课程设计基于单片机的方波信号发生器

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1、微型计算机技术专业方向课程设计任务书题目名称：基于单片机的方波信号发生器专业 自动化 班级 122姓名 学号 学校： 指导教师： 2014年12月9日课程设计任务书课程名称：微型计算机技术设计题目：基于单片机的方波信号发生器系统硬件要求：从P1.0口输出方波，分四个档：按下S1时输出1HZ，按下S2时输出10HZ，按下S3时输出1KHZ，按下S4时输出10KHZ的方波，要求误差少于1%，软件设计： 1）主程序设计 2）各功能子程序设计其他要求：1、 每位同学独立完成本设计。2、依据题目要求，提出系统设计方案。3、设计系统电路原理图。1、 调试系统硬件电路、功能程序。2、 编制课程设计报告书并装

2、订成册，报告书内容（按顺序）（1）报告书封面（2）课程设计任务书（3）系统设计方案的提出、分析（4）系统中典型电路的分析（5）系统软件结构框图（6）系统电路原理图（7）源程序（8）课设字数不少于2000字成绩评语摘 要本实验是基于AT89C51单片机单片机所设计的，可以实现四种频率不同的方波信号的发生。本实验方波输出在89C51的P1.0口，分为四档，按下S1时输出1HZ，按下S2时输出10HZ，按下S3时输出1KHZ，按下S4时输出10KHZ的方波。关键词：51单片机；方波；四档目录第一章 前言.5第二章 系统总体设计2.1系统介绍.52.2 硬件简介.52.3 软件简介.52.4 系统结构

3、框图.5第三章 硬件电路3.1硬件设计思想.63.2开关信号采集.63.3复位电路及晶振电路.83.4方波输出.8第四章 软件系统4.1软件系统概述.84.2各部分程序.10第五章 总结.15附录.164第1章 前言 本文是以MCS-51单片机系统为基础的，通过四个单刀单掷开关控制单片机的P1.0口输出四种不同频率的方波信号。即分为四个档，闭合开关S1时输出1HZ方波信号，闭合开关S2时输出10HZ方波信号，闭合开关S3时输出1KHZ方波信号，闭合开关S3时输出10KHZ方波信号，并且每组方波信号的误差不大于1%。第二章 系统总体设计2.1系统介绍根据开关按键的不同，在51单片机的P1.0输出

4、不同频率的方波，在无按键按下的时候，保持当前电平输出。2.2 硬件简介硬件核心为51单片机以及周围电路，主要有51的复位电路，晶振电路，在加上四个单刀单掷开关。2.3 软件简介本实验软件编程使用的51系列的汇编语言。2.4 系统结构框图开关信号采集系统晶振电路复位电路方波信号输出51单片机20第3章 硬件电路3.1硬件设计思想 由于只要求四种不同频率方波输出档位，只需要四个开关的状态信息的采集，考虑到系统结构的成本，采用四个开关直接51单片机的P2.0P2.3口相连的硬件设计，这样的系统结构简单，稳定，易于实现。本系统总共有开关信号采集，复位电路，晶振单路，方波输出模块。其中单片机VCC接+5

5、V电源3.2开关信号采集 采用四个单刀单掷开关和51单片机直接相连 3.3复位电路及晶振电路 C1：30pF的无极性电容 C2：30pF的无极性电容 C3：1uF的电解电容 R1：10K的电阻 3.4方波输出第4章 软件系统4.1软件系统概述4.1.1如何输出方波 由于只是要求频率可调，不要求电平，并且在P1.0口输出，可以用P1.0口的高地电平输出方波的上下限电平。4.1.2如何采集开关状态 因为只要求四档不同频率的方波，只有四个开关状态要采集，所以可以直接把四个开关连接到P2.0到P2.3口上，可以采用对四个口的遍历的方法查询状态。4.1.3程序总述 主程序先对中断定时器T0进行相关设置，

6、并对开关第一次信息采集，根据开关信息的不同状态对定时器T0进行赋值，然后开启定时，等待中断。因为题目要求频率最低为1Hz，定时器T0选择方式一，TMOD控制字设置为#01H。S1按下时：要求频率1Hz，周期为1s，定时器要求500ms，采用方式一，最大定时时间为：=1us=65.536ms， 这里采用定时50ms，溢出10次改变一次电平重 装值的计算公式为：TC=-50ms/1us=3CB0H S2按下时：要求频率10Hz，周期50ms，采用方式一 装值的计算公式为：TC=-50ms/1us=3CB0H S3按下时：要求频率1KHz，周期500us，采用方式一 装值的计算公式为：TC=-500

7、us/1u=FEFBH S3按下时：要求频率10KHz，周期50us，采用方式一 装值的计算公式为：TC=-50us/1us=FFCDH主程序设置T0根据开关状态的不同，设置相应的T0初值，等待中断再次判断开关状态进入相应开关状态的子程序程序流程图4.2各部分程序4.2.1主程序 主要进行T0中断设置，对开关状态的初次响应，并根据不同的开关状态进行不同的赋值给T0，然后等待中断。 ORG 0000H LJMP 0A00H ORG 0A00H SETB EA SETB ET0 SETB PT0 MOV TMOD,#01H LOOP:MOV P2,#0FFH CLR TR0 JNB P2.0,SS

8、1 JNB P2.1,SS2 JNB P2.2,SS3 JNB P2.3,SS4 SJMP LOOP SS1:MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H SETB TR0 MOV R0,#10 SJMP $ SS2:MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H SETB TR0 SJMP $ SS3:MOV TH0,#0FEH MOV TL0,#0FBH SETB TR0 SJMP $ SS4:MOV TH0,#0FFH MOV TL0,#0CDH SETB TR0 SJMP $ 开始等待中断设置T0循环扫描开关状态根据开关状态的不同，进行不同的装初值给T0 主程序流程图4.

9、2.2中断程序在T0溢出是进入本程序，本程序初始地址为000BH，本程序开始就进行了一次扫描，来确定是哪一个开关按下,然后跳转到相应的程序。 ORG 000BH LJMP NEXT ORG 0100HNEXT:JNB P2.0,S1 JNB P2.1,S2 JNB P2.2,S3 JNB P2.3,S4 SJMP NEXT S1:DJNZ R0,NS1 CPL P1.0 MOV R0,#10 NS1:MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H RETI S2:CPL P1.0 MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H RETI S3:CPL P1.0 MOV TH0,#0

10、FEH MOV TL0,#0FBH RETI S4:CPL P1.0 MOV TH0,#0FFH MOV TL0,#0CDH RETI END返回中断，等待中断再次响应重装初值给T0对电平取反跳转进入相应的程序采集开关状态中断程序中断程序流程图第五章 总结在进行课程设计的过程中，我发觉，对资料的获取是一个很重要的部分。制作过程中，我查阅了不少有关设计问题的资料，并从中获取自己所需要的东西。同时为了使得自己的设计更加完善，在参考众多资料的同时，我也与同学进行讨教。这一个过程，让我体会到了许多新颖有趣的观点，收获不少。虽然单片机是我们专业的一个重要的专业课，但是我起初对它兴趣并不是很大，而且还觉得

11、枯燥无味。然而，通过这一次的课程设计，我发现，单片机并没有想象中那么枯燥。在制作成品的过程中，我对单片机的兴趣也在增加。同时，我也了解到了自己理论上的不足和缺陷，对于自我认知上面有很大的帮助。总的来说，这一次课设，我收获良多。参 考 文 献单片机原理及其接口技术（第三版） 胡汉才 主编数字电子技术基础（第五版） 清华大学电子学教研室组 编 阎石 主编引用百度百科附录附录一：原理图、PCB图以及PROTEUS仿真图输出频率为1HZ的方波信号图输出频率为10HZ的方波信号图输出频率为10HZ的方波信号图输出频率为10000HZ的方波信号图附录二：程序代码主程序： ORG 0000H LJMP 0A

12、00H ORG 0A00H SETB EA ;开总中断 SETB ET0 ;开T0中断 SETB PT0 ;设置T0为高中断优先级 MOV TMOD,#01H ;设置T0工作在定时器方式1状态下LOOP:MOV P2,#0FFH ;P2口作为输入输出端口时，要先写1 JNB P2.0,SS1 ;依次扫描是哪个开关闭合 JNB P2.1,SS2 ; JNB P2.2,SS3 ; JNB P2.3,SS4 ; SJMP LOOP ;若没有开关闭合则重新扫描 SS1:MOV TH0,#3CH ;当开关1闭合，则给T0赋初值，并打开T0定时器 MOV TL0,#0B0H ; SETB TR0 ; MO

13、V R0,#10 ; SJMP $ ;等待T0中断响应 SS2:MOV TH0,#3CH ;当开关1闭合，则给T0赋初值，并打开T0定时器 MOV TL0,#0B0H ; SETB TR0 ; SJMP $ ;等待T0中断响应 SS3:MOV TH0,#0FEH ;当开关1闭合，则给T0赋初值，并打开T0定时器 MOV TL0,#0FBH ; SETB TR0 ; SJMP $ ;等待T0中断响应 SS4:MOV TH0,#0FFH ;当开关1闭合，则给T0赋初值，并打开T0定时器 MOV TL0,#0CDH ; SETB TR0 ; SJMP $ ;等待T0中断响应 中断服务程序： ORG

14、000BH LJMP next ORG 0100Hnext:JNB P2.0,S1 ;再次判断是哪个开关闭合 JNB P2.1,S2 ; JNB P2.2,S3 ; JNB P2.3,S4 ; SJMP next ;若没有开关按下，则重新扫描S1：DJNZ R0,NS1 ;若定时时间不到，则转入NS1 CPL P1.0 ;定时时间已到，输出电平取反 MOV R0,#10 ;NS1：MOV TH0,#3CH ; MOV TL0,#0B0H ; RETI ;中断返回S2：CPL P1.0 ;电平取反 MOV TH0,#3CH ; MOV TL0,#0B0H ; RETI ;中断返回S3：CPL P1.0 ;电平取反 MOV TH0,#0FEH ; MOV TL0,#0FBH ; RETI ;中断返回S4：CPL P1.0 ;电平取反 MOV TH0,#0FFH ; MOV TL0,#0CDH ; RETI ;中断返回 SJMP $ ;停机等待 END ;结束