單片機課程設(shè)計報告-基于at89s52單片機的多功能函數(shù)信號發(fā)生器(編輯修改稿)
2024-11-29 18:55 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上， AT89S52 擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52 為 眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 復(fù)位電路設(shè)計 MCS52 單片機通常采用上電自動復(fù)位、按鈕電平復(fù)位、外部脈沖復(fù)位、上電 +按鈕電平復(fù)位、程序運行監(jiān)視復(fù)位等方式。 AT89S52 需要外加復(fù)位電路，本設(shè)計采用按鍵 +上電復(fù)位，上電復(fù)位是利用電容充電來實現(xiàn)的，即上電瞬間 RST/Vpd 端的電位與 Vcc 相同，隨著充電電流的減少，最后被嵌位在 0V,采用 10uF 的 C3 和 10K 的 R4 可以保證加在引腳上的高電平持續(xù) 2 個機器周期，即使單片機有效地復(fù)位。按鍵可以隨時使電路復(fù)位，當(dāng)鍵按下時 1K 的 R1 和 10K 的 R2 串聯(lián)分壓使 RST 為高電平，即復(fù)位。 河南理工大學(xué)本科課程設(shè)計報告 6 圖 復(fù)位電路圖 時鐘晶振電路 MCS51 內(nèi)部有一個用于構(gòu)成震蕩器的高增益反向放大器，此放大器的輸入端和輸出端分別是 XTAL1 和 XTAL2，在 XTAL1 和 XTAL2 上外接晶振可構(gòu)成時鐘電路。時鐘電路在單片機系統(tǒng)中起著非常重要的作用，是保證系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)。晶振頻率的大小決定了單片機系統(tǒng)工作的快慢。 本次設(shè)計采用內(nèi)部方式的外部時鐘接法 。為達(dá)到振蕩周期是 12MHZ 的要求，這里要采用 12MHZ 的晶振，電容 CC2 對頻率有微調(diào)作用，故外接晶振時 ， C1 和 C2 在本設(shè)計中選擇 30pF，振蕩頻率取 12MHz。晶振的兩個引腳分別連到 XTAL1 和 XTAL2 振蕩脈沖輸入引腳。如下圖所示： 圖 時鐘晶振電路圖 顯示電路 本次設(shè)計中采用共陰極數(shù)碼管作為顯示器。 LED 的驅(qū)動電路簡單，使用方便，具有耗電少、成本低廉、配置簡單靈活、安裝方便、耐振動、使用壽命長等優(yōu)點。LED 顯示器與單片機的接口一般有動態(tài)顯示與靜態(tài)顯示接口兩種電路。 靜態(tài)顯示方式：是指當(dāng)顯示器顯示某一字符時，發(fā)光二極管的位選始終被選中。在這種顯示方式下，每一個 LED 數(shù)碼管顯示器都 需要一個 8 位的輸出口河南理工大學(xué)本科課程設(shè)計報告 7 進(jìn)行控制，顯示穩(wěn)定，提高了 CPU 的工作效率。其不足之處是占用硬件資源較多，每個 LED 數(shù)碼管需要獨占 8條輸出線。隨著顯示器位數(shù)的增加，需要的 I/O 口線也將增加。 動態(tài)顯示方式：動態(tài)顯示方式是指一位一位地輪流點亮每位顯示器（稱為掃描），即每個數(shù)碼管的位選被輪流選中，多個數(shù)碼管公用一組段選，段選數(shù)據(jù)僅對位選選中的數(shù)碼管有效。對于每一位顯示器來說，每隔一段時間輪流點亮。顯示器的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)，也與點亮?xí)r間和間隔時間的比例有關(guān) , 由于掃描速度極快，顯示效果與靜態(tài)驅(qū)動相同。通過調(diào)整電流和時 間參數(shù)，可以既保證亮度，又保證顯示。 本次設(shè)計中，由于單片機本身提供的 I/O 口有限，本次設(shè)計采用動態(tài)顯示，數(shù)碼管采用的是共陰極接法。用 AT89S52 的 P0 口作段碼輸出時 , 驅(qū)動能力相當(dāng)大，但由于輸出極為漏極開路電路，驅(qū)動拉電流負(fù)載，引腳上應(yīng)外接上拉電阻。因此，在本次設(shè)計中我們將數(shù)碼管各段加上拉電阻后接單片機 P0 口。把單片機的 ～ 管腳直接接到數(shù)碼管的位選端作為位選信號，低電平有效。 圖 LED 顯示電路圖 數(shù)摸轉(zhuǎn)換電路 本設(shè)計采用 DAC0832 芯片構(gòu)成模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。 DAC0832系列為美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的具有 2個數(shù)據(jù)寄存器的 8位分辨率的 D/A 轉(zhuǎn)換芯片。此芯片與微處理器完全兼容，可以完全相互代換，并且價格低廉，接口簡單，轉(zhuǎn)換控制容易，在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。其內(nèi)部由 8 位輸入鎖存器、 8位 DAC 寄存器、 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成，通過兩個輸入寄存器構(gòu)成兩級數(shù)據(jù)輸入鎖存。 DAC0832 的芯片管腳圖如下圖所示。 河南理工大學(xué)本科課程設(shè)計報告 8 圖 DAC0832 的管腳圖 本設(shè)計中，讓 DAC0832工作在直通工作方式，其片選信號 CS 接單片機的 管腳，由程序?qū)π酒霓D(zhuǎn)換進(jìn)行控制。數(shù)據(jù)位接單片機的 P2 口。寫信號 1WR 、2WR 及傳送控制信號 XFER 的引腳全部接地，允許輸入鎖存信號 ILE 引腳 +5V時。其基準(zhǔn)電壓 VREF 引腳經(jīng)電位計接 +5V 電壓，通過改變基準(zhǔn)電壓值來改變輸出信號的峰值 電壓。在程序的控制下，數(shù)字量一旦輸入，就直接進(jìn)入 DAC 寄存器，進(jìn)行 D/A 轉(zhuǎn)換。 圖 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路原理圖 運放電路 本設(shè)計中使用 LM324 芯片構(gòu)成運放電路，實現(xiàn)對 DAC0832 輸出的小信號的放大，并進(jìn)行電流 /電壓的轉(zhuǎn)換。 LM324 系列運算放大器是價格便宜的帶差動輸入功能的四運算放大器。 LM324 的特點如下： 。 。 ： 3V32V。 河南理工大學(xué)本科課程設(shè)計報告 9 ：最大 100nA（ LM324A）。 。 。 。 。 。 圖 LM324 的管腳圖 設(shè)計中采用雙極性輸出，所使用的運放電路圖如下圖所示。 圖 LM324 運放電路原理圖 按鍵電路 本設(shè)計中的按鍵電路由四個獨立按鍵構(gòu)成，分別與單片機的 ～ 管腳相連接，并經(jīng)過 74LS00（實現(xiàn)四輸入與門的功能）與單片機的 管腳（外部中斷 0）想接，利用中斷和掃描的方式來實現(xiàn)波形的切換和信號頻率的調(diào)整。其中 ～ 按鍵分別對應(yīng)方波、三角波和鋸齒波 ，而 按鍵用于對信號河南理工大學(xué)本科課程設(shè)計報告 10 頻率的調(diào)整。按鍵電路如圖 所示。 圖 按鍵電路原理圖 電源電路 本設(shè)計的電源電路是通過變壓器將工頻電壓轉(zhuǎn)換成低壓，然后通過整流橋的整流、電容的濾波以及 7812 和 7912 的穩(wěn)壓，形成穩(wěn)定的 +12V 電壓和 12V 電壓，實現(xiàn)對模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和運放電路的穩(wěn)定供電。系統(tǒng)中所需要的 +5V 電壓，均通過USB 直接供電。單片機外圍電路的供電電路圖如下圖所示。 圖 電源電路原理圖 河南理工大學(xué)本科課程設(shè)計報告 11 3
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