(guān)第一次信息采集，根據(jù)開(kāi)關(guān)信息的不同狀態(tài)對(duì)定時(shí)器T0進(jìn)行賦值，然后開(kāi)啟定時(shí)，等待中斷。因?yàn)轭}目要求頻率最低為1Hz，定時(shí)器T0選擇方式一，TMOD控制字設(shè)置為#01H。S1按下時(shí)：要求頻率1Hz，周期為1s，定時(shí)器要求500ms，采用方式一，最大定時(shí)時(shí)間為：=×1us=65.536ms， 這里采用定時(shí)50ms，溢出10次改變一次電平重 裝值的計(jì)算公式為：TC=-50ms/1us=3CB0H S2按下時(shí)：要求頻率10Hz，周期50ms，采用方式一 裝值的計(jì)算公式為：TC=-50ms/1us=3CB0H S3按下時(shí)：要求頻率1KHz，周期500us，采用方式一 裝值的計(jì)算公式為：T

7、C=-500us/1u=FEFBH S3按下時(shí)：要求頻率10KHz，周期50us，采用方式一 裝值的計(jì)算公式為：TC=-50us/1us=FFCDH主程序設(shè)置T0根據(jù)開(kāi)關(guān)狀態(tài)的不同，設(shè)置相應(yīng)的T0初值，等待中斷再次判斷開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)入相應(yīng)開(kāi)關(guān)狀態(tài)的子程序程序流程圖4.2各部分程序4.2.1主程序 主要進(jìn)行T0中斷設(shè)置，對(duì)開(kāi)關(guān)狀態(tài)的初次響應(yīng)，并根據(jù)不同的開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行不同的賦值給T0，然后等待中斷。 ORG 0000H LJMP 0A00H ORG 0A00H SETB EA SETB ET0 SETB PT0 MOV TMOD,#01H LOOP:MOV P2,#0FFH CLR TR0 JNB P

8、2.0,SS1 JNB P2.1,SS2 JNB P2.2,SS3 JNB P2.3,SS4 SJMP LOOP SS1:MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H SETB TR0 MOV R0,#10 SJMP $ SS2:MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H SETB TR0 SJMP $ SS3:MOV TH0,#0FEH MOV TL0,#0FBH SETB TR0 SJMP $ SS4:MOV TH0,#0FFH MOV TL0,#0CDH SETB TR0 SJMP $ 開(kāi)始等待中斷設(shè)置T0循環(huán)掃描開(kāi)關(guān)狀態(tài)根據(jù)開(kāi)關(guān)狀態(tài)的不同，進(jìn)行不同的裝初值給T0 主程

9、序流程圖4.2.2中斷程序在T0溢出是進(jìn)入本程序，本程序初始地址為000BH，本程序開(kāi)始就進(jìn)行了一次掃描，來(lái)確定是哪一個(gè)開(kāi)關(guān)按下,然后跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的程序。 ORG 000BH LJMP NEXT ORG 0100HNEXT:JNB P2.0,S1 JNB P2.1,S2 JNB P2.2,S3 JNB P2.3,S4 SJMP NEXT S1:DJNZ R0,NS1 CPL P1.0 MOV R0,#10 NS1:MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H RETI S2:CPL P1.0 MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H RETI S3:CPL P1.0 MOV

10、TH0,#0FEH MOV TL0,#0FBH RETI S4:CPL P1.0 MOV TH0,#0FFH MOV TL0,#0CDH RETI END返回中斷，等待中斷再次響應(yīng)重裝初值給T0對(duì)電平取反跳轉(zhuǎn)進(jìn)入相應(yīng)的程序采集開(kāi)關(guān)狀態(tài)中斷程序中斷程序流程圖第五章 總結(jié)在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我發(fā)覺(jué)，對(duì)資料的獲取是一個(gè)很重要的部分。制作過(guò)程中，我查閱了不少有關(guān)設(shè)計(jì)問(wèn)題的資料，并從中獲取自己所需要的東西。同時(shí)為了使得自己的設(shè)計(jì)更加完善，在參考眾多資料的同時(shí)，我也與同學(xué)進(jìn)行討教。這一個(gè)過(guò)程，讓我體會(huì)到了許多新穎有趣的觀點(diǎn)，收獲不少。 雖然單片機(jī)是我們專業(yè)的一個(gè)重要的專業(yè)課，但是我起初對(duì)它興

11、趣并不是很大，而且還覺(jué)得枯燥無(wú)味。然而，通過(guò)這一次的課程設(shè)計(jì)，我發(fā)現(xiàn)，單片機(jī)并沒(méi)有想象中那么枯燥。在制作成品的過(guò)程中，我對(duì)單片機(jī)的興趣也在增加。同時(shí)，我也了解到了自己理論上的不足和缺陷，對(duì)于自我認(rèn)知上面有很大的幫助?？偟膩?lái)說(shuō)，這一次課設(shè)，我收獲良多。參 考 文 獻(xiàn)單片機(jī)原理及其接口技術(shù)（第三版） 胡漢才 主編數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版） 清華大學(xué)電子學(xué)教研室組 編 閻石 主編引用百度百科附錄附錄一：原理圖、PCB圖以及PROTEUS仿真圖輸出頻率為1HZ的方波信號(hào)圖輸出頻率為10HZ的方波信號(hào)圖輸出頻率為10HZ的方波信號(hào)圖輸出頻率為10000HZ的方波信號(hào)圖附錄二：程序代碼主程序： ORG 0

12、000H LJMP 0A00H ORG 0A00H SETB EA ;開(kāi)總中斷 SETB ET0 ;開(kāi)T0中斷 SETB PT0 ;設(shè)置T0為高中斷優(yōu)先級(jí) MOV TMOD,#01H ;設(shè)置T0工作在定時(shí)器方式1狀態(tài)下LOOP:MOV P2,#0FFH ;P2口作為輸入輸出端口時(shí)，要先寫(xiě)1 JNB P2.0,SS1 ;依次掃描是哪個(gè)開(kāi)關(guān)閉合 JNB P2.1,SS2 ; JNB P2.2,SS3 ; JNB P2.3,SS4 ; SJMP LOOP ;若沒(méi)有開(kāi)關(guān)閉合則重新掃描 SS1:MOV TH0,#3CH ;當(dāng)開(kāi)關(guān)1閉合，則給T0賦初值，并打開(kāi)T0定時(shí)器 MOV TL0,#0B0H ; S

13、ETB TR0 ; MOV R0,#10 ; SJMP $ ;等待T0中斷響應(yīng) SS2:MOV TH0,#3CH ;當(dāng)開(kāi)關(guān)1閉合，則給T0賦初值，并打開(kāi)T0定時(shí)器 MOV TL0,#0B0H ; SETB TR0 ; SJMP $ ;等待T0中斷響應(yīng) SS3:MOV TH0,#0FEH ;當(dāng)開(kāi)關(guān)1閉合，則給T0賦初值，并打開(kāi)T0定時(shí)器 MOV TL0,#0FBH ; SETB TR0 ; SJMP $ ;等待T0中斷響應(yīng) SS4:MOV TH0,#0FFH ;當(dāng)開(kāi)關(guān)1閉合，則給T0賦初值，并打開(kāi)T0定時(shí)器 MOV TL0,#0CDH ; SETB TR0 ; SJMP $ ;等待T0中斷響應(yīng) 中斷服務(wù)程序： ORG 000BH LJMP next ORG 0100Hnext:JNB P2.0,S1 ;再次判斷是哪個(gè)開(kāi)關(guān)閉合 JNB P2.1,S2 ; JNB P2.2,S3 ; JNB P2.3,S4 ; SJMP next ;若沒(méi)有開(kāi)關(guān)按下，則重新掃描S1：DJNZ R0,NS1 ;若定時(shí)時(shí)間不到，則轉(zhuǎn)入NS1 CPL P1.0 ;定時(shí)時(shí)間已到，輸出電平取反 MOV R0,#10 ;NS1：MOV TH0,#3CH ; MOV TL0,#