设计并实现占空比可调的信号发生器.docVIP

目录 1 仿真软件介绍 1 1.1 Proteus软件介绍 1 1.2 Keil软件介绍 1 2 设计原理和方案 1 2.1方案的选择和设计 1 2.2 设计原理 2 2.3 系统硬件线路图设计图 3 2.3.1 51单片机介绍 3 2.3.2 LCD1602简介 4 2.3.3 系统硬件电路简介 5 3系统软件设计 6 3.1 主程序 6 3.2 系统初始化子程序 6 3.3 键盘扫描程序 7 3.4 系统的资源分配表 7 3.5 源程序 8 4 系统软件仿真 13 5 性能分析 15 5.1定时器中断分析 15 5.2系统性能分析 15 5.3误差分析 15 6 心得体会 16 7 参考文献 17 1 仿真软件介绍 1.1 Proteus软件介绍 Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。 1.2 Keil软件介绍 Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。运行Keil软件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。如果你使用C语言编程，那么Keil几乎就是你的不二之选，即使不使用C语言而仅用汇编语言编程，其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。 2 设计原理和方案 2.1方案的选择和设计 方案一：采用分立器件实现非稳态的多谐振荡器，然后根据具体需要加入积分电路等构成矩形等波形发生器。这种信号发生器输出频率范围窄而且电路参数设定较繁琐，其频率大小的测量往往需要通过硬件电路的切换来实现，操作不方便。 方案二：用集成芯片实现函数信号发生器。这种信号发生器。这种信号发生器能产生多种波形信号，可以达到较高频率，但电路复杂并且不易调试。 方案三：采用单片机编程的方法实现。该方法可以通过编程，来控制方波信号输出的频率和幅度，并且只要改变程序的相关参数，便可以改变输出波形的频率和占空比。由于编程的方法产生的是数字信号，所以信号的精度可以做到很高。并且电路简单。 方案四：利用专用直接数字合成DDS芯片实现函数信号发生器。这种信号发生器能产生任意波形并且达到很高的频率，但成本较高。 综合成本和性能等多方面因素，本例采用第三种方法，即采用单片机编程的方法实现占空比可调，频率可调的方波信号发生器。 2.2 设计原理 在此次课程设计中，利用AT89C51单片机，软硬件结合，实现占空比和频率可调，案件的操作是通过数字电路跟外部中断0来控制的。可以输出占空比在1%到99%可调，精度为1%，频率范围在50HZ到500HZ可调，精度为10HZ的方波。AT89C51单片机是整个波形信号发生器的核心，通过程序的编写和执行，可以产生可以调节的方波，并受到按键的控制，增减频率和占空比。并且在液晶上显示出来。定时器0工作再方式1下，决定输出信号的频率，定时器1工作再方式1下，决定输出信号的占空比。按键1和2决定信号的输出频率，按键1用于增大信号的频 率，按一下就增加10HZ，当增减大500HZ时，就归为50HZ。按键2用于减小输出信号的频率，按一次键，输出信号的频率减少10HZ，当减少到 50HZ时，频率就归于500.按键3和4决定信号的占空比，按键3用于增加信号的占空比，按下一次键，占空比就增加1，上限值为99，当在此按键是，就 让占空比归1.按键4用于减小信号的占空比，按下一次键，占空比就减1，下限值为1，当再次按键时，就让占空比回归到99.通