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《单片机原理及应用》
课程设计
目 录
一、课程设计的目的与意义 2
1.课程设计的目的 2
2.课程设计的意义 2
二、课程设计的任务与要求 3
1.课程设计的任务 3
2. 课程设计的要求及其主要功能 3
三、系统总体结构及工作原理说明 3
1.系统总体结构框图 3
2. 工作原理说明 3
四、各模块电路设计 4
1.所用元器件简介及其引脚功能 4
2. 模块电路原理图 8
五、软件设计 11
1. 主程序流程图 11
2. 各个子程序流程图 12
六、调试过程和调试方法 19
七、课程设计总结 22
参考文献……………………………..……………………………………………………………... 23
附录……………………………………………………………………………………………………..24
一、课程设计的目的与意义
1.课程设计的目的
(1)利用所学单片机的理论知识进行软硬件整体设计,锻炼我们理论联系实际、提高我们的综合应用能力。 (2)我们这次的课程设计是以单片机为基础,设计并开发能输出多种波形(三角波、锯齿波、方波等)。 (3)掌握各个接口芯片(如0832等)的功能特性及接口方法,并能运用其实现一个简单的微机应用系统功能器件。 (4)在平时的学习中,我们所学的知识大都是课本上的,因此,缺乏一种系统的设计锻炼。在课程所学结束以后,这样的课程设计十分有助于我们将知识系统的总结到一起。 (5)通过这几个波形进行组合形成了一个函数发生器,使得我对系统的整个框架的设计有了一个很好的锻炼。这不仅有助于大家找到自己感兴趣的题目,更可以锻炼大家微机知识的应用。
2.课程设计的意义
波形发生器作为一种常用的信号源,是现代测试领域内应用最为广泛的通用仪器之一。
在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时,都学要有信号源,由它产生不同频率不同波形的电压、电流信号并加到被测器件或设备上,用其他仪器观察、测量被测仪器的输出响应,以分析确定它们的性能参数。信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器。它可以产生多种波形信号,如正弦波,三角波,方波等,因而广泛用于通信、雷达、导航、宇航等领域。
二、课程设计的任务与要求
1.课程设计的任务1)输出频率在1Hz~ (2)设计一个功能键,用于切换输出波形的类型,并用虚拟示波器显示输出波形。 (3)增加输出波形的种类,能够输出梯形波、正弦波。 (4)实现多路波形同时输出,并增加相应的功能键分别用于切换各类输出波形的类型。
三、系统总体结构及工作原理说明
1.系统总体结构框图
如图1所示:
图1.总体结构框图
2. 工作原理说明
以产生正弦波为例,采用定点法来产生波形,即将一个周期的正弦波按360度等分为若干点,计算出各点的正弦函数值,并转换相应的D/A转换器输入数值,这样得到一个正弦函数表。通过程序将该表程序存储器中,利用单片机的定时器来产生定时,每当定时时间到,查表该点对应的输出值,然后通过D/A转换器转换得到该点的对应电压值。如此,反复的查表输出,就得到所谓的正弦波。由于一个周期正弦波的点数固定,改变定时器的定时值,就可以改变正弦波的频率值。
锯齿波和三角波的产生类似于正弦波。方波的产生较简单,只要交替地将最大值和最小值输出给D/A转换器进行转换即可,它们的延续时间为周期的一半。
四、各模块电路设计
1.所用元器件简介及其引脚功能
波形发生器所采用的硬件设备主要有AT89C51单片机和DAC0832 D/A转换芯片,并外接运算放大器,得到模拟模拟输出信号。
(1)AT89C51芯片介绍
AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压、高性能CMOS 8位微处理器,俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器,AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如图2所示:
图2.AT89C51引脚图
AT89C51芯片的引脚描述如下:
①、主电源引脚VCC和VSS
VCC——(40脚)接+12V电源;
VSS——(20脚
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