單片機課程設計占空比可調的方波發(fā)生器(編輯修改稿)
2025-07-23 13:00 本頁面
【文章內容簡介】 機編程的方法來實現，該方案可以通過編程的方法控制信號的占空比，而且在硬件電路不變的情況下，通過改變程序來實現占空比的變換。此外，由于通過編程的方法產生的是數字信號，因此信號的精度可以做的很高。鑒于方案一的信號頻率不夠穩(wěn)定和方案二的電路復雜，頻率覆蓋系數難以達標等缺點，所以決定采用方案三的設計方法。它不僅采用軟硬件結合，軟件控制硬件的方法來實現，使得信號頻率的穩(wěn)定性和精度的準確性得以保證，而且他使用的幾種元器件都是常用元器件，容易得到，且價格便宜。 在此次設計中采用一個AT89C51微處理器，2個按鍵，兩個LED七段碼顯示器，一個示波器。AT89C51 用到兩個定時器，定時器0 和定時器1。其中定時器0 ；定時4占空比可調的方波發(fā)生器器1 。兩個按鍵分別控制占空比加1減1和加5減5。設定的占空比的值通過連接在P0，P2口的兩個七段碼LED顯示器來顯示，占空比的比值在1:99至99:1之間。4占空比可調的方波發(fā)生器5占空比可調的方波發(fā)生器 總體硬件組成框圖時鐘電路LED顯示AT80C51 復位電路示波器顯示按鍵電路圖21 總體硬件組成框圖 系統(tǒng)框圖如圖21所示，系統(tǒng)主要由四大模塊組成即時鐘電路、LED顯示、復位電路、按鍵電路和示波器顯示。5占空比可調的方波發(fā)生器第3章 系統(tǒng)硬件設計 AT89C51芯片介紹如圖31所示為AT89C51的芯片引腳結構。圖31 AT89C51芯片引腳結構 AT89C51單處機內部設置兩個16位可編程的定時器/計數器T0和T1，它們6占空比可調的方波發(fā)生器具有計數器方式和定時器方式兩種工作方式及4種工作模式。在波形發(fā)生器中，將其作定時器使用，用它來精確地確定波形的兩個采樣點輸出之間的延遲時間。模式1采用的是16位計數器，當T0或T1被允許計數后，從初值開始加計數，最高位產生溢出時向CPU請求中斷[6]。 中斷系統(tǒng)是使處理器具有對外界異步事件的處理能力而設置的。當中央處理器CPU正在處理某件事的時候外界發(fā)生了緊急事件，要求CPU暫停當前的工作，轉而去處理這個緊急事件。在波形發(fā)生器中，只用到片內定時器/計數器溢出時產生的中斷請求，即是在AT89C51輸出一個波形采樣點信號后，接著啟動定時器，在定時器未產生中斷之前，AT89C51等待，直到定時器計時結束，產生中斷請求，AT89C51響應中斷，接著輸出下一個采樣點信號，如此循環(huán)產生所需要的信號波形。 LED顯示電路設計 此系統(tǒng)中LED顯示電路是由單片機和LED數碼管直接相連組成的。如圖32所示。圖32 LED顯示電路 通過P0口和P2口顯示相應的數據。由于P0口的內部沒有上拉電阻，不能輸出高電平，故在P0口上串接一個排阻。7占空比可調的方波發(fā)生器 時鐘電路的設計 AT89C51單片機有兩個引腳（XTAL1，XTAL2）用于外接石英晶體和微調電容，從而構成時鐘電路，其電路圖如圖33所示。 電容CC2對振蕩頻率有穩(wěn)定作用，其容量的選擇為30pF，振蕩器選擇頻率為6MHz的石英晶體。圖33 時鐘電路 按鍵接口電路圖34為鍵盤接口電路的原理圖,。圖34 鍵盤接口電路，控制占空比變化步進為1，控制占空比變化步進為5。8占空比可調的方波發(fā)生器 復位電路 如圖35所示為復位電路。 加一個（大于兩個機器周期的）高電平使單片機復位。圖中為按鍵加上電復位電路。在復位狀態(tài)下，程序指針PC=0000H。 圖35 按鍵加上電復位電路第4章 系統(tǒng)的軟件設計 主程序設計本系統(tǒng)中下位機（單片機89C51）的主要功能就是實現占空比可調、產生方波并通過LED顯示器和示波器顯示出來。其主程序流程如圖41所示。9占空比可調的方波發(fā)生器 Y等待定時器1溢出判斷是否有中斷標志 N開始初始化：設定時器0工作方式為方式1，定時器1工作方式為方式2產生方波 圖4
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