单片机课程设计（论文）-数字频率发生器的设计.docVIP

目录 一、概述 3 1.1设计内容 3 1.2设计要求 3 二、频率发生器设计方案 4 2.1、方案介绍 4 2.2、频率发生器的原理与功能 4 三、硬件实验设计方案 5 3.1硬件组成 5 3.2电路图 6 3.3 小键盘接口电路 6 3.4 LED显示电路 7 四、软件设计 7 4.1流程图 7 4.2、系统初始化子程序 9 4.3、显示子程序 9 4.4参考程序 10 五、系统的设计调试方法 13 5.1、主程序 13 5.2、选择定时器0，方式1 14 5.3、计算f 14 5.4、初始值（即频率刚开始时） 14 5.5、编写定时器0的中断服务子程序 14 六、设计体会 14 参考文献 15 数字频率发生器的设计 一、概述 单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗地、使用方便、价格低廉等一系列优点，目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面，几乎“无处不在，无所不为”。单片机的应用领域已从面向工业控制、通讯、交通、智能仪表等迅速发展到家用消费产品、办公自动化、汽车电子、PC机外围以及网络通讯等广大领域。 单片机有两种基本结构形式:一种是在通用微型计算机中广泛采用的，将程序存储器和数据存储器合用一个存储器空间的结构，称为普林斯顿结构。另一种是将程序存储器和数据存储器截然分开，分别寻址的结构，一般需要较大的程序存储器，目前的单片机以采用程序存储器和数据存储器截然分开的结构为多。 本课题讨论的方波发生器的核心是目前应用极为广泛的 51系列单片机。 1.1设计内容 本课程设计是设计一个频率发生器，让其产生方波，用4位数码管显示方波的频率。 1.2设计要求 （1）设计一个数字频率发生器，要求产生方波信号。 （2）能够显示发送信号频率，该信号显示为XXXX四位（或010~~999HZ）。 （3）频率范围可调：10~1000HZ 二、频率发生器设计方案 在电子技术领域中，实现的方法有很多种，可以采用不同的原理及器件构成不同的电路，但可以实现相同的功能。在此次设计中，本用到两个定时器定时器0和定时器1，其中定时器0工作在定时方式下，??决定方波的频率；定时器1同样工作在定时方式下，用于设定的原理方框图如图 计算出定时器0与定时器1所要装入的初值。 频率及占空比的显示电路由74LS164构成的驱动电路和LED数码显示管组成，利用八个数码管来显示，有五位是用来显示频率的，有两位是显示占空比的，在频率与占空比显示管中间有一个LED数码管是用来显示“——”的，用以区分频率显示与占空比显示的。 此电路的键盘是由一个状态键，四个功能键（调节频率与占空比的增减）组成，其特殊之处在于利用外部中断实现键盘扫描。状态键有三种状态，当其处于状态0时，则其它的键会处于无用状态，当其处于状态1时，可通过按四个调节键来调节频率，处于第三种状态时，按四个调节键中的前两个便可对占空比进行调节了。 三、硬件实验设计方案 3.1硬件组成 MC—51单片机、键盘、LED显示器、鼠标、辅助机箱。 3.2电路图 图2 3.3 小键盘接口电路 小键盘如图3所示。它包括8个键，系统中用到的键只有5个，分别为0号、1号、2号、3号、4号键。其中0号键是状态键，采用外部中断控制，用它来确定其它几个键的按键功能，具体作用在前述的系统功能中已做介绍了；另外4个键为功能键，调节频率与占空比的。小键盘中引出的6根线依次分别接单片机的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5口。 图3 小键盘接口电路 3.4 LED显示电路 采用静态显示来实现显示功能，如图4所示。移位寄存器74LS164，实现串行输入，并行输出。串行数据由RXD输出，从74LS164的A、B端口输入寄存器，移位时钟由TXD提供。在移位时钟作用下，存放显示器段码的串行发送缓冲器数据逐位由A、B端移入到74LS164中，再由Q0到Q7并行输出到显示数码管相应的LED上。8片74LS164首尾相串，而时钟端则接在一起。这部分的最终功能是显示频率与占空比。 显示部分具体电路如图4所示： 图4 LED显示电路 四、软件设计 4.1流程图 主程序包括系统初始化及显示程序，是一个死循环系统。其流程图如图5所示： 程序组成结构 4.2、系统初始化子程序 在此程序中，给所有变量赋初值，有键盘扫描口、选择串行口工作方式SCON、状态标志位flag、初始频率与占空比及其定时、定时器0与定时器1的工作方式等。初始化时启动了定时器0与定时器1。 4.3、显示子程序 利用分离频率的各位数值，将各位数