【正文】 62243698226371002283810223039104232401062344110723542109237431102384411224045113241461152434711624448117245491192475012024851121249521222505312225054123251551242525612525357125253 （序表）58126254591262546012625461127255621272556312725564127255 三角波發(fā)生程序設(shè)計(jì)由于三角波的函數(shù)值比較容易計(jì)算，所以不必要像正弦波那樣還需用表格。可直接通過(guò)如下程序段實(shí)現(xiàn)。else if( wave_choice == 2 ) //三角波 { if(c = 128) { P0 = c。 } else { P0 = 255 c。 } c ++。 }方波發(fā)生程序運(yùn)用延時(shí)的方法實(shí)現(xiàn)，只用一個(gè)主程序即可，因?yàn)楫a(chǎn)生一個(gè)方波只需要高低兩個(gè)數(shù)，所以程序比較簡(jiǎn)單。要給一個(gè)頻率，再計(jì)算所需的延時(shí)即可。實(shí)現(xiàn)方波的程序如下：else if( wave_choice == 3 ) // 方波 { k = zk * 256 / 100。 d ++。 if(d = k) { P0 = 0x00。 } else P0 = 0xff。 }鋸齒波中的斜線用一個(gè)個(gè)小臺(tái)階來(lái)逼近，在一個(gè)周期內(nèi)從最小值開(kāi)始逐步遞增，當(dāng)達(dá)到最大值后又回到最小值，如此循環(huán)，當(dāng)臺(tái)階間隔很小時(shí)，波形基本上近似于直線。適當(dāng)選擇循環(huán)的時(shí)間，可以得到不同周期的鋸齒波。鋸齒波發(fā)生原理與方波類似，只是高低兩個(gè)延時(shí)的常數(shù)不同，所以用延時(shí)法，來(lái)產(chǎn)生鋸齒波。else if(wave_choice == 4) //鋸齒波 { if(e = 255) { P0 = 255 e。 } else { P0=0。 } e++。 } PROTEUS軟件仿真 PROTEUS軟件介紹Proteus 與其它單片機(jī)仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機(jī)CPU 的工作情況，也能仿真單片機(jī)外圍電路或沒(méi)有單片機(jī)參與的其它電路的工作情況。因此在仿真和程序調(diào)試時(shí)，關(guān)心的不再是某些語(yǔ)句執(zhí)行時(shí)單片機(jī)寄存器和存儲(chǔ)器內(nèi)容的改變，而是從工程的角度直接看程序運(yùn)行和電路工作的過(guò)程和結(jié)果。對(duì)于這樣的仿真實(shí)驗(yàn)，從某種意義上講，是彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象[12]。1．Proteus軟件所提供資源和調(diào)試功能簡(jiǎn)介(1)內(nèi)容全面內(nèi)容全面包括其能實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容包括軟件部分的匯編、C51 等語(yǔ)言的調(diào)試過(guò)程，也包括硬件接口電路中的大部分類型。對(duì)同一類功能的接口電路，可以采用不同的硬件來(lái)搭建完成，因此采用Protues 仿真軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，克服了用單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)板教學(xué)中硬件電路固定、學(xué)生不能更改、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容固定等方面的局限性，可以擴(kuò)展學(xué)生的思路和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。(2)硬件投入少，經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)明顯對(duì)于傳統(tǒng)的采用單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)板的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，由于硬件電路的固定，也就將單片機(jī)的CPU 和具體的接口電路固定了下來(lái)。在單片機(jī)的實(shí)際教學(xué)中，如果要涉及到51 系列，也要涉及到PIC16 系列，那么為了教學(xué)必然要投入兩種單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)板；同時(shí)在教學(xué)過(guò)程中所涉及到的接口電路，也需要有較大的投入和儲(chǔ)備，以利于實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行和在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中元件損毀后的更換。Protues 所提供的元件庫(kù)中，大部分可以直接用于接口電路的搭建，同時(shí)該軟件所提供的儀表，不管在質(zhì)量還是數(shù)量上，都是可靠和經(jīng)濟(jì)的。如果在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中投入這樣的真實(shí)的儀器儀表，僅儀表的維護(hù)來(lái)講，其工作量也是比較大的。因此采用軟件的方式進(jìn)行教學(xué)，其經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)是比較明顯的。(3)學(xué)生可自行實(shí)驗(yàn)，鍛煉解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛯?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，是工科學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題能力中較為重要的。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，忽視了學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，對(duì)于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，則很少涉及到。因此學(xué)生學(xué)習(xí)了理論，要想將其應(yīng)用到實(shí)際的工程實(shí)踐中，其難度是比較大的。還有，學(xué)生畢業(yè)后想對(duì)單片機(jī)控制技術(shù)或智能儀表等有較深的研究和學(xué)習(xí)，如果采用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，則學(xué)生需要購(gòu)置的設(shè)備比較多，增加了他們學(xué)習(xí)和研究的投入。采用仿真軟件后，學(xué)習(xí)的投入變得比較的小，而實(shí)際工程問(wèn)題的研究，也可以先在軟件環(huán)境中模擬通過(guò)，再進(jìn)行硬件的投入，這樣處理，不僅省時(shí)省力，也可以節(jié)省因方案不正確所造成的硬件投入的浪費(fèi)。(4)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中損耗小，基本沒(méi)有元器件的損耗問(wèn)題在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，都涉及到因操作不當(dāng)而造成的元器件和儀器儀表的損毀，也涉及到儀器儀表等工作時(shí)所造成的能源消耗。采用Protues 仿真軟件進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，則不存在上述的問(wèn)題，其在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中是比較安全的。(5)與工程實(shí)踐最為接近，可以了解實(shí)際問(wèn)題的解決過(guò)程在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)或進(jìn)行大實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，可以具體的在Protues 中做一個(gè)工程項(xiàng)目，并將其最后移植到一個(gè)具體的硬件電路中，讓學(xué)生了解將仿真軟件和具體的工程實(shí)踐如何結(jié)合起來(lái)，利于學(xué)生對(duì)工程實(shí)踐過(guò)程的了解和學(xué)習(xí)。(6)大量的范例，可供學(xué)生參考處理在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，存在對(duì)已有資源的借鑒和引用處理，而該仿真系統(tǒng)所提供的較多的比較完善的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)范例，可供學(xué)生參考和借鑒。同時(shí)也可以在原設(shè)計(jì)上進(jìn)行修改處理。(7)協(xié)作能力的培養(yǎng)和鍛煉一個(gè)比較大的工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目，是由一個(gè)開(kāi)發(fā)小組協(xié)作完成的。了解和把握別人的設(shè)計(jì)意圖和思維模式，是團(tuán)結(jié)協(xié)作的基礎(chǔ)。在Proteus 中進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)，所涉及到的內(nèi)容并不全是學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)完成的，因此對(duì)于鍛煉學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作意識(shí)，是有好處的。 PROTEUS軟件仿真過(guò)程第一步，打開(kāi)PROTEUS軟件，選擇所需器件。窗口如圖44所示。圖44 器件選擇窗口第二步，將所有器件排列好。器件排列見(jiàn)圖45。 圖45 器件排列窗口 圖46 導(dǎo)線連接第三步，連接導(dǎo)線。如圖46。第四步，打開(kāi)KEIL軟件，調(diào)出程序編譯，生成HEX文件。調(diào)試窗口見(jiàn)圖47。 圖47 程序調(diào)試窗口 圖48初始化仿真窗口第五步，調(diào)試仿真。仿真情況如圖48。以下為四種波形的仿真結(jié)果示例。正弦波仿真：頻率2383HZ。仿真結(jié)果如圖49所示。圖49 正弦波仿真輸出三角波仿真：頻率2984HZ。結(jié)果如圖410。圖410 三角波仿真輸出方波仿真：占空比50%，頻率2824HZ。仿真結(jié)果如圖411。圖411 方波仿真輸出鋸齒波仿真：頻率1983HZ。仿真結(jié)果如圖412所示。圖412 鋸齒波仿真輸出仿真總結(jié)：采用PROTEUS進(jìn)行單片機(jī)仿真，可以大大縮短單片機(jī)的開(kāi)發(fā)周期。它不僅能仿真單片機(jī)CPU 的工作情況，也能仿真單片機(jī)外圍電路或沒(méi)有單片機(jī)參與的其它電路的工作情況。本系統(tǒng)仿真結(jié)果，滿足設(shè)計(jì)需求。實(shí)際操作靈活，使用方便。第五章 系統(tǒng)測(cè)試報(bào)告采用專用的51編程器，首先將編程器的并口線和計(jì)算機(jī)的并口連接好，其次將編程器串口線和計(jì)算機(jī)的串口連接（采用串口供電）。將89S52插到編程器上，打開(kāi)電源。第一步 檢測(cè)器件；第二步 擦除器件；第三步 把程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)的FLASH ROM 里。圖51 程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)本機(jī)分為兩部分。一部分是主機(jī)板，是一塊16cm10cm的電路板，另一部分是外接的變壓器。主機(jī)板一側(cè)有五根軟線。其中三根線是接變壓器的，紅線是正電壓輸入端，接變壓器輸出的紅接線柱，黑線是接變壓器的黑接線柱（即中間抽頭），黃線接變壓器的黃接線柱。在使用本機(jī)之前，先把變壓器與電源的插頭撥開(kāi)，然后把主機(jī)板左上角三根線與變壓器三接線柱正確連接。這時(shí)把變壓器的插頭插入220V電源插座，主機(jī)正上方的八個(gè)數(shù)碼管應(yīng)顯示“”，否則應(yīng)立即拔下變壓器，檢查是否接線錯(cuò)誤。正確顯示“”之后，就可以輸入波形代號(hào)和頻率值，產(chǎn)生要求的波形了。各種波形的代號(hào)如下：“1”：正弦波“2”：三角波“3”：方波“4”：鋸齒波要產(chǎn)生一個(gè)波形，正確的操作過(guò)程如下：，電源指示燈亮，按下復(fù)位鍵，顯示器顯示“”“輸出”字樣的線接示波器輸入端，紅線為波形輸出線，黑線為地線。：按下鍵盤(pán)上key1鍵，同時(shí)在顯示器第三位上將顯示你鍵入的數(shù)字，這個(gè)數(shù)字被認(rèn)為是你選定的波形代號(hào)。，選擇key2key6鍵，分別對(duì)頻率的個(gè)位、十位、百位、千位、萬(wàn)位進(jìn)行調(diào)整。，從0001到50000。，輸出端將產(chǎn)生出想要的波形及相應(yīng)的頻率。正弦波：1Hz～8KHz三角波：1Hz～10KHz方波：1Hz～10KHz鋸齒波：1Hz～15KHz：本機(jī)設(shè)計(jì)目標(biāo)是用于中低頻小信號(hào)范圍。最高幅值：0V～+12V。：0V～+12V。：RL≥500Ω。：I0+≤40mA，I0≤20mA。通過(guò)對(duì)實(shí)際電路進(jìn)行測(cè)試，得出各器件輸出電壓數(shù)據(jù)如表51所示。表51 輸出電壓測(cè)試數(shù)據(jù)表穩(wěn)壓器件輸入電壓輸出電壓理想輸出電壓誤差78120V0007805+54%7812+12%791212%從測(cè)試的數(shù)據(jù)上可以看出：采用7812，7805穩(wěn)壓輸出電壓+12V，+5V，基本符合要求。誤差都控制在5%以內(nèi)。而7912穩(wěn)壓負(fù)電壓，根本沒(méi)有起到穩(wěn)壓的作用，而且誤差也很大。我認(rèn)為是損壞了，因?yàn)樵谝淮螠y(cè)試中不小心將7912電源的極性接反了，直接燒壞了。所以，在測(cè)試的時(shí)候一定要小心電源的極性和用電安全。在實(shí)際測(cè)試中，主要對(duì)正弦波的頻率進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)如表52所示。表52 正弦波頻率測(cè)試數(shù)據(jù)表顯示頻率（HZ）測(cè)試頻率（HZ）誤差（%）5510020050049010001500200040008000從誤差上分析，基本滿足設(shè)計(jì)要求。但是在顯示較高頻率時(shí)，數(shù)碼管的閃爍頻率太快了，根本看不清楚數(shù)字。這一點(diǎn)有待進(jìn)一步改進(jìn)。三角波，方波和鋸齒波的頻率測(cè)試不夠理想，所以不在這里列出。但是從PROTEUS軟件仿真的結(jié)果看，三種波形都可以實(shí)現(xiàn)。第六章 結(jié)論與展望 結(jié)論單片機(jī)控制多功能信號(hào)發(fā)生器可以用于“單片機(jī)技術(shù)”的教學(xué)實(shí)踐，也可以用于實(shí)驗(yàn)信號(hào)的產(chǎn)生。其比較典型的接口電路設(shè)計(jì)也為實(shí)際應(yīng)用提供參考。該儀器的研制既解決了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求，也節(jié)約了實(shí)驗(yàn)設(shè)備投資，降低了實(shí)驗(yàn)成本。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步完善后，可由學(xué)生利用課程設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，親自動(dòng)手制作，這樣還可以進(jìn)一步降低成本，同時(shí)極大地提高了學(xué)生的動(dòng)手能力，是一件一舉多得的好事。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求的不斷更新，要求我們開(kāi)發(fā)的應(yīng)用系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)充性和更新能力，作為一名技術(shù)人員，應(yīng)時(shí)刻跟蹤科技發(fā)展的步伐，不斷豐富專業(yè)知識(shí)，不斷完善我們開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)是是自己對(duì)“單片機(jī)技術(shù)”課程的理解和實(shí)際技術(shù)的總結(jié)。論文中可能會(huì)存在一些不足之處，敬請(qǐng)?jiān)u審專家和各位老師批評(píng)指正。 展望未來(lái) 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我感到自己應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)及專業(yè)知識(shí)解決問(wèn)題的能力有了很大的提高。并且這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題，是一個(gè)實(shí)際應(yīng)用工程。是我學(xué)完單片機(jī)課程后，自己動(dòng)手做的一個(gè)大系統(tǒng)。盡管在設(shè)計(jì)過(guò)程中碰到了不少“難題”，通過(guò)自己翻閱大量資料，解決了一個(gè)個(gè)難題。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我深深體會(huì)到：世上無(wú)難題，只怕有心人。碰到難題不要懼怕，只要你肯鉆研，問(wèn)題總會(huì)有解決的辦法。我想，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，到了工作單位后，我將能夠更快的適應(yīng)工作崗位和工作要求，我對(duì)自己未來(lái)充滿信心。 總之，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我而言是受益匪淺的。參考文獻(xiàn)[1] ：北京航空航天大學(xué)出版社，1996[2] ：北京航空航天出版社，1993[3] 于楓，：吉林科學(xué)技術(shù)出版社，1996[5] ：北京航空航天大學(xué)出版社，1995[6] 呂能元，孫育才，：科學(xué)出版社，1993[7] 趙宏偉，朱洪文，：吉林大學(xué)出版社，1998[8] ：機(jī)械工業(yè)出版社，1987[9] ：清華大學(xué)出版社，1998[10] ，1995[11] 張洪潤(rùn)， （第二版）.北京：清華大學(xué)出版社 2003，172～179[12] ：人民郵電出版社，2004 [13] ：冶金工業(yè)出版社，2004[14] ：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2002[15] 潘新民，：電子工業(yè)出版社，2004[16] ：北京理工大學(xué)出版社，2003[17] ：北京航空航天大學(xué)出版社，2005[18] ATMEL. Microcontroller Data [