【文章內(nèi)容簡介】 法可以有兩種一中是利用 MCS51 內(nèi)部定時(shí)器才生溢出中斷來確定 1秒的時(shí)間，另一種是采用軟延時(shí)的方法。 計(jì)數(shù)器硬件延時(shí) 計(jì)數(shù)器初值計(jì)算 定時(shí)器工作時(shí)必須給計(jì)數(shù)器送計(jì)數(shù)器初值，這個(gè)值是送到 TH 和 TL 中的。他是以加法記數(shù)的，并能從全 1到全 0 時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生溢出中斷請求。因此，我們可以把計(jì)數(shù)器記滿為零所需的計(jì)數(shù)值設(shè)定為 C 和計(jì)數(shù)初值設(shè)定為 TC 可得到如下計(jì)算通式： TC=MC 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 6 式中， M 為計(jì)數(shù)器摸值，該值和計(jì)數(shù)器工作方式有關(guān)。在方式 0時(shí) M為 213 ；在方式 1時(shí) M的值為 216；在方式 2 和 3 為 28 計(jì)算公式 T=（ M－ TC） T 計(jì)數(shù) 或ＴＣ＝Ｍ－Ｔ／ T 計(jì)數(shù) T 計(jì)數(shù) 是單片機(jī)時(shí)鐘周期Ｔ ＣＬＫ 的１２倍 ；ＴＣ為定時(shí)初值 如單片機(jī)的主脈沖頻率為Ｔ ＣＬＫ １２ＭＨＺ ，經(jīng)過１２分頻 方式０ ＴＭＡＸ＝ 213 ＊１微秒＝８．１９２毫秒 方式１ ＴＭＡＸ＝ 216 ＊１微秒＝６５．５３６毫秒 顯然１秒鐘已經(jīng)超過了計(jì)數(shù)器的最大定時(shí)間，所以我們只有采用定時(shí)器和軟件相結(jié)合的辦法才能解決這個(gè)問題． １秒的方法 我們采用在主程序中設(shè)定一個(gè)初值為２０的軟件計(jì)數(shù)器和使Ｔ０定時(shí)５０毫秒．這樣每當(dāng)Ｔ０到５０毫秒時(shí)ＣＰＵ就響應(yīng)它的溢出中斷請求，進(jìn)入他的中斷服務(wù)子程序。在中斷服務(wù)子程序中，ＣＰＵ先使軟件計(jì)數(shù) 器減１，然后判斷它是否為零。為零表示１秒已到可以返回到輸出時(shí)間顯示程序。 相應(yīng)程序代碼 （１）主程序 定時(shí)器需定時(shí)５０毫秒，故Ｔ０工作于方式１。 初值： ＴＣ＝Ｍ－Ｔ／ T 計(jì)數(shù) ＝２ １６ －５０ ms/1us=15536=3CBOH ORG 1000H START: MOV TMOD, 01H 。 令ＴＯ為定時(shí)器方式１ MOV TH0, 3CH 。裝入定時(shí)器初值 MOV TL0, BOH 。 MOV IE, 82H 。開Ｔ０中斷 SEBT TＲ O ；啟動(dòng)Ｔ０計(jì)數(shù)器 MOV RO, 14H 。軟件計(jì)數(shù)器賦初值 LOOP: SJMP $ ；等待中斷 （２）中斷服務(wù)子程序 ＯＲＧ ０００ＢＨ ＡＪＭＰ ＢＲＴ０ ＯＲＧ ００ＢＨ ＢＲＴＯ： DJNZ Ｒ０，ＮＥＸＴ AJMP TIME 。 跳轉(zhuǎn)到時(shí)間及信號燈顯示子程序 DJNZ：ＭＯＶ ＲＯ，＃１４Ｈ ；恢復(fù)Ｒ０值 MOV TH0, 3CH 。重裝入定時(shí)器初值 MOV TL0, BOH 。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 7 MOV IE, 82H ＲＥＴ１ ＥＮＤ 軟件延時(shí) MCS51 的工作頻率為 212MHZ，我們選用的 8031 單片機(jī)的工作頻率為 6MHZ。機(jī)器周期與主頻有關(guān)，機(jī)器周期是主頻的 12 倍，所以一個(gè)機(jī) 器周期的時(shí)間為 12*（ 1/6M） =2us。我們可以知道具體每條指令的周期數(shù)，這樣我們就可以通過指令的執(zhí)行條數(shù)來確定 1 秒的時(shí)間。 具體的延時(shí)程序分析： DELAY:MOV R4,08H 延時(shí) 1 秒子程序 DE2:LCALL DELAY1 DJNZ R4,DE2 RET DELAY1:MOV R6,0 延時(shí) 125ms 子程序 MOV R5,0 DE1: DJNZ R5,$ DJNZ R6,DE1 RET MOV RN， DATA 字節(jié)數(shù)數(shù)為 2 機(jī)器周期數(shù)為 1 所以此指令的執(zhí)行時(shí)間為 2ms DELAY1 為 一 個(gè) 雙 重 循 壞 循 環(huán) 次 數(shù) 為 256*256=65536 所 以 延 時(shí) 時(shí) 間=65536*2=131072us 約為 125us DELAY R4 設(shè)置的初值為 8 主延時(shí)程序循環(huán) 8次，所以 125us*8= 1 秒 由于單片機(jī)的運(yùn)行速度很快其他的指令執(zhí)行時(shí)間可以忽略不計(jì)。 時(shí)間及信號燈的顯示 8051 并行口的擴(kuò)展 3 驅(qū)動(dòng)代碼表 8255 與 8051 的連接 ： 用 8051的 P0 口的 連接 8255的片選信號 cs 我們用 8031的地址采用全譯碼方式，當(dāng) =0 時(shí)片選有效， 其他無效， 用于選擇 8255端口 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 1 X X X X X 0 0 00H 為 8255 的 PA 口 1 X X X X X 0 1 01H 為 8255 的 PB 口 1 X X X X X 1 0 02H 為 8255 的 PC 口 1 X X X X X 1 1 03H 為 8255 的控制口 由于 8051 是分時(shí)對 8255 和儲(chǔ)存器進(jìn)行訪問所以 8051的 P0口不會(huì)發(fā)生沖突 程序設(shè)計(jì) 方波信號發(fā)生器設(shè)計(jì) 一、概述 單片機(jī)集成度高、功能強(qiáng)、可靠性高、體積小、功耗地、使用方便、價(jià)格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)滲入到人們工作和 生活的方方面面，幾乎“無處不在，無所不為”。單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域已從面向工業(yè)控制、通訊、交通、智能儀表等迅速發(fā)展到家用消費(fèi)產(chǎn)品、辦公自動(dòng)化、汽車電子、 PC機(jī)外圍以及網(wǎng)絡(luò)通訊等廣大領(lǐng)域。 單片機(jī)有兩種基本結(jié)構(gòu)形式 :一種是在通用微型計(jì)算機(jī)中廣泛采用的，將程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合用一個(gè)存儲(chǔ)器空間的結(jié)構(gòu)，稱為普林斯頓結(jié)構(gòu)。另一種是將程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器截然分開，分別尋址的結(jié)構(gòu)，一般需要較大的程序存儲(chǔ)器，目前的單片機(jī)以采用程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器截然分開的結(jié)構(gòu)為多。 本課題討論的方波發(fā)生器的核心是目前應(yīng)用極為廣泛的 51系列單片機(jī)。 、設(shè)計(jì)內(nèi)容 本課程設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)一個(gè)方波發(fā)生器，用 4位數(shù)碼管顯示方波的頻率。 、設(shè)計(jì)的基本要求 頻率可調(diào) ，用一個(gè)變阻器來調(diào)整波形的頻率，頻率調(diào)節(jié)范圍為 20Hz~2021Hz； 占空比可調(diào)，采用兩個(gè)按鍵來實(shí)現(xiàn)增加、減小波形的占空比作用，占空比調(diào)節(jié)步長為 1%，即每按鍵一次，占空比增加或減少 1%。占空比用另外兩位數(shù)碼管顯示。 系統(tǒng)上電時(shí)頻率依變阻器的阻值設(shè)定，占空比設(shè)定為 50%。 而我們在此設(shè)計(jì)的方波發(fā)生器與要求要設(shè)計(jì)的有點(diǎn)區(qū)別，所設(shè)計(jì)的頻率調(diào)節(jié) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 9 范圍為 1Hz~15000Hz，以調(diào)節(jié)變阻器的 阻值來實(shí)現(xiàn)頻率的調(diào)節(jié)相對來說要麻煩些。因此， 頻率也使用按鍵來進(jìn)行調(diào)節(jié)， 不同的頻率及占空比可以使用不同的按鍵來實(shí)現(xiàn) ， 而以鍵盤掃描來實(shí)現(xiàn)各鍵的不同功能；顯示部分可以使用 ZLG7290 芯片及數(shù)碼管來實(shí)現(xiàn)。由此即可構(gòu)成一個(gè)最小單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。 二、方波發(fā)生器設(shè)計(jì)方案 在電子技術(shù)領(lǐng)域中，實(shí)現(xiàn) 方波發(fā)生器 的方法有很多種，可以采用不同的原理及器件構(gòu)成不同的電路，但可以實(shí)現(xiàn)相同的功能。在此次設(shè)計(jì)中， 有些地方與課題原本的具體要求有點(diǎn)不同。如實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)節(jié)時(shí)，不是按要求利用調(diào)整變阻器的阻值來完成的，而是用按鍵來實(shí)現(xiàn)的。 、方案介紹 微處理器模塊 AT89S52，頻率與占空比信息顯示模塊， 2 4 矩陣鍵盤模塊，74LS164 移位寄存器顯示驅(qū)動(dòng)模塊。 本 設(shè)計(jì)中 用到兩個(gè)定時(shí)器 ， 定時(shí)器 0 和定時(shí)器 1，其中定時(shí)器 0 工作在定時(shí)方式下， 決定方波的頻率；定時(shí)器 1 同樣工作在定時(shí)方式下，用于設(shè)定 占空比。用 LED 顯示器來顯示頻率與占空比，鍵盤的操作是通過外中斷與單片機(jī)共同來控制的，鍵盤操作來完成按要求對頻率與占空比進(jìn)行調(diào)節(jié)。 .設(shè)計(jì)的基本要求 頻率可調(diào) ，用一個(gè)變阻器來調(diào)整波形的頻率，頻率調(diào)節(jié)范圍為 20Hz~2021Hz； 占空比可調(diào)，采用 兩個(gè)按鍵來實(shí)現(xiàn)增加、減小波形的占空比作用，占空比調(diào)節(jié)步長為 1%，即每按鍵一次，占空比增加或減少 1%。占空比用另外兩位數(shù)碼管顯示。 系統(tǒng)上電時(shí)頻率依變阻器的阻值設(shè)定，占空比設(shè)定為 50%。 而我們在此設(shè)計(jì)的方波發(fā)生器與要求要設(shè)計(jì)的有點(diǎn)區(qū)別，所設(shè)計(jì)的頻率調(diào)節(jié)范圍為 1Hz~15000Hz，以調(diào)節(jié)變阻器的阻值來實(shí)現(xiàn)頻率的調(diào)節(jié)相對來說要麻煩些。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 10 因此， 頻率也使用按鍵來進(jìn)行調(diào)節(jié)， 不同的頻率及占空比可以使用不同的按鍵來實(shí)現(xiàn) ， 而以鍵盤掃描來實(shí)現(xiàn)各鍵的不同功能；顯示部分可以使用 ZLG7290 芯片及數(shù)碼管來實(shí)現(xiàn)。由此即可構(gòu)成一個(gè)最 小單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。 、方波發(fā)生器的原理與功能 方波發(fā)生器 的原理方框圖如圖 1 所示 由于系統(tǒng)的要求不高，比較單一的，再加上我們是通過定時(shí)器來調(diào)節(jié)頻率的，而非電阻，因此實(shí)現(xiàn)起來就相對簡化了。僅用鍵盤、 AT89S52 及串行顯示便可完成設(shè)計(jì)，達(dá)到所要求實(shí)現(xiàn)的功能。 方波發(fā)生器工作原理與功能： 簡單的流程為：主程序掃描鍵盤，將設(shè)置信息輸入，處理后，輸出到 LED 顯示器顯示。 單片機(jī)的晶振為 ，用到了兩個(gè)定時(shí)器，即定時(shí)器 0 與定時(shí)器 1，分別進(jìn)行