【正文】 從開始選擇課題到最后論文的最后完成，有很多可敬的老師、同學和朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意 !最后我還要感謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母，謝謝你們 ! 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 38 參考文獻 [1] 何立民 . 單片機中級教程 原理與應用 [M]. 北京：北京航空航天大學出版社 ， 2020. [2] 房小翠 . 單片微型計算機與機電接口技術 [M]. 北京： 北京國防工業(yè)出版社 ， 2020. [3] 。 在此，我還要感謝和我在一起度過大學生活的同學們，正是由于你們的鼓勵和幫助，才使我克服一個又一個困難，解決一個又一個難題，直至本次畢業(yè)論文最后完成。 如果問我從孫老師那里學到了什么，我應該說從他那里領略了真正的學術精神。孫 老師 多次詢問研究進程，并為我指點迷津，幫助我開拓 設計 思路，精心點撥 ， 熱忱鼓勵。 本次設計的基于單片機構成的可編程脈沖信號器沒有任何外加任何停止功能按鍵以及沒有掉電數(shù)據存儲單元，在脈沖信號指標參數(shù)輸入后就進行脈沖信號的輸出，不能再脈沖輸出過程中止其輸出，因此僅作為可編程那個脈沖信號發(fā)生器的理論研究之用。 基于單片機構成的可編程脈沖信號發(fā)生器能夠實現(xiàn) 頻率、占空比和輸出脈沖個數(shù)可調的脈沖信號。但最讓我感到迷茫的是高頻信號和低頻信號的如何通過分頻處理產生，才能滿足脈沖信號性能指標的要求。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 36 結 論 在畢 業(yè)設計的過程當中曾經讓我遇到了許多麻煩。高頻段脈沖信號要求定時器的初值極小，就必須考慮程序指令運行的時間，不然就會出現(xiàn)以上的失真現(xiàn)象。 圖 46 50KHZ、占空比 50%仿真效果圖 系統(tǒng)的改善 通過上述聯(lián)機調試仿真，本課題設計在低頻的的脈沖信號較好的滿足了脈沖信號參數(shù)要求，進而可以看出在低頻段采取用定時中斷和計數(shù)功能的控制策略是正確的；但是在高頻段，尤其在 40KHZ～ 50KHZ 頻率段 ，出現(xiàn)了比較嚴重的失真現(xiàn)象，說明在高頻段只采用定時功能的控制策略是存在缺陷的。 圖 45 40KHZ、占空比 40%仿真效果圖 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 35 ：頻率： 50KHZ；占空比： 50%；個數(shù)： 1000。仿真效果圖如圖 44 所示 圖 44 20KHZ、占空比 50%仿真效果圖 ：頻率： 40KHZ；占空比： 40%；個數(shù)： 5000。仿真效果圖如圖 42 所示 圖 42 、占空比 10%仿真效果圖 ：頻率： 5KHZ；占空比： 20%；個數(shù)： 5000。 系統(tǒng)仿真 系統(tǒng)仿真圖 ，可編程脈沖信號發(fā)生器的仿真效果圖如圖 41 所示。例如設置在 PRI 標號位置可以查看整個結果。 (2)看結果是否正常。為了查看是否正常觸發(fā)中斷，以排查相關的軟硬件系統(tǒng)是否存在錯誤，可以簡單地在中斷子程序的第一條指令設 置斷點，然后聯(lián)機全速執(zhí)行。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 32 2．斷點調試方法的應用 由于中斷的不可控制特性，因此中斷子程序的調試常常通過仿真器的斷點功能來實現(xiàn)。電平觸發(fā)方式的中斷標志位單片機不會自動清除，而邊沿觸發(fā)方式下該標志位能自動清除。單片機的外中斷有兩種觸發(fā)方式：低電平觸發(fā)和下跳邊沿觸發(fā)。由于中斷的不可預測性，因此現(xiàn)場保護顯得尤為重要，否則中斷返回后無法正常運行被中斷程序，這種錯誤的調試非常困難。該指令通過 PUSH 壓棧指令將程序中用到的寄存器及其它資源保護起來，然后通過出棧指令按照“先進后出”原則在中斷返回前依次恢復，避免干擾或破壞其它程序的正常執(zhí)行。 EX0=1。 if(ount=999998) {count = 0。 EA = 1。 void main() { IT0 = 1。 在 加電 以 后 還要 檢查各插件引腳 上 的電位，一般先 要 檢查 VCC 與 GND 之間 的 電位， 如果 在 5V～ 之間屬 于 正常 ；如果 有高壓，聯(lián)機仿真器調試 的 時 候 ，將會 造成 仿真器 的 損壞等，有時 還 會造成 應用系統(tǒng)中集成塊 的 發(fā)熱損壞 [2]。 (3)電源故障 的 排除 。 造成 該 類錯誤的原因 通常 有兩個：一是元器件在 買來時 候， 就已 經是 壞 的 ； 二 是 因為 錯誤 的 安裝，造成 元 器件 損 壞。 要 特別注意 的是對 電源系統(tǒng) 的 檢查，以防止極性錯誤 、 電源短路，并 且 重點檢查系統(tǒng)總線（數(shù)據總線 、 控制總線 和 地址總線）是否存在 與 其它信號線路 的 短路或 者 相互之間 的 短路 ， 必要時 可以使 用數(shù)字萬用表的短路測試功能，可以 大大的 縮短排 除故障的 時間。主要包括短路 、開路 、 錯線 。 硬件調試 硬件靜態(tài)的調試 : (1)邏輯故障的排除 。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 30 系統(tǒng)調試 在系統(tǒng)樣機的組裝和軟件的設計完成以后，就進入了系統(tǒng)的調試階段，具體細節(jié)與采用的系統(tǒng)和選用的單片機的型號有關。但是邏輯錯誤一般不是非常明顯，需要采取設斷點等方法進行分步運行進行查找。單片機有固定的指令語言，錯誤的語句不能被執(zhí)行，編譯時會提示出錯誤的地方，可根據提示找到錯誤的地方進行 改正。如果程序太長或程序中間出現(xiàn)錯誤可以通過設置斷點檢查錯誤。將用匯編語言寫好的相應功能的程序添加到編譯器中，進行連接、編輯和編譯，通過下傳，將文件拷貝到仿真實驗箱上，最后進行運行。 用 Keil 進行編譯的時候需要根據使用的單片機的型號和 CPU 的型號選擇適合的選項。 Keil 提供的集成開發(fā)環(huán)境 uVision4 它包括 C 語言編譯器，宏匯編，連接器，庫管理以及一個功能很強大的仿真調試器。轉換的方法有機器轉換和人工轉換兩種，后者使用很少。 進行指 標參數(shù)處理 脈沖個數(shù)初始化 T0， T1 初始化，開啟中斷且中允許 時間到沒？ 開啟 TR0 進入中斷處理， 取反，關閉 TR0 開啟 TR1 時間到沒？ 進入中斷處理， 取反，關閉 TR1 脈沖個數(shù)到沒？ 返回 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 29 第 4 章 可編程脈沖信號 發(fā)生器的程序編譯、 調試 及仿真 系統(tǒng) 程序的編譯 51 單片機的開發(fā)除了需要硬件 的支持外，同樣離不開軟件。 程序流程圖 主程序流程圖 N Y N Y 圖 34 主程序流程圖 LCD 初始化 顯示脈沖信號關鍵字 鍵入脈沖信號指標，賦給相關參數(shù) 在液晶屏上指定位置顯示參數(shù) 數(shù)值處理 脈沖信號輸出 開始 脈沖個數(shù)到？ 檢測到重置信號？號？ 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 25 鍵盤分析子程序流程圖 Y 圖 35 鍵盤分析子程序流程圖 P1 口賦值 0x0f 是否有鍵按下？ 有鍵按下 延時 20ms P1 口與 0x0f 相與，求得按鍵列碼 P1 口賦值 0xf0 掃描 P1 口 P1 口與 0xf0 相與，求得按鍵行碼 查詢按鍵與字符對應表 查的字符賦給變量 KEY 返 回 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 26 顯示子程序流程圖 N Y 圖 36 顯示子程序流程圖 送預顯示地址碼和預顯示參數(shù)地址 合成預顯示地址 SMC1602 EN 端口清零 SMC1602 RS 端口置一 SMC1602 R/ w 端口清零 把要顯示的參數(shù)送到緩存區(qū) SMC1602 EN 端口置一 SMC1602 EN 端口清零 預顯示參數(shù)地址加 1 參數(shù)顯示完畢 返回 參數(shù)是否等于 ‘ \0’ 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 27 數(shù)值處理子程序流程圖 Y N Y N 圖 37 數(shù)值處理子程序流程圖 送參數(shù)地址 amp。這樣周而復始地取反 就可以在 引腳上得到脈沖信號了。具體來說，脈沖信號的頻率、占空比、脈沖個數(shù)參數(shù)可以通過鍵盤輸入， 單片機調用數(shù)值處理子函數(shù)進行相關運算，計算出定時器的預置值并 啟動定時器，定時時間到了后，進入定時中斷。每次輸入指令以前都要判斷液晶模塊是否處于忙的狀態(tài)。 通常推薦的初始 化過程： 延時 15ms 寫指令 38H 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 23 延時 5ms 寫指令 38H 延時 5ms 寫指令 38H 延時 5ms （以上都不檢測忙信號） （以下都要檢測忙信號） 寫指令 38H 寫指令 08H 關閉顯示 寫指令 01H 顯示清屏 寫指令 06H 光標移動設置 寫指令 0CH 顯示開 關 及光標設置 完畢 例如第二行首字符的地址是 40H，那么是否直接寫入 40H 就可以把光標定位在第二行首字符的位置呢？這樣是不行的，因為寫入顯示地址時要求最高位 D7 一直保持高電平 1，因此實際寫入的數(shù)據應該是 01000000B（ 40H） +10000000B(80H)=11000000B(C0H)。 圖 33 LCD1602 內部顯示地址圖 1602 指令集 1602 通過 D0D7 的 8 位數(shù)據端傳輸數(shù)據和指令。需要顯示字符時，要先輸入要顯示字符的地址，也就是告訴模塊要在哪個位置顯示字符。 讀寫操作時序如圖 31 及 32 所示： 圖 31 讀操作時序圖 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 22 圖 32 寫操作時序圖 液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，在執(zhí)行每條指令以前一定要確定模塊忙標志是否為低電平。因為 1602能夠 識別的是 ASCII 碼，試驗可以 通過 ASCII 碼直接賦值，在單片機編程中還可以用字符型常量或變量賦值，如 ‘ 0’ 。脈沖信號指標關鍵字頻率、占空比和個數(shù)通過矩陣鍵盤送到單片機后，單片機調用數(shù)值處理子函數(shù)進行相關運算，進而調用液晶屏顯示驅動子程序，計算預顯示的位置并在對應位置顯示 。 CPU在處理發(fā)生在兩個不同行上的竄鍵時，可進行一個短延時， CPU 再掃描一次 P1 口，若倆次得到數(shù)值相同 則說明確實有鍵按下，否則說明是竄鍵，CPU 也就不調用相應的程序對其進行相應的處理 [4]。用戶在操作時常常因不小心同時按下了一個以上的按鍵，即發(fā)生了竄鍵。 按鍵去抖和竄鍵處理 在按下某個按鍵時，被按下按鍵的簧片會有輕微的抖動，這種抖動通常會持續(xù) 10ms 左右的時間。 CPU 只要讀取 P1 口的值就可以判斷按鍵是否按下。 按鍵的作用只是使相應接點接通或斷開，在相應程序配合下可產生被按按鍵的鍵碼。 系統(tǒng)電路原理圖如圖 27 所示： 圖 27 系統(tǒng)電路原理圖 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 20 第 3 章 可編程脈沖信號發(fā)生器的軟件設計 矩陣鍵盤的程序設計 通常鍵盤有編碼和非編碼兩種，本次課題設計使用的是非編碼鍵盤。 系統(tǒng)電路原理圖 以 AT89C51 單片機為核心，以矩陣鍵盤作為輸入設備，以液晶顯示屏SMC1602 為顯示設備。如果要頻繁的輸出小占空比的脈沖信號，可以通過改變輸出端口的預置值來實現(xiàn)。 正是由于施密特觸發(fā)器具有回差電壓特性，可以有效的避免因電磁環(huán)境引起的小幅度電壓突變造的脈沖信號的變化。而且在 VI 繼續(xù)下降到 0V 時，電路的這種狀態(tài)保持不變。當 VI 由