【正文】 字： 年 月 日 中國礦業(yè)大學 畢業(yè)論文答辯及綜合成績 答 辯 情 況 提 出 問 題 回 答 問 題 正 確 基本 正確 有一般性錯誤 有原則性錯誤 沒有 回答 答辯委員會評語及建議成績： 答辯委員會主任簽字： 年 月 日 學院領導小組綜合評定成績： 學院領導小組負責人： 年 月 日 I 摘 要 本文研究了如何 利用 AT89C51 單片機控制輸出 PWM 信號。 關鍵詞： AT89C51 單片機； PWM 信號； 計算機仿真； 看門狗程序； II ABSTRACT This paper studies how to use the AT89C51 microcontroller to control the output PWM signal. AT8951 singlechip concept and principle of the PWM signal is discussed in detail, a full analysis of the smallest singlechip system clock circuit and reset with the structure of the internal microcontroller based on the hardware circuit design, including the power to the display, buttons and other peripheral circuit design. By programming the microcontroller output PWM function, the pletion of a software design, including mode selection, timing, key program. Subject to interference from external electromagic field, in order to prevent the work of the microcontroller, causing the program to run to fly into the phenomenon of infinite loop in the design done on the basis of the watchdog circuit, the microcontroller to stabilize the output of the PWM waveform. This design also Proteus and Keil uVision, software related presentations by Proteus and the Keil uVision software, the FBI in the Keil uVision programming, simulation in Proteus software on the microcontroller output PWM system. The ultimate realization of the following features: K1 key to select the PWM waveform output on and off, through the key K2, K3, with the change to the switch SW1 on the regulatory role of the PWM waveform cycle and duty cycle parameters. Finally, the simulation in Proteus software simulation output of the PWM waveform, duty cycle and the cycle of the PWM waveform and PWM waveform output time displayed by the display module, and ultimately the successful pletion of the design. Keywords： AT89C51 microcontroller。因此，單片機的學習、 開發(fā)與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。 4．應用 PROTEUS 軟件進行仿真。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報警系統(tǒng)，與計算機聯(lián)網構成二級控制系統(tǒng)等。某些專用單片機設計用于實現(xiàn)特定功能，從而在各種電路中進行模塊化應用，而不要求使用人員了解其內部結構。 單片機（ 51 單片機）。 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 4 （ SONIX）。 內部數據存儲器： AT89C51 芯片中共有 256 個 RAM 單元，能作為存儲器使用的只是前 128 個單元，其地址為 00H— 7FH。 振蕩電路：它外接石英 晶體和微調電容即可構成 AT89C51 單片機產生時鐘脈沖序列的時鐘電路。 控制線共 有 4根，其中 3根是復用線。 80C51讀外 ROM時，沒個機器周期內 PSEN兩次有效輸出。 80C51 單片機 ROM 尋址范圍為 64KB，其中4KB 在片內， 60KB 在片外（ 80C31 芯片無內 ROM，全部在片外）。在不并行擴展外存儲器 (包括并行擴展 I/O口 )時 , P0 口可用作雙向 I/O 口。 P 1 . X鎖 存 器 _C PP 1 . X引 腳D讀 鎖 存 器讀 引 腳內 部 總 線寫 鎖 存 器V C C內 部 上 拉 電 阻 圖 5 P1位口結構 (3) P2 口 —— 8 位準雙向 I/O 口。 P3 口驅動能力為 4 個 LSTTL 門。通過高分辨率計數器的使用，方波的占空比被調制用來 對一個具體模擬信號的電平進行編碼。 脈沖寬度調制 (PWM)的優(yōu)點 PWM 的一個優(yōu)點是從處理器到被控系統(tǒng)信號都是數字形式的，無需進行數模轉換。 PWM 控制技術大致可以為為三類，正弦 PWM，優(yōu)化 PWM 及隨機 PWM。 RL 為負載電阻，考慮到控制板的負載電流較大時，應對 7805 加上散熱片。 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 14 出于對單片機 運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測的考慮， 保證系統(tǒng)在干擾后能自動恢復正常， ，便產生了一種專門用于監(jiān)測單片機程序運行狀態(tài)的芯片，俗稱“看門狗”， 看門狗定時器 (Watchdog Timer)的利用是很有價值的。 按鍵選擇電路設計 鍵盤是人與微機系統(tǒng)打交道的主要設備。 主程序中放了一個按鍵的判斷指令，當按鍵 K1按下的時候， 端口檢測到有高電平，程序就自動的去執(zhí)行按鍵子程序處理。 數碼管的一般內部構造 數碼管是一種把多個 LED 顯示段集成在 一起的顯示設備?？梢钥闯鰞蓚€編碼的各位正好相反。按如上要求本文采用了六位數碼管顯示，第一二兩位顯示 PWM 波形的周期，三四兩位顯示 PWM 波形的占空比，五六兩位顯示 PWM 波形的輸出時間。當換向開關撥在下位檔時，按鍵 K2 按下的時候， 端口檢測到有高電平， PWM 周期就會逐漸的增大。當換向開關撥在下位檔時，按鍵 K2 按下的時候， 端口檢測到有高電平， PWM 周期就會逐漸的增大。這樣每當 T0 到 500 微秒時 CPU 就響應它的溢出中斷請求，進入他的中斷服務子程序。 //中定時中斷； 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 21 TR0=1。本文設置一個控制 PWM 占空 比的變量值 p，當中斷次數 t小于 P 時，控制單片機輸出高電平；當中斷次數 t大于 P 時，控制單片機輸出低電平。 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 22 if(t=n) //控制單片機輸出 PWM周期 t=0。在程序運行的過程中，如果按鍵K1 再次按下，則 PWM 波形停止輸出。 閉 合穩(wěn) 定前 沿 抖 動 后 沿 抖 動鍵 按 下 圖 22 按鍵觸點的機械抖動 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 23 這里采用最常用的方法，即延時重復掃描方法，延時法的原理為：因為“毛刺”脈沖一般持續(xù)時間短，約為 幾毫秒，而我們按鍵的時間一般遠遠大于這個時間，所以當單片機檢測到有按鍵動靜后再延時一段時間（這里我們取 50 毫秒）后再判斷此電平是否保持原狀態(tài)，如果是有則為有效按鍵，否則無效。P1_4==0) //確認 K2 鍵按下，消除機械抖動的影響 { p++。數碼管的 34 兩位輸出 PWM 波形的占空比，對應的 P2端口設置為 0xfb 和 oxf7 用 q值代替。 //數碼管第三位輸出 P0=dispcode[q/10]。 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 26 P2=0xdf。這樣就夠成了一個循環(huán)， T0監(jiān)視 T1， T1監(jiān)視主程序，主程序又來監(jiān)視 T0，從而保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、 PCB 設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺 。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數指標，例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗。 ， C 語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。它具有設計靈活，結果、過程的統(tǒng)一的特點 ， 可使設計時間大為縮短、耗資大為減少，也可降低工程制造的風險。 PWM 輸出波形占空比 59%不變，令 n=50,p=30,則輸出周期為 25 毫秒，占空比為 59%的 PWM 波形仿真圖形如下所示，此時一二兩位顯示 PWM波形周期為 25ms，三 四兩位顯。 仿真電路 本文中通過在端口 連接一個 LED 來直觀的觀察 PWM 波形是否輸出，PWM 為高電平時則 LED點亮， PWM 為低電平時則 LED 熄滅。 Keil uVision 軟件提供豐富的庫函數和功能強大的集成開發(fā)調試工具，全Windows 界面 ，更易用戶的使用。 可提供的調試手段 Protues 提供了比較豐富的測試信號用于電路的測試。由于 PROTUES 提供了實驗室無法相比的大量的元器 件庫，提供了修改電路設計的靈活性、提供了實驗室在數量、質量上難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也提供了培養(yǎng)學生實踐精神、創(chuàng)造精神的平臺。因此，采用系統(tǒng)仿真是非常必要的。 //顯示時間的個位 delay(4)。 P2=0xf7。 //數碼管第一位輸出 P0=dispcode[m/10]。 //PWM 輸出時間重新計時 } else break。 換 向 開 關 檔 位P W M 值 占 空 比 逐漸 增 大P W M 值 占 空 比 逐漸 減 少P W M 周 期 逐 漸 增大P W M 周 期 逐 漸 減少初 始 化換 向 開 關 檔 位輸 出 P W M 波 形 ； 數 碼 管 顯 示 當 前 的 P W M 占 空 比 及 周 期 ， 并 對 P W M 輸 出 時 間 進 行 計 時K 2 鍵 是 否 真 的按 下K 3 鍵 是 否 真 的按 下延 時 5 0 毫 秒延 時 5 0 毫 秒判 斷 按 鍵 按 下K 2 鍵 按 下 且 K 3 斷開K 3 鍵 按 下 且 K 2 斷開YYYNYK 1 鍵 狀 態(tài)P W M 停 止 輸 出偶 數 次NK 1 按 鍵 狀 態(tài)奇 數 次偶 數 次奇 數 次N上 檔 位 上 檔 位下 檔 位 下 檔 位 圖 23 按鍵程序流程框圖 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 24 在這兒選取出按鍵開關的一段程序如下，在這段程序中換向開關為上檔位， K2 按鍵按下，在進行延遲消除抖動后確定 K2 鍵按下，從而令 PWM 輸出占空比增大，并對 PWM 輸出時間重新計時。串鍵是指同時有一個以上的鍵按下，串鍵會引起 CPU 錯誤響應。當換向開關撥在上位檔時，按鍵 K2 按下的時候， 端口檢測到有高電平，占 空比就會逐漸的增大。