單片機頻率發(fā)生器設計綜述

1、2011級乂單片機課程設計乂單片機課程設計報告書課題名稱頻率發(fā)生器設計姓名王濤學號20117288院、系、部電氣工程系專業(yè)電氣工程及其自動化指導教師牛曉燕2014年6月25日頻率發(fā)生器設計一、設計目的單片機是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU!機存儲器RAM只讀存儲器ROM多種I/O和中斷系統(tǒng)、定時器/計時器等功能集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的微型計算機系統(tǒng)。它的應用領域已從面向工業(yè)控制、通訊、交通、智能儀表等迅速發(fā)展到家用消費產品、辦公自動化、汽車電子、PC機外圍以及網絡通訊等廣大領域。通過學習和掌握單片機中常用接口電路的應用和設計技術，充

2、分認識理論知識對應用技術的指導性作用，進一步加強理論知識與應用相結合的實踐和鍛煉。通過這次設計實踐能夠進一步加深對專業(yè)知識和理論知識學習的認識和理解，使自己的設計水平和對所學的知識的應用能力以及分析問題解決問題的能力得到全面提高。二、設計要求利用核心元件為89C52單片機的開發(fā)板制作頻率發(fā)生器，具體要求：1 .通過按鍵輸入設定頻率（默認占空比1:1）并顯示2.通過按鍵輸入設定占空比并顯示3.輸出此頻率4.要求做出實物。（本機地址為08H,當接到上位機發(fā)的08H時，則回發(fā)08H;當接到上位機發(fā)的AAH時，則將設定發(fā)給上位機；當收到上位機發(fā)的55H時，則修改設定頻率）三、硬件電路設計3.1系統(tǒng)結構

3、框圖頻率發(fā)生器主要由單片機，鍵盤，8段數碼管，電源以及復位電路六部分組成。系統(tǒng)結構框圖如圖3-1所示。圖 3-13-1 系統(tǒng)結構框圖3.2單片機STC89C5價紹STC89C521一種帶8K字節(jié)閃爍可編程可榛除只讀存儲器的低電壓，高性能COMOS；8微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。STC89C52?腳圖如圖3-2所示，具體介紹如下：圖 3-2STC89C523-2STC89C52 弓 I I 腳圖主電源引腳(2根)VCC(Pin40):電源輸入，接+5V電源GND(Pin20):接地線外接晶振引腳(2根)

4、XTAL1(Pin19):片內振蕩電路的輸入端XTAL2(Pin20):片內振蕩電路的輸出端控制引腳(4根)RST/VPP(Pin9):復位引腳，引腳上出現(xiàn)2個機器周期的高電平將使單片機復位。ALE/PROG(Pin30):地址鎖存允許信號PSEN(Pin29):外部存儲器讀選通信號EA/VPP(Pin31):程序存儲器的內外部選通，接低電平從外部程序存儲器讀指令，如果接高電平則從內部程序存儲器讀指令?？删幊梯斎?輸出引腳(32根)STC89C52單片機有4組8位的可編程I/O口， 分別位PRP1、P2、P3口，每個口有8位(8根弓I腳)，共32根。P3口為準雙向口。可以字節(jié)訪問，也可以位訪問

5、。P3.0-RXD,串行輸入口P3.1-TXD,P行輸出口。P3.2-INT0,外部中斷0的請求。PiniPll2P123P134P145Pl56Pl67P17ERET9P30I。P31RP327FP3313P3414P3513P361_6P717SIl才S219GND2。40VCC39P00138P0137P0236P0335PO4F34P0533P0632P0731+5V30ALE2E)PSEN23P2727P2626P2525P24r24P2323P2222P21121P20UIP3.3-INT1,外部中斷1的請求。P3.4-T0,定時器/計數器0外部計數脈沖P3.5-T1,定時器/計數

6、器,1外部計數脈沖P3.6-WR,外部數據存儲器寫選通。P3.7-RD,外部數據存儲器讀選通。3.3按鍵掃描電路這里使用的是獨立式鍵盤，各鍵通斷是相互獨立的，每個按鍵都通過一根輸入線輸入到單片機，但每個按鍵工作狀態(tài)不會影響其他輸入線上的工作狀態(tài)。因此通過檢測輸入線的電平狀態(tài)就可以很容易地判斷按鍵是否按下。行列式鍵盤的接法比獨立式鍵盤的接法復雜，編程實現(xiàn)上也會比較復雜。獨立式鍵盤電路配置靈活，軟件結構簡單，在占用相同的I/O端口的情況下，行列式鍵盤的接法會比獨立式接法允許的按鍵數量多，本設計只需三個按鍵，數量少，為簡單起見故采用獨立式接法鍵盤。獨立式鍵盤的接口方法，查詢方式的獨立式鍵盤工作電路如

7、圖3-3所示。按鍵直接與單片機89C52的I/O接口線相接，通過讀I/O口判定各I/O口線的電平狀態(tài)，即可識別出按下的鍵。圖 3-43-4 鍵盤掃描電路3.4數碼管顯示電路動態(tài)掃描顯示接口是單片機系統(tǒng)中應用最為廣泛的一種顯示方式。LED數碼動態(tài)顯示的基本做法在于分時輪流選通數碼管的公共端，使得各數碼管輪流導通，使得字段上顯示字形碼。這種方式數碼管的發(fā)光效率，而且由于各個數碼管的字段線是并聯(lián)使用的， 從而大大簡化了硬件線路。 其接口電路是把所有顯示器的8個筆畫段A-DP同名端并聯(lián)在一起，而每個顯示器的公共極COM&自獨立地接受I/O線控制，CPg字段輸出口送出字段形碼是，所有顯示器由于同

8、名端并連接收到相同的字形碼，但究竟是哪個顯示器亮，則取決于CO郵，而這一端是由I/O控制的，所以就可以自行決定何時顯示哪一位了。而所謂動態(tài)掃描是指采用分時的方法，輪流控制各個顯示器的CO閥，使各個顯示器輪流點亮。再輪流點亮掃描過程中，每位顯示器的點亮時間是極為短暫的（約1m，但由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應，盡管實際上個位顯示器并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的影響就是一組穩(wěn)定的顯示數據，不會有閃爍感3.5電源電路為解決單片機電能，實驗板電源部分電路如圖3-5所示圖 3-53-5 電源電路3.6通訊口為實現(xiàn)PC機與單片機之間的串行通信，實驗板通訊部分電路見圖3-6,通訊接

9、口采用標準的232接口電平，采用MAX232E片作為電平轉換器。Ca-t-cCa-t-ca-a-C2*C2*C2_C2_VDEvcVDEvcc cT1INT1INTlOVTTlOVTT2iyrT2iyrT2OTJTT2OTJTRllOUTRllOUTR1TR1TN NR2OUTR2OUTOKUOKUVEEVEE圖 3-33-3 數碼管顯示電路圖 3-63-6 通訊口電路3.7系統(tǒng)電路原理圖四、軟件設計4.1主程序本次頻率發(fā)生器的軟件設計包括主程序模塊、延時子程序模塊、系統(tǒng)初始化程序模塊、顯示子程序模塊、按鍵掃描程序模塊、定時器中斷子程序模塊等子程序模塊組成。主程序是整個系統(tǒng)軟件的運行主體， 各

10、個子系統(tǒng)的軟件程序都必須經過它的調度，才能運行得當。根據設計的功能要求，主程序用來控制整個程序的執(zhí)行，完成了對系統(tǒng)的初始化，而且它與各子程序緊密相聯(lián)，共同實現(xiàn)頻率發(fā)生器各種功能的執(zhí)行。*H+0.1B.B.系統(tǒng)電路原理圖如圖3-7所示51-M二_，-二一4=4=3FE.ExRIxlKI/ranl-ke爐皿尹加吟也K;此EI陳主程序流程圖如圖4-1:圖 4-24-2 外部中斷子程序圖4.2中斷子程序1111用吉率N N14唐青春中斷返向Q圖 4-14-1 主程序流程圖五、程序設計上位機程序如下：#include#defineucharunsignedcharsbitzk=P0A0;sbitoutp

11、ut=P0A1；uchari=8,j;voiddelay1ms(ucharn)(ucharj;while(n-)for(j=0;j0;i-)if(j&0 x80)output=1;elseoutput=0;zk=0;delay1ms(1);zk=1;j=j0;i-)(if(j&0 x80)output=1;elseoutput=0;zk=0;delay1ms(1);zk=1;j=j1;EX1=1;voidmain()(IT0=1;/選擇INT1IT1=1;EX1=1;EA=1;EX0=1;while(1);下位機程序如下：#include#include#defineuchar

12、unsignedchar#defineuintunsignedintsbitOutPut=P1A7;sbitinput=P1A0;floatfosc=12000000;8為下降沿觸發(fā)方式/矩形波輸出口/系統(tǒng)時鐘頻率floatlength=65536;/方式1計數長度ucharflag,i=8,kz;/狀態(tài)鍵標志ucharZKB;占空比uintPL,TT=50,TTT=50;/頻率ucharTIMER0_L,TIMER0_H,TIMER1_L,TIMER1_H;/T0和T1的定時初值ucharcodetabl11=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d

13、,0 x07,0 x7f,0 x6f,0;/LED共陰極代碼/*延時子程序*/voiddelay1ms(uintn)ucharj;while(n-)for(j=0;j122;j+);/*系統(tǒng)初始化*/voidsystem_init(void)SCON=0 x00;flag=0;PL=20;ZKB=50;TL0=0 xb0;/T0和T1為工作方式1的定時模式/選才INT0為下降沿觸發(fā)方式TH0=0 x3c;TL1=0 x58;初始占空比50定時0.025s延時nms初始頻率20Hz定時0.05sTH1=0 x9e;TMOD=0 x11;IT0=1;/外部中斷0允許/定時器1和定時器0中斷允許TR

14、1=1;TIMER0_L=0 xb0;TIMER0_H=0 x3c;TIMER1_L=0 x58;TIMER1_H=0 x9e;/*顯小子程序*/voiddisplay(uintPL,ucharZKB)ucharb,f,d,e,m,n,k;b=PL/10000;PL=PL%10000;f=PL/1000;PL=PL%1000;d=PL/100;PL=PL%100;e=PL/10;k=PL%10;m=ZKB/10;n=ZKB%10;if(PL=0)b=f=d=e=k=10;if(ZKB=0)m=n=10;10IT1=1;EX0=1;/選才INT1為下降沿觸發(fā)方式ET1=1;EA=1;TR0=1;

15、/系統(tǒng)中斷允許/定時器1和定時器0開始定時EX1=1;ET0=1;/分離頻率的各位數值/分離占空比各位數值P2=0 x01;P0=tablb;delay1ms(2);P2=0 x02;P0=tablf;delay1ms(2);P2=0 x04;P0=tabld;delay1ms(2);P2=0 x08;P0=table;delay1ms(2);P2=0 x10;P0=tablk;delay1ms(2);P2=0 x40;P0=tablm;delay1ms(2);P2=0 x80;P0=tabln;delay1ms(2);/*鍵盤掃描*/voidKey_Scan()floatTC0,TC1;fl

16、ag+;if(flag=3)flag=0;TC0=(length-(fosc*(100-ZKB)/(12*100*PL);11/狀態(tài)返回，正常工作/清狀態(tài)標志位kz=kz10000)PL=50;display(PL,ZKB);if(flag=2)ZKB+=5;if(ZKB99)ZKB=5;if(flag=3)flag=0;display(PL,ZKB);display(PL,ZKB);voidccdd()interrupt0EX0=0;占空比定時初值/計算T0和T1的初值/按鍵頻率加5/狀態(tài)2下對占空比進行調整按鍵占空比加5/狀態(tài)2下對占空比進行調整if(input)kz=kz&0 x

17、fe;if(i)if(kz=0 xaa)Key_Scan();if(kz=0 xbb)Key_Scan1();i=8;)EX0=1;)/*定時器中斷子程序*/voidTimer0_PL()interrupt1TR0=0;TR1=1;TL1=TIMER1_L;TH1=TIMER1_H;OutPut=0;)/*主函數*/voidmain()13/頻率T0中斷啟動T1,占空比定時TL0=TIMER0_L;TH0=TIMER0_H;OutPut=1;)voidTimer1_PL()interrupt3TR0=1;TR1=0;/輸出高電平占空比T1中斷/T1停止/輸出高電平uintPL0=0;uchar

18、ZKB0=0;system_init();/系統(tǒng)初始化while(1)/死循環(huán)，顯示頻率和占空比if(flag=0)/狀態(tài)0時，正常顯示頻率和占空比display(PL,ZKB);if(flag=1)/狀態(tài)1時，頻率調整狀態(tài)，頻率閃爍display(PL0,ZKB);TT-;if(TT=0)TT=50;while(TT-)display(PL,ZKB);TT=50;if(flag=2)/狀態(tài)2時，占空比調整狀態(tài)，占空比閃爍display(PL,ZKB0);TTT-;if(TTT=0)TTT=50;while(TTT-)display(PL,ZKB);TTT=50;14六、設計總結通過本次課設，使我學會C語言的基本編程