基于51單片機(jī)的波形發(fā)生器畢業(yè)論文設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-07-25 00:16 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。具體連接的電路圖如圖5所示：圖5D/A轉(zhuǎn)換的電路連接圖圖6紅外電路紅外的工作原理：51單片機(jī)對(duì)遙控的解碼和我們前面所講的串口并口通信不同，他不是單純的用高電平代表1，低電平代表0。這一點(diǎn)大家要從思想上面轉(zhuǎn)變過(guò)來(lái)。他是發(fā)送一連串的數(shù)據(jù)幀，這個(gè)數(shù)據(jù)幀就是一連串的二進(jìn)制代碼，單片機(jī)通過(guò)區(qū)分高電平的持續(xù)時(shí)間來(lái)區(qū)別紅外編碼的。我們就以HC6800單片機(jī)上的紅外接頭為例來(lái)說(shuō)明。單片機(jī)是通過(guò)判斷脈沖的寬度來(lái)得到信息位為0還是為1的。當(dāng)我們按下遙控器的按鍵時(shí)，遙控器將發(fā)出如圖2的一串二進(jìn)制代碼，我們稱它為一幀數(shù)據(jù)。根據(jù)各部分的功能?？蓪⑺鼈兎譃?部分，分別為引導(dǎo)碼、地址碼、地址碼、數(shù)據(jù)碼、數(shù)據(jù)反碼。遙控器發(fā)射代碼時(shí)．均是低位在前。高位在后。由圖2分析可以得到．引導(dǎo)碼高電平為4．5ms，低電平為4．5ms。當(dāng)接收到此碼時(shí)．表示一幀數(shù)據(jù)的開(kāi)始。單片機(jī)可以準(zhǔn)備接收下面的數(shù)據(jù)。地址碼由8位二進(jìn)制組成，共256種．圖中地址碼重發(fā)了一次。主要是加強(qiáng)遙控器的可靠性．如果兩次地址碼不相同．則說(shuō)明本幀數(shù)據(jù)有錯(cuò)．應(yīng)丟棄。不同的設(shè)備可以擁有不同的地址碼．因此。同種編碼的遙控器只要設(shè)置地址碼不同，也不會(huì)相互干擾。在同一個(gè)遙控器中．所有按鍵發(fā)出的地址碼都是相同的。數(shù)據(jù)碼為8位，可編碼256種狀態(tài)，代表實(shí)際所按下的鍵。數(shù)據(jù)反碼是數(shù)據(jù)碼的各位求反，通過(guò)比較數(shù)據(jù)碼與數(shù)據(jù)反碼．可判斷接收到的數(shù)據(jù)是否正確。如果數(shù)據(jù)碼與數(shù)據(jù)反碼之間的關(guān)系不滿足相反的關(guān)系．則本次遙控接收有誤．?dāng)?shù)據(jù)應(yīng)丟棄。在同一個(gè)遙控器上．所有按鍵的數(shù)據(jù)碼均不相同。在圖2中，數(shù)據(jù)碼為十六進(jìn)制的0CH，數(shù)據(jù)反碼為十六進(jìn)制的0F3H(注意低位在前)．兩者之和應(yīng)為0FFH。這種復(fù)位電路的工作原理是：?jiǎn)纹瑱C(jī)的復(fù)位電路在剛接通電時(shí)，剛開(kāi)始電容是沒(méi)有電的，電容內(nèi)的電阻很低，通電后，5V的電通過(guò)電阻給電容進(jìn)行充電，電容兩端的電會(huì)由0V慢慢的升到4V左右（），RC構(gòu)成的微分電路在上電瞬間產(chǎn)生一個(gè)微分脈沖，其寬度大于兩個(gè)機(jī)器周期，89C51將復(fù)位。正因?yàn)檫@樣，復(fù)位腳的電由低電位升到高電位，引起了內(nèi)部電路的復(fù)位工作，RST端電壓慢慢下降，降到一定電壓值以后，即為低電平，單片機(jī)開(kāi)始正常工作（這是單片機(jī)的上電復(fù)位，也叫初始化復(fù)位）；當(dāng)按下復(fù)位鍵時(shí)，電容兩端放電，電容又回到0V了，于是又進(jìn)行了一次復(fù)位工作（這是手動(dòng)復(fù)位原理）。圖7復(fù)位電路圖8外部時(shí)鐘電路 LCD顯示部分電路為了節(jié)約成本，采用1602來(lái)作為顯示器，用獨(dú)立按鍵來(lái)控制不同的顯示，能完成基本的顯示功能。圖9LCD液晶顯示電路本電源設(shè)計(jì)了兩個(gè)接口，方便不同接口的電源接入，并且在電源部分加上濾波電容，起過(guò)濾接入電源的雜波的作用，為了電路中得到+12V、12V和+5V的直流工作電壓，用變壓器變壓后再通過(guò)芯片和電容設(shè)計(jì)出所需要的電路。圖10電源電路圖八為用獨(dú)立按鍵來(lái)控制不同的輸出波形圖11獨(dú)立按鍵圖中通過(guò)MAX232進(jìn)行TTL電平和232電平轉(zhuǎn)換，從而單片機(jī)和上位機(jī)之間通信提供通道。圖12串口通信電路通信電路的目的就是讓通信雙發(fā)的電平匹配，單片機(jī)用的是TTL電平，上位機(jī)的串口用的是232電平。TTL電平的邏輯1的電壓范圍是++5V，邏輯0的電壓范圍是0到+；232電平的邏輯1的電壓范圍是15V到5V,邏輯0的電壓范圍是+5V到+15V。因此設(shè)計(jì)串口通信電路就是讓這兩種電平統(tǒng)一。四、軟件設(shè)計(jì)主程序和子程序都存放在AT89C51單片機(jī)中。主程序的功能是：開(kāi)機(jī)以后負(fù)責(zé)查鍵，即做出鍵盤(pán)掃描及顯示工作，然后根據(jù)用戶所按的鍵轉(zhuǎn)到相應(yīng)的子程序進(jìn)行處理。子程序的功能有：延時(shí)子程序、中斷程序、顯示子程序、按鍵子程序，按鍵子程序中有任意頻率的設(shè)置的數(shù)字鍵（0~9）及確定鍵、幅值和頻率的加和減鍵、幅值頻率的轉(zhuǎn)換鍵、波形的轉(zhuǎn)換鍵等共15個(gè)鍵。：完成全部硬件和軟件過(guò)后，將程序下載到單片機(jī)中進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)反復(fù)測(cè)試，反復(fù)的修改函數(shù)的功能，同時(shí)完善硬件的功能，使系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)控制。圖13程序流程圖 LCD顯示流程圖圖14 LCD顯示框圖五、系統(tǒng)仿真通過(guò)Proteus軟件和電路原理圖繪制出如下仿真電路圖，對(duì)程序和電路功能進(jìn)行測(cè)試圖15 proteus仿真電路圖將編寫(xiě)好的程序下載到單片機(jī)中進(jìn)行仿真，通過(guò)反復(fù)測(cè)試，反復(fù)的修改函數(shù)的功能，使系統(tǒng)輸出如下波形：圖16正弦波圖17方波圖18三角波圖19正弦波、方波、三角波三種波形疊加后的波形六、硬件和軟件測(cè)試整個(gè)硬件調(diào)試過(guò)程基本順利，由于采用了分單元模塊制作，各個(gè)單元電路工作穩(wěn)定，給調(diào)試工作帶來(lái)很大的方便。放大模塊部分在實(shí)物模擬時(shí)，出現(xiàn)發(fā)送信號(hào)不穩(wěn)定、跳變的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)仔細(xì)的檢查，電路連線路勁和線路連接問(wèn)題，最終發(fā)現(xiàn)電路連接是出現(xiàn)連接未牢固的問(wèn)題，從而得以解決。雖然對(duì)于單片機(jī)的變成較熟悉，但是還存在一些問(wèn)題，主要有以下問(wèn)題：（1）在寫(xiě)調(diào)幅值的程序時(shí)，按照自己的想法寫(xiě)好，下載帶單片機(jī)中，發(fā)現(xiàn)，每按一次鍵，幅值一次性增大到5V或者一次性減為0V，經(jīng)過(guò)對(duì)程序的分析得知，當(dāng)按下鍵時(shí)，程序循環(huán)很多次，為次添加一條鍵按下時(shí)死循環(huán)的語(yǔ)句使每次按下鍵幅值加一次后的只保持住，從而解決了問(wèn)題。（2）當(dāng)幅
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