【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 igit[1]和 digit[2]始終為零，而 digi[2] =(test_counter)/10+20 digi[3] = (test_counter%10)，再通過(guò)函數(shù) unsigned char NUMTOSEG7(unsigned char DATA) 來(lái)確定輸出。 2． digi_scaner，變量類型 unsigned char 儲(chǔ)存類型 xdata 該變量為 數(shù)碼管掃描驅(qū)動(dòng)指針，變量的四個(gè)取值（ 1,2,3,4）分別代表 這四個(gè)數(shù)碼管，通過(guò) digi_scaner變量來(lái)輪流驅(qū)動(dòng)四個(gè)數(shù)碼管顯示增益。 2. 擴(kuò)展任務(wù) 3. form ， 變量類型 unsigned char 儲(chǔ)存類型 xdata 該變量作為拓展任務(wù)中單片機(jī)四種工作模式的狀態(tài)的儲(chǔ)存變量，即當(dāng) form=1時(shí)，單片機(jī)作為音樂(lè)播放器，播放喀秋莎，當(dāng) form=2 第 20頁(yè) 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 時(shí)，單片機(jī)作為函數(shù)發(fā)生器，在輸出端產(chǎn)生方波，當(dāng) form=3時(shí)，單片機(jī)在輸出端產(chǎn)生鋸齒波，當(dāng) form=4時(shí)，單片機(jī)在輸出端產(chǎn)生正弦波。form接收來(lái)自 。 4． fre ，變量類型 unsigned char 儲(chǔ)存類型 xdata 該變量用于控制函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生波形的頻率，即當(dāng) form=2或 3或4時(shí)，當(dāng) fre分別等于 1,2,3時(shí)，函數(shù)發(fā)生器將分別產(chǎn)生 3個(gè)不同頻率的信號(hào)。 fre接收來(lái)自 。 5． /* 播放樂(lè)曲功能變量 */ audio_frequency 變量類型 unsigned int // 播放中，當(dāng)前的音頻頻率 audio_ptr 變量類型 unsigned int audio_ptr,audio_dura。 audio_dura 變量類型 unsigned int // 輔助讀譜指針、持續(xù)時(shí)間計(jì)數(shù)變量 bit buzzer_flag。 // 輔助狀態(tài)標(biāo)志 這四個(gè)變量用于音樂(lè)播放器播放喀秋莎，用于根據(jù)音樂(lè)中的各個(gè)音符的參數(shù)來(lái)確定 ，以在蜂鳴器處得到喀秋莎音樂(lè)。 第 21頁(yè) 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 流程邏輯 基礎(chǔ)部分 圖 main（）函數(shù)程序流程圖 對(duì) P1 的四個(gè)按鍵的信號(hào)的接收及對(duì) test_counter 的賦值在主函數(shù)中進(jìn)行，而具體的顯示工作將在 T0 的中斷程序中進(jìn)行。 圖 第 22頁(yè) 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 圖 為基礎(chǔ)部分 T0 計(jì)時(shí)器中斷服務(wù)程序流程圖 圖 下面將給出驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示的具體過(guò)程 T0 計(jì)時(shí)器中斷程序每各 5ms 運(yùn)行一次。四個(gè)數(shù)碼管無(wú)法同時(shí)顯示，只能按照順序在 T0 終端服務(wù)程序每運(yùn)行一次時(shí)驅(qū)動(dòng)一個(gè)七段管，由于每秒鐘 第 23頁(yè) 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 T0 中斷程序運(yùn)行 200 次，每個(gè)七段管被驅(qū)動(dòng) 50 次，由于視覺(jué)暫留效果，人腦將認(rèn)為四個(gè)七段管同時(shí)亮。 T0驅(qū)動(dòng)程序每運(yùn)行到需要驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管時(shí)，首先判斷 digi_scaner的值 ，digi_scaner= 4分別對(duì)應(yīng)著四個(gè)七段管，即該次執(zhí)行驅(qū)動(dòng)的那個(gè)七段管。然后對(duì) output_sel的四個(gè)位賦值選定指 定七段管并執(zhí)行 ADDR_8SEG = NUMTOSEG7(digi[])和 ADDR_SEL = output_sel語(yǔ)句，驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管并顯示相應(yīng)的數(shù)字。 第 24頁(yè) 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 拓展部分 圖 為拓展任務(wù) main（）函數(shù)程序流程圖 圖 第 25頁(yè) 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 圖 為拓展任務(wù) T0 計(jì)時(shí)器中斷服務(wù)程序流程圖 圖 其中喀秋莎音樂(lè)播放關(guān)于音符參數(shù)問(wèn)題較為復(fù)雜，下面將給出詳細(xì)解釋。 第 26頁(yè) 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 程序中，整個(gè)喀秋莎的音樂(lè)是由一個(gè)二維數(shù)組儲(chǔ)存，即由一個(gè) 2*n 的矩陣儲(chǔ)存（ n 為音符的總數(shù)目），這個(gè)數(shù)組的每一行的兩個(gè)數(shù)據(jù)，反別代表著一個(gè)音符的頻率和音符持續(xù)長(zhǎng)度。例如 music_data[1][]= {440,600},440 代表頻率值， 600 代表持續(xù)時(shí)間即節(jié)拍值。當(dāng)程序運(yùn)行到該音符時(shí)，首先對(duì)其頻率值進(jìn)行計(jì)算，利用 audio_frequency=0xffff460800/music_data[audio_ptr][0]+15 來(lái)確定定時(shí)器 T1 的初值，而以后每次執(zhí)行 T1 的中斷程序時(shí)時(shí)， 的輸出都會(huì)發(fā)生改變，由 1 變?yōu)?0 或由 0 變?yōu)?1。由于不同的音符， T1計(jì)時(shí) 器所對(duì)應(yīng)的初值不同，即工作頻率不同，就使得 0 間的變換頻率不同，產(chǎn)生不同頻率的交流電，通過(guò)蜂鳴器即能發(fā)出相應(yīng)的音符。而 600 需用 來(lái) 保 證 該 音 符 持 續(xù) 的 時(shí) 間 。 在 執(zhí) 行 該 音 符 時(shí) ， 利 用 語(yǔ) 句audio_dura=music_data[audio_ptr][1]/5，之后每次執(zhí)行 T0 計(jì)時(shí)器中斷程序時(shí)，若 audio_dura 不為零，則程序?qū)⑦\(yùn)行 audio_dura，而跳過(guò)復(fù)雜的對(duì)音符的處理部分，在這段時(shí)間內(nèi)，定時(shí)器 T1 將一直以根據(jù)這個(gè)音符已確定的初值進(jìn)行工作，直到 audio_dura=0，程序?qū)⑦M(jìn)入下一個(gè)音符。也就是這個(gè)頻率在 audio_dura 不為零的時(shí)間內(nèi)被保持，而 T0計(jì)時(shí)器工作頻率不變，又保證了 audio_dura 改變相同值時(shí)的時(shí)間間隔相同，最終實(shí)現(xiàn)，該音符被執(zhí)行的時(shí)間和 audio_dura 的初值成正比關(guān)系。 圖 為拓展任務(wù) T1 計(jì)時(shí)器中斷服務(wù)程序流程圖 由圖易知，該終端服務(wù)的任務(wù)為根據(jù) fre 和 form兩個(gè)變量對(duì) P1和 P3進(jìn)行賦值，已達(dá)到所需輸出。 第 27頁(yè) 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 圖 拓展任務(wù) 定時(shí)器 T1 的中斷程序 描述 功能描述 當(dāng)作為函數(shù)發(fā)生器時(shí)，根據(jù) form 以及 fre 的值來(lái)確定定時(shí)器 T1的初值及相應(yīng)輸出 P1和 P3 的值，已完成方波、正弦波、鋸齒波的輸出。 輸入輸出項(xiàng)描述 中斷函數(shù)并不需要輸入，其輸出為相應(yīng)的 P1和 P3的值， P1和 P3分別為兩個(gè) 8 位的二進(jìn)制數(shù)，每個(gè)位都對(duì)應(yīng)著單片機(jī)的一個(gè)輸 出端口，例如 當(dāng)=1 時(shí)， 端口輸出 +5v 電壓，反之，若 =0， 端口輸出電壓為 0伏。 相關(guān)算法的描述 第 28頁(yè) 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 本作品拓展任務(wù)所涉及的函數(shù)發(fā)生均采用逐點(diǎn)賦值法，未使用位運(yùn)算，所以并未能歸納出算法。 采用逐點(diǎn)賦值的原因 1. 若采用位運(yùn)算，必然會(huì)產(chǎn)生關(guān)于四舍五入的誤差，這樣輸出正弦波時(shí)，波形的偏差可能會(huì)比較大，比如正弦波的波峰和波谷處會(huì)出現(xiàn)直線而非平滑曲線。 2. 本小組電路中只連入了 6 個(gè) CD4066 的開(kāi)關(guān)，能夠?qū)崿F(xiàn)的最小倍率為 ，相比之下精度仍顯不足，所以為避免誤差，人為為點(diǎn)賦值 。 基礎(chǔ)任務(wù) main（）函數(shù)描述 功能描述 Main 函數(shù)主要功能為初始化單片機(jī)，接收 4 個(gè)按鍵的輸入信號(hào)，并改變電壓增益 相關(guān)調(diào)用函數(shù) main（）函數(shù)中主要涉及 的 2個(gè)函數(shù)的調(diào)用 void delay(void) 該函數(shù)用于按鍵的去抖。 具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程為使程序?qū)δ硞€(gè)變量進(jìn)行空加操作，例如從 1 加到10000，此過(guò)程中按鍵的一切輸入信號(hào)都將被忽略，因此可以達(dá)到去抖效果。 使用此函數(shù)后，若長(zhǎng)時(shí)間按住按鍵，則會(huì)發(fā)現(xiàn)，晶體管上的顯示數(shù)字將在一定時(shí)間后改變，間 隔相同時(shí)間后，數(shù)字會(huì)發(fā)生下一次改變。 第 29頁(yè) 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 關(guān)于 delay函 數(shù)在主函數(shù)中調(diào)用而非在中斷函數(shù)中調(diào)用的解釋：中斷函數(shù)直接關(guān)系數(shù)碼管的顯示，若中斷函數(shù)的工作頻率改變，則會(huì)使四個(gè)七段數(shù)碼管顯示處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，即如果在中斷函數(shù)中調(diào)用 delay 函數(shù)，在delay 函數(shù)執(zhí)行的較長(zhǎng)時(shí)間中，中斷函數(shù)不執(zhí)行，七段管將會(huì)產(chǎn)生閃爍效果，直到 delay函數(shù)執(zhí)行過(guò)后，七段管才恢復(fù)正常。 void foutput(void) 該函數(shù)用于根據(jù) test_counter 的值來(lái)確定 P1和 P3 的輸出值，以達(dá)到電壓產(chǎn)生增益的效果。 第 30頁(yè) 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 5. 系統(tǒng) 功能及技術(shù)指標(biāo)測(cè)試 測(cè)試項(xiàng)目 基礎(chǔ)任務(wù)：當(dāng)按下 P1 的四個(gè)按鍵時(shí)改變 運(yùn)放輸出端的放大增益，并在七段管上顯示當(dāng)前增益大小。 拓展任務(wù)：播放喀秋莎，并以三種頻率輸出正弦波、鋸齒波、和方波。同時(shí)七段管上顯示相對(duì)應(yīng)的數(shù)字。 測(cè)試的資源 測(cè)試所需電源三個(gè)，分別為 +5V和 +1V和 5V。 需萬(wàn)用表一個(gè) 電源引線三雙 示波器探頭一個(gè) 測(cè)試時(shí)在實(shí)驗(yàn)室中，并在電腦上進(jìn)行少量的工作，例如，向單片機(jī)中 拷入程序 測(cè)試方法 基礎(chǔ)任務(wù)的調(diào)試 圖５－３．１ 第 31頁(yè) 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 使用的電路大板上的接線方法為：從左到右 +5V,5V,+1V 萬(wàn)用表一端接地，一端接我們的測(cè)量引腳，并調(diào)至 直流電壓檔。通過(guò)調(diào)節(jié)單片機(jī)上的四個(gè)按鈕，實(shí)現(xiàn)控制功能。第一個(gè)鍵為 + 倍，第二個(gè)鍵位 ，第三個(gè)鍵位到 0倍，第四個(gè)鍵為到 。 拓展部分 圖５－３．２ 使用的電路大板上的接線方法為：從左到右 +5V,5V,+1V 示波器一端接地，一端接我們的測(cè)量引腳。 調(diào)節(jié)第二個(gè)鍵為下一個(gè)函數(shù)信號(hào)，第三個(gè)鍵位上一個(gè)函數(shù)信號(hào)，第四個(gè)鍵為切換頻率。函數(shù)信號(hào)列表為：方波，三角，鋸齒，正弦波。 測(cè)試結(jié)果及分析 基礎(chǔ)部分，測(cè)試數(shù)據(jù)及結(jié)果如表 ， 由表可知，單片機(jī)基 礎(chǔ)任務(wù)完成較好，各電壓增益誤差都小于 1%，且測(cè)試數(shù)據(jù)都大于理論值。根據(jù)上文中已給出的計(jì)算增益的公式，可知，基礎(chǔ)電阻 Rf=8kohm,選取稍大，若在其兩端并聯(lián)一較大電阻，則能夠更小的減小誤差。 表 基礎(chǔ)部分測(cè)試結(jié)果 序列號(hào) 輸入電壓 (V) 輸出電壓 (V) 顯示增益 實(shí)測(cè)增益 誤差 (%) 1 % 2 % 3 % 4 % 5 % 6 % 7 % 第 32頁(yè) 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 8 % 9 % 10 % 11 % 12 % 13 % 14 % 15 % 拓展任務(wù)的測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖 （ 1）， （ 2）， （ 3）（方波，三角波，正弦波的三種換頻輸出）。 第 33頁(yè) 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 6. 致謝 首先感謝指導(dǎo)老師袁焱對(duì)我們的指導(dǎo)。由于我們是完全的新手，之前也沒(méi)有使用單片機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，所以一開(kāi)始全要靠老師帶領(lǐng)我們?nèi)腴T(mén)。老師給的ppt 與上課的講解大大簡(jiǎn)化了我們自己探索的步驟，讓我們少走了很多彎路。我記得一開(kāi)始時(shí)我們完全不知怎么辦，但是看到老師的電路設(shè)計(jì)圖紙后，我們對(duì)我們的任務(wù)有了感性上的認(rèn)識(shí)。于是我們慢慢的解出了電阻值，考慮了去除內(nèi)阻的干擾等等問(wèn)題。老師告訴我們理解放大器時(shí)要把它想成那種 理想中的物理模型，于是我們更好的理解了虛短，虛斷，虛地的概念。在我們困惑的時(shí)候，老師的課程常常讓我們有靈感。 感謝檢測(cè)的老師，感謝你耐心的等待我們完成檢測(cè)，并給出指導(dǎo)意見(jiàn)。我們的檢測(cè)并不是一帆風(fēng)順的。猶豫我們組的萬(wàn)用表有些問(wèn)題，檢測(cè)的過(guò)程中出現(xiàn)了故障，老師在一旁等待我們排除故障，很有耐心。另外，我們的示波器在檢測(cè)中也出了問(wèn)題，后來(lái)不得不換一個(gè)工作臺(tái)進(jìn)行測(cè)試。在整個(gè)過(guò)程中，老師都很和藹，是我們放松了原來(lái)緊張的心情。最后測(cè)試比較圓滿的完成了。我們認(rèn)為，如果不是檢測(cè)老師的耐心，我們可能會(huì)因?yàn)榧痹甓鲥e(cuò)事情。我們組 都十分感謝老師！ 最后是器材室的負(fù)責(zé)人。在整個(gè)課程中，我們更換了不少器件，每次去更換時(shí)，器材室的老師都能準(zhǔn)確地找到我們的部件。雖然說(shuō)起來(lái)慚愧，但是我們幾次零件換下來(lái)，也和那邊的老師混熟了，想想這件事也豐富了我們的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。 總之，一個(gè)項(xiàng)目的完成，有很多人的幫助。包括哪些管理實(shí)驗(yàn)室的老師們，那些我們沒(méi)有提到的人。沒(méi)有你們，我們的項(xiàng)目不會(huì)如此順利的做出來(lái)。在這里，