方波发生器的研究与设计资料.docVIP

湖南文理学院课程设计报告 课程名称： 通信系统课程设计 院 部： 电气与信息工程学院 专业班级： 通信工程08102班 学生姓名： 指导教师： 完成时间： 2011 年12月19日 报告成绩： 目录 一、概述 3 1.1、设计内容 3 1.2、设计的基本要求 3 二、方波发生器设计方案 3 2.1、方案介绍 4 2.2、方波信号发生器的原理与功能 4 三、系统的硬件设计 5 3.1、单片机最小系统 5 3.2、小键盘接口电路 6 3.3、LED显示电路 7 四、系统的软件设计 8 4.1、主程序 8 4.2、系统初始化子程序 8 4.3、显示子程序 8 4.4、键盘扫描程序 9 4.5、定时器中断子程序 11 五、调试与性能分析 12 5.1硬件调试 12 5.2软件调试 12 六、设计体会 12 参考文献 13 附录A：基于单片机方波信号发生器的原理图 14 附录B：基于单片机方波信号发生器的程序清单 15 方波信号发生器设计 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方波发生器，用4位数码管显示方波的频率。 1.2、设计的基本要求 频率可调在电子技术领域中，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 由于系统的要求不高，比较单一的，再加上我们是通过定时器来调节频率的，而非电阻，因此实现起来就相对简化了。仅用键盘、AT89S52及串行显示便可完成设计，达到所要求实现的功能。 方波发生器工作原理与功能： 简单的流程为：主程序扫描键盘，将设置信息输入，处理后，输出到LED显示器显示。 单片机的晶振为11.0592MHz，用到了两个定时器，即定时器0与定时器1，分别进行频率与占空比的定时，两个定时器都是工作在方式1。根据计算定时器初值的公式： 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、系统的硬件设计 3.1、单片机最小系统 单片机各功能部件的运行都是以时钟频率为基准的，有条不紊地进行工作。因而时钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。常用的时钟电路方式有两种：一种是内部时钟方式，一种是外部时钟方式，这里采用的是内部时钟方式，外接晶振。时钟电路由片外晶体、微调电容和单片机的内部电路组成。选取频率为11.0592MHz的晶振，微调电容是瓷片电容。 89S52单片机的P0.7口作为波形输出口，若接示波器，则可通过示波器来观察波形，是一个矩形波。 此单元电路包括时钟电路、复位电路，具体电路如图2所示： 3.2、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