單片機(jī)課程設(shè)計占空比可調(diào)的方波發(fā)生器(編輯修改稿)
2024-07-23 13:00 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 機(jī)編程的方法來實現(xiàn)，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(xiàn)占空比的變換。此外，由于通過編程的方法產(chǎn)生的是數(shù)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(fù)雜，頻率覆蓋系數(shù)難以達(dá)標(biāo)等缺點，所以決定采用方案三的設(shè)計方法。它不僅采用軟硬件結(jié)合，軟件控制硬件的方法來實現(xiàn)，使得信號頻率的穩(wěn)定性和精度的準(zhǔn)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(shè)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(diào)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(shè)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(diào)的方波發(fā)生器5占空比可調(diào)的方波發(fā)生器 總體硬件組成框圖時鐘電路LED顯示AT80C51 復(fù)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(fù)位電路、按鍵電路和示波器顯示。5占空比可調(diào)的方波發(fā)生器第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 AT89C51芯片介紹如圖31所示為AT89C51的芯片引腳結(jié)構(gòu)。圖31 AT89C51芯片引腳結(jié)構(gòu) AT89C51單處機(jī)內(nèi)部設(shè)置兩個16位可編程的定時器/計數(shù)器T0和T1，它們6占空比可調(diào)的方波發(fā)生器具有計數(shù)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(shù)器，當(dāng)T0或T1被允許計數(shù)后，從初值開始加計數(shù)，最高位產(chǎn)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(shè)置的。當(dāng)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(dāng)前的工作，轉(zhuǎn)而去處理這個緊急事件。在波形發(fā)生器中，只用到片內(nèi)定時器/計數(shù)器溢出時產(chǎn)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(chǎn)生中斷之前，AT89C51等待，直到定時器計時結(jié)束，產(chǎn)生中斷請求，AT89C51響應(yīng)中斷，接著輸出下一個采樣點信號，如此循環(huán)產(chǎn)生所需要的信號波形。 LED顯示電路設(shè)計 此系統(tǒng)中LED顯示電路是由單片機(jī)和LED數(shù)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(yīng)的數(shù)據(jù)。由于P0口的內(nèi)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(diào)的方波發(fā)生器 時鐘電路的設(shè)計 AT89C51單片機(jī)有兩個引腳（XTAL1，XTAL2）用于外接石英晶體和微調(diào)電容，從而構(gòu)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(jìn)為1，控制占空比變化步進(jìn)為5。8占空比可調(diào)的方波發(fā)生器 復(fù)位電路 如圖35所示為復(fù)位電路。 加一個（大于兩個機(jī)器周期的）高電平使單片機(jī)復(fù)位。圖中為按鍵加上電復(fù)位電路。在復(fù)位狀態(tài)下，程序指針PC=0000H。 圖35 按鍵加上電復(fù)位電路第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 主程序設(shè)計本系統(tǒng)中下位機(jī)（單片機(jī)89C51）的主要功能就是實現(xiàn)占空比可調(diào)、產(chǎn)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(diào)的方波發(fā)生器 Y等待定時器1溢出判斷是否有中斷標(biāo)志 N開始初始化：設(shè)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(chǎn)生方波 圖4
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