【正文】 性，因此現(xiàn)場保護顯得尤為重要，否則中斷返回后無法正常運行被中斷程序，這種錯誤的調(diào)試非常困難。 EA = 1。 造成 該 類錯誤的原因 通常 有兩個：一是元器件在 買來時 候， 就已 經(jīng)是 壞 的 ； 二 是 因為 錯誤 的 安裝，造成 元 器件 損 壞。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 30 系統(tǒng)調(diào)試 在系統(tǒng)樣機的組裝和軟件的設計完成以后，就進入了系統(tǒng)的調(diào)試階段，具體細節(jié)與采用的系統(tǒng)和選用的單片機的型號有關。將用匯編語言寫好的相應功能的程序添加到編譯器中，進行連接、編輯和編譯，通過下傳，將文件拷貝到仿真實驗箱上，最后進行運行。 進行指 標參數(shù)處理 脈沖個數(shù)初始化 T0， T1 初始化，開啟中斷且中允許 時間到?jīng)]？ 開啟 TR0 進入中斷處理， 取反，關閉 TR0 開啟 TR1 時間到?jīng)]？ 進入中斷處理， 取反，關閉 TR1 脈沖個數(shù)到?jīng)]？ 返回 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 29 第 4 章 可編程脈沖信號 發(fā)生器的程序編譯、 調(diào)試 及仿真 系統(tǒng) 程序的編譯 51 單片機的開發(fā)除了需要硬件 的支持外，同樣離不開軟件。每次輸入指令以前都要判斷液晶模塊是否處于忙的狀態(tài)。 讀寫操作時序如圖 31 及 32 所示： 圖 31 讀操作時序圖 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 22 圖 32 寫操作時序圖 液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，在執(zhí)行每條指令以前一定要確定模塊忙標志是否為低電平。用戶在操作時常常因不小心同時按下了一個以上的按鍵，即發(fā)生了竄鍵。 系統(tǒng)電路原理圖如圖 27 所示： 圖 27 系統(tǒng)電路原理圖 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 20 第 3 章 可編程脈沖信號發(fā)生器的軟件設計 矩陣鍵盤的程序設計 通常鍵盤有編碼和非編碼兩種，本次課題設計使用的是非編碼鍵盤。而且在 VI 繼續(xù)下降到 0V 時，電路的這種狀態(tài)保持不變。定時 初值的不同，就洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 18 會得到不同的電平寬度，從而得到不同周期的脈沖，也就得到了不同頻率的脈沖了。然后調(diào)用顯示子程序顯示脈沖信號指標關鍵字頻率（ PL）、占空比（ ZKB）、個數(shù)（ NUM），提示用戶輸入脈沖信號參數(shù)指標?？紤]到本次設計的經(jīng)濟性與便攜性，故采用非編碼鍵盤作為可編程脈沖信號發(fā)生器的輸入設備。按鍵開關是鍵盤的基本組成元件。電源用 220V 市電經(jīng) 降壓 變壓器 TR1 降壓成 8V 交流電，然后經(jīng)四個整流二極管 （ D1— D4） 組鍵盤輸入 驅(qū)動顯示 液晶屏顯示參數(shù) SMC1602 脈沖信號輸出 電源電路 7805 MCS— 51 控制脈沖輸出 及控制顯示 AT89C51 ] 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 15 成的 橋 式整流 電路 變成直流電壓，經(jīng) C1 濾波后送入 7805 芯片穩(wěn)壓成 5V 直流電源 向液晶顯示屏 SMC160 555 定時器、單片機 AT89C51 等元器件供電。 第 6腳： EN 端為使能端。各引腳具體說明如下： 第 1 腳： VSS 為電源地 。 AT89C51 單片機的定時器 /計數(shù)器具有 4 種工作方式 (方式 0、方式 方式 2 和方式 3)，其控制字均在相應的特殊功能寄存器中，通過對它的特殊功能寄存器的編程，可方便地選擇定時器 2 種工作模式和計數(shù)器 4 種工作方式。 圖 14 MCS51定時器 /計數(shù)器結(jié)構(gòu)框圖 AT89C51單片機內(nèi)部的定時 /計數(shù)器的結(jié)構(gòu)如圖 14所示，定時器 T0特性功能寄存器 TL0（低 8位）和 TH0（高 8位）構(gòu)成，定時器 T1由特性功能寄存器 TL1（低 8位）和 TH1（高 8位）構(gòu)成。 AT89C51 CPU 在每一個機器周期 按 順序 去 檢查每一個中斷源，在機器周期的 S6按 優(yōu) 先級處理所有被激活的中斷請求，此時，如果 CPU 沒有正在處理更高 級別 或 者 相同優(yōu)先級的中斷，或者現(xiàn)在的機器周期不是所執(zhí)行指令的最后一個機器周期， 或者 CPU 不是正在執(zhí)行 RETI 指令或訪問 IE 和 IPIE0 IE1 + EX0 ET0 EX1 ET1 ES PX0 PT0 PX1 PT1 PS PS 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 11 的指令 ， CPU 則去執(zhí)行中斷以外的操作。 當 CPU 查詢到中斷請求時，由硬件自動產(chǎn)生一條 LCALL 指令。當作為輸入端口使用時，因為存在內(nèi)部上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時該引腳會輸出一個電流 (IIL)。對端口寫“ 1”， 通過內(nèi)部上拉電阻把端口拉升到高電平，此時可以當作輸入端端口使用。 在 Flash ROM編程時， P0口接收指令字節(jié)；而在校驗程序時，則輸出指令字節(jié)。需要注意的是，如果保密位LB1被編程，復位時在內(nèi)部會鎖存 EA 端口的狀態(tài)。當 AT89C51由片外部程序存儲器讀取指令（或常數(shù)）時，每個機器周期內(nèi)兩次 PSEN 有效（即輸出洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 7 兩個有效脈沖）。當 ALE 信號有效時， P0口傳送的是低 8位地址信號； ALE信號無效時， P0口傳送的是 8位 數(shù)據(jù)信號。 (2) XTAL2（ 18 腳）：接外部晶體和微調(diào)電容的另一端。 AT89C51單片機可降至 0HZ的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩個軟件的節(jié)電工作模式 [3]。 (2)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器 RAM（ 128B），用于存放可以讀 /寫的數(shù)據(jù) ,如運算中間的結(jié)果 、最終結(jié)果或預顯示的數(shù)據(jù)等。 5． 用 PROTEUS 軟件 做出 硬件電路 仿真調(diào)試結(jié)果，并加以說明。 本課題設計 運用單片機技術，通過相應的軟件編程和較簡易的外圍硬件電路 設計 來實現(xiàn)，和用分立式元件設計的脈沖發(fā)生器相比而言，其產(chǎn)生洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 2 的脈沖信號干擾小，輸出穩(wěn)定，可靠性高，人機界面友好，操作簡單方便，成本低，攜帶方便，擴展性強。 在現(xiàn)代測試與控制中常常需要頻率可調(diào)的脈沖發(fā)生器，利用單片機內(nèi)可編程定時 /計數(shù)器 即可實現(xiàn) 。 (3)脈沖信號占空比任意可調(diào)并在液晶屏顯屏指定位置示出來 。洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） I 畢業(yè)設計論文 可編程脈沖信號發(fā)生器的設計 摘 要 基于單片機的可編程脈沖信號發(fā)生器，通過 4x4 的非編碼矩陣鍵盤鍵入脈沖信號的指標參數(shù)頻率、占空比和脈沖個數(shù)，在單片機的控制處理下發(fā)出滿足信號指標的脈沖信號，并在液晶顯示屏的制定位置顯示出相關參數(shù)。 (2)脈沖信號個數(shù) 0到 9999 可調(diào) 并在液晶顯 示屏指定位置顯示。一旦工作需求功能有增加，則電路復雜程度 也 會大大增加。在現(xiàn)代測試與控制中常常需要頻率可調(diào)的脈沖 信 號 發(fā)生器，利用單片機內(nèi)可編程定時 /計數(shù)器可 以實現(xiàn)。 (3) 脈沖信號占空比參數(shù)由鍵盤輸入任意 占空比 的脈沖信號，并由液晶屏 指定位置顯示 。 在一個芯片上集成了單片機的各個組成部分，其功能如下： (1)一個八位中央處理器 CPU，包括可以進行 8位算術運算和邏輯運算的AIU單元 、 8位累加器 ACC、 寄存器 B和程序狀態(tài)寄存器 PSW等。 (9)單片機允許的最高工作頻率是 24MHZ。 要檢查 AT89C51的振蕩電路是否能夠正常工作，可以用示波器查看 XTAL2端口是否有脈沖信號輸出。 AT89C51在并行擴展外部存儲器（包括并行擴展 I/O 口）時， P0口用于分時傳送低 8位地址和數(shù)據(jù)信號。 (3) PSEN (29 腳 )：程序存儲允許輸出信號端。當 EA 端接低電平時， CPU只訪問并執(zhí)行外部程序存儲器中的程序，而不管是否有片內(nèi) 程序存儲器。在此期間， P0口內(nèi)部的上拉電阻有效。 (3) P2口（ 8條引腳，即 21 28腳）： P2是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/ 端口， P2的輸出緩沖器可驅(qū)動 4個 LS型 TTL輸入。對端口寫入“ 1”時，它們被內(nèi)部的上拉電阻把端口拉 升到高電位，這時可以當作輸入端口用。中斷源發(fā)出中斷請求，單片機對中斷請求進行響應，當中斷響應完成后進行中斷返回，返回被中斷的地方繼續(xù)執(zhí)行原來被中斷的程序。程序設置中斷的允許或屏蔽，也可設置中斷的優(yōu)先 等 級。它們都其有定時器和計數(shù)功能，可用作定時控制、精確延時，以及對外部事件的計數(shù)和控制，其中 T1還可以作為串行口的波特率發(fā)生器。 （ 2）定時器工作模式 定時功能也是通過計數(shù)器的計數(shù)來實現(xiàn)的，不過此時的計數(shù)脈沖來自單片機的內(nèi)部，即每個機器周期產(chǎn)生 1 個計數(shù)脈沖，也就是每經(jīng)過 1 個機器周期的時間，計數(shù)器當前值加 1。 SMC 1602 采用標準的 16腳接口。 高電平 “ 1” 時 ， 進行讀操作 ； 低電平 “ 0”時 ， 進行寫操作。 硬件系統(tǒng)各部分構(gòu)成 電源電路 如 下頁 圖 22 電源電路圖 所示 ， 電源 供電 部分采用變壓器降壓、 橋式整流電路整流 、電容器濾波、三端穩(wěn)壓器 7805 穩(wěn)壓后供電。 矩陣鍵盤 鍵盤是一種輸入裝置，通過鍵盤上任一按鍵可以向單片機輸入信息。這種鍵盤的優(yōu)點是通過軟件編碼為鍵盤某些見的重新定義提供了極大的方便。軟件上，先調(diào)用顯示子程序，關掉顯示。其中，定時初值從特定緩沖區(qū)得到。 （ 3）當 VI 下降到 ccV31 時，電路輸出跳變?yōu)楦唠娖?。通過 4*4 矩陣非編碼鍵盤將脈沖信號參數(shù)頻率、個數(shù)、占空比送入 AT89C51 單片機 ,單片機調(diào)用數(shù)值處理子程序進行數(shù)據(jù)處理，再調(diào)用液晶屏驅(qū)動子程序驅(qū)動液晶屏在制定的 位置顯示脈沖信號相關的參數(shù)；根據(jù)不同的控制策略，生成不同指標要求的脈沖信號并通過端口 端口送出單片機，將脈沖信號經(jīng) 555定時器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器輸出。因此， CPU 在按鍵抖動期間掃描鍵盤必然會得到錯誤的鍵值，最好的辦法是使 CPU 在檢測到有鍵按下時延時 20ms 再進行掃描。 與 HD44780 相兼容，芯片時序表如下： 表 33 操作時序表 讀狀態(tài) 輸入 RS=L， R/W=H， E=H 輸出 D0— D7=狀態(tài)字 寫指令 輸入 RS=L， R/W=L， D0— D7=指令 碼 ， E=高脈沖 輸出 無 讀數(shù)據(jù) 輸入 RS=H， R/W=H， E=H 輸出 D0— D7=數(shù)據(jù) 寫數(shù)據(jù) 輸入 RS=H， R/W=L， D0— D7=數(shù)據(jù)， E=高脈沖 輸出 無 1602 液晶模塊控制指令見附錄Ⅰ。 在對液晶模塊的初始化中要先設置其顯示模式，在液晶模塊顯示字符時，光標是自動向右移動的，不需要人工干預。pl[0]及參數(shù)位數(shù) n 到緩沖區(qū) Pl[0]是否等于‘ 0’‘ 參數(shù)是否處 理完畢 進行整數(shù)處理 結(jié)果賦給 PL_value 參數(shù)地址 i 加 1 Pl[i]是否等于‘ k’ 【】 參數(shù) PL_value 擴大 1000 倍 返回參數(shù) PL_value 返回 Pl[0]是否等于‘ 0’ 進行小數(shù)處理 結(jié)果賦給 PL_value 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 28 脈沖信號生成子程序流程圖 N Y N Y N Y 圖 38 脈沖信號生成子程序流程圖 見附錄Ⅱ。例如改變頻率和波特率，創(chuàng)建文件等。 經(jīng) Keil 軟件運行檢驗 ,程序在語法、表識、邏輯方面沒有錯誤 ,能滿足設計要求。 (2)失效元器件的排除 。 EX0 = 1。 當然，工作寄存器的保存也可通過寄存器組切換的方式更為便捷地實現(xiàn)。一般分兩種情形： (1)看是否正常觸發(fā)中斷。 圖 41 系統(tǒng)上仿真電效果圖 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 33 ：頻率： ；占空比： 50%；個數(shù)： 1000。 通過在 Keil uVision4 軟件上進行單步調(diào)試，發(fā)現(xiàn)在 40KHZ～ 50KHZ頻率段的失真現(xiàn)象主要是由在對定時器賦初值時忽略了程序指令運行的時間造成的。但本課題設計 沒有任何外加任何停止功能按鍵以及沒有掉電數(shù)據(jù)存儲單元，在脈沖信號指標參數(shù)輸入后就進行脈沖信號的輸出，不能再脈沖輸出過程中止輸出， 如果要對這些問題進行深入的研究，可以采用 AT89C2051 或者 AT89C52 為控制單元的可編程脈沖信號發(fā)生器在配合專用的掉電數(shù)據(jù)保護芯片、單片機專用保護芯片等就可以很好的 提高整個系統(tǒng)的抗干擾能力以及對程序進行來改進實現(xiàn)；如果要輸出頻率更高、精確度更高的脈沖