【正文】 AL XTAL2 單片機課程設計報告 4 4 控制引腳 PSEN、 ALE、 EA、 RESET（即 RST） . I/O 口引腳： P0、 P P P3 為 4 個 8位 I/O 口的外部引腳 . RST/VPD（ 9腳） RST: 單片剛接上電源時，其內(nèi)部各寄存器處于隨機狀態(tài)，在此腳輸入 24個時鐘周期寬度以上的高電平將使單片機復位。單片機正常工作時，此腳應為≤ 低電平。 VPD:備用電源輸入端。當 Vcc下降到低于規(guī)定的值，而 VPD 在其規(guī)定的電壓范圍內(nèi)（ 5177。 ）時， VPD 就向內(nèi)部 RAM 提供備用電源以保持內(nèi)部 RAM 的數(shù)據(jù)。 ALE/PROG（ 30 引腳） ALE 引腳輸出為地址鎖存允許信號 ,當單片機上電工作 后 ,ALE 引腳不斷輸出正脈沖信號 . 當訪問片外存儲器時， ALE(地址鎖存允許信號 )輸出脈沖的負跳沿用于 16 位地址的低 8位鎖存信號。不訪問片外存儲器， ALE 端以時鐘振蕩器頻率的 1/6 固定輸出正脈沖。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時（執(zhí)行MOVX 指令）， ALE 會丟失一個 ALE 脈沖。 MCS51單片機的片外總線結構 圖 4 ―― 4 MCS51 系列單片機片外引腳可以構成如上圖所示的三總線結構： 地址總線（ AB） 數(shù)據(jù)總線（ DB） 控制總線（ CB） 8031 各個口的功能定義 P0 口： 雙向 8 位三態(tài) I/O 口，此口為地址總線（低 8位）及數(shù)據(jù)總線分時復用口，可帶 8 個 LSTTL 負載。 P1 口： 8 位 準雙向 I/O 口，可帶 4 個 LSTTTL 負載。 P2 口： 8 位準雙向 I/O 口，與地址總線（高 8 位）復用。 P3 口： 8 位準雙向 I/O 口，雙功能復用口。 單片機課程設計報告 5 5 五、 總體功能圖及 主要設計思路 5． 總體功能圖 圖 5 ―― 1 5． 主要設計思想 從此題的要求我的設計思路分以下幾步： （一）、課設需要各個波形的基本輸出。如輸出鋸齒波、三角波、梯形波、方波、正弦波。這些波形的實現(xiàn)的具體步驟：鋸齒波實現(xiàn)很簡單，只需要一開始定義一個初值，然后不斷的加 1，當溢出后又重初值開始加起，就這樣循環(huán)下去。三角波的實驗過程是先加后減，我的一開始的實現(xiàn)方法是先是從 00H 開始加 1 直到溢出后 就執(zhí)行減 1 操作，就這樣不斷調(diào)用這個循環(huán)。梯形波的實現(xiàn)過程是前后加和減的速度不同而已，如你可以在上升加的步數(shù)大一些，減時少一些。方波的實現(xiàn)方法是連續(xù)輸出一個數(shù)，到函數(shù)發(fā)生器的設計 K1 鍵三角波 K2鍵梯形波 K3鍵方波 K4鍵正弦波 K5 調(diào)頻調(diào)幅 K0 鍵 鋸 齒 波 單片機課程設計報告 6 6 某個時候就改變一下值，可以把值定義為正極性的，也可以是負極性。正弦波的實現(xiàn)是非常麻煩的。它的實現(xiàn)過程是通過定義一些數(shù)據(jù)，然后執(zhí)行時直接輸出定義的數(shù)據(jù)就可以了。 在設計之初，我一直都在嘗試使用數(shù)學的泰勒級數(shù)展開來計算輸出波形，使用這種方法，實現(xiàn)起來相對來說要比較困難一點，而且會使得頻率會下降。要使得它達到更高的頻率，就得另辟蹊徑了。分析一下為什么頻率上不 去，主要原因在于，使用單片機進行正弦函數(shù)的運算時占去了不少時間，如果去掉這一計算過程波形的頻率應該大有提高，另外就是 CPU 時鐘頻率沒有調(diào)至最高，以及 DAC 轉換過程需要時間。為了達到更高的頻率，首先就要免去單片機的計算負擔，我使用的解決方法是人為計算出要輸出的點，然后建一個表通過查表來進行輸出，這樣主要工作任務就落到了建表的過程中。這樣做的好處在于，查表所耗費的時鐘周期相同，這樣輸出的點與點之間的距離就相等了，輸出的波形行將更趨于完美，當然更讓我們感到的高興的是它輸出波形的頻率將近達到了100K 赫茲，能夠滿足 我們設計的擴展要求了。為了實現(xiàn)頻率的調(diào)整，我在一個正弦波周期里建了兩百個點，如果我們隔一個取點的話，且在 CPU 時鐘頻率不改變的情形下，正弦波頻率將相對于前面的頻率提高將近一倍。這樣我們就得到了解決頻率調(diào)整的方法，首先進行 CPU 時鐘頻率選擇，再調(diào)整一個正弦函數(shù)一個周期輸出的點數(shù)，幅度的調(diào)節(jié)是通過初始幅度設置再通過外部放大電路來調(diào)節(jié)，設計程序流程圖如圖所示。 （二）、通過 P3口和開關 K0K5相連接來控制各個波形的輸出。 能根據(jù) k0k5 鍵狀態(tài)進行波形切換，開關鍵向上接“ 1”，產(chǎn)生波形，向下拔接“ 0”，無波形輸出 。如 K0鍵向上拔， K1K4 鍵向下拔，產(chǎn)生鋸齒波； K1 鍵向上拔， K0、 K2K4鍵向下拔，產(chǎn)生三角波；??以此類推。通過 K5 鍵來控制調(diào)頻 /調(diào)幅。 單片機課程設計報告 7 7 六、 硬件電路設計及描述 6． 硬件原理圖 圖 6 ―― 1 6． 線路連接步驟 （ 1） D/A 區(qū) 0832 片選信號 CS 插孔和譯碼輸出 Y2 插孔相連。 （ 2）用排線將 D/A 區(qū) D0~D7 連到 BUS2 區(qū) XD0~XD7。 （ 3）將 0832 的 WR信號線連到 BUS3 區(qū)的 XWR 上。 （ 4） D/A 區(qū)的177。 12V 插孔分別與外置電源的177。 12V 端相連。 （ 5） W2 區(qū)的 VIN 接 +12V，如果電源內(nèi)置， VIN 插孔和 D/A區(qū)的 +12V 插孔相連。 （ 6） D/A 區(qū)的 Vref 接 W2 區(qū) Vref，并調(diào)節(jié) W2 使 Vref=+5V。 （ 7） K0K5開關分別接到 P3 口的 七、軟件設計流程及描述 7． 鋸齒波的實現(xiàn)過程 鋸齒波的實現(xiàn)過程是首先定義一個初值然后進行加法操作，加的步數(shù)的多少則根據(jù)要求的頻率來進行。然后加到某個數(shù)之后 單片機課程設計報告 8 8 就再重新設置為初值，再重復執(zhí)行剛剛的操作，如此循環(huán)下去。流程圖如下所示： 圖 7 ――