《中断控制多波形发生器单片机》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中断控制多波形发生器单片机（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 中南民族大学 计算机科学学院单单片片机机课课程程设设计计报报告告课课 程程 单片机课程设计单片机课程设计 设计题目设计题目 中断控制多波形发生器设计中断控制多波形发生器设计 年级专业年级专业 学学 号号 学生姓名学生姓名 指导教师指导教师 2015 年年 11 月月 8 日日课程设计量化评分标准课程设计量化评分标准指导老师评语：指导老师评语：指导老师评语：指标指标最高分最高分评分要素评分要素评分评分方案设计方案设计35方案选择合理，分析、设计正确，原理清楚，电路、程序流程图清晰，结构合理，程序简洁、正确。 调试调试15过程清晰，调试方案设计合理，测试点选择适当，程序编写正确，调试步骤清楚。结
2、果结果20电路及程序运行结果正确，达到预期效果。 设计报告设计报告20报告结构严谨，逻辑严密，论述层次清晰，语言流畅，表达准确，重点突出，报告完全符合规范化要求，用计算机打印成文。工作态度工作态度10工作态度认真，按时完成设计任务，是否独立完成。 总总 评评 成成 绩绩中断控制多波形发生器中断控制多波形发生器一、一、 设计要求和目的设计要求和目的要求基于单片机的信号发生器设计，采用编程的方法来实现三角波、矩形波、锯齿波、梯形波的产生。并且要采用中断控制的方法来实现4种波形之间的相互变换。目的专业课程设计是学生理论联系实际的重要实践教学环节，是对学生进行的一次综合性 专业设计训练。通过专业课程设
3、计使学生获得以下几个方面的能力，为毕业设计奠定基础。1.进一步巩固和加深学生所学的相关专业课和基础课程理论知识，培养学生设 计、计算、计算机应用、文献查阅、报告撰写等基本功能； 2.培养学生的实践动手能力以及独立分析和解决工程实际问题的能力； 3.培养学生的创新意识、严肃认真的治学态度和严谨求学的工作作风。二、二、 分析分析波形发生器可以有多种设计方案，例如:采用单片函数发生器，如 8038 课同时产生方波、正弦波等，简单易行，但是产生的信号频率稳定度不高；第二种方案可以采用锁相式频率合成器，利用锁相环，将压控振荡器的输出频率锁定在固定的频率上，该方案性能良好，但是其输出频率覆盖系数低，而且电
4、路复杂；方案三：采用单片机编程的方法来实现。该方法可以通过编程的方法来控制信号波形的频率和幅度，而且可以在不改变硬件电路的情况下，通过改变程序来进行输出波形变换。此外通过编程方法产生的是数字信号，所以信号精度可以做的很高。鉴于方案一信号频率不稳定和方案二的电路复杂，所以采用方案三。它不仅采用软硬件结合，软件控制硬件的方法实现，而且本学习正好学习 89c51 单片机，恰好可以利用所学的知识进行设计，而且硬件简单。基于单片机 89c51 进行中断控制多波形信号发生器，根据设计的要求，对各种波形进行程序的编写，并将所写的程序装入 89c51 单片机的程序存储器中。在程序运行中，当接收到 INT0 或
5、者 INT1 中断请求需要输出波形时调用相应的的中断服务程序和波形发生程序，然后经过电路的数/模转换器和运算放大器处理后，从信号发生器的输出端口输出。三、三、 设计设计1、硬件设计、硬件设计软硬件结合法软硬件结合的波形发生器设计方法同时兼具软硬件设计的优势：既具有纯硬件设计的快速、高性能，同时又具有软件控制的灵活性、智能性。如以单片机和单片集成函数发生器为核心（如图）。辅以中断控制、数模转换等电路，设计出智能型函数波形发生器，采用软硬件结合的方法可以实现功能较全、性能更优的波形发生器。AT89C51 单片机DAC0832复位键中断按键软硬件结合的波形发生器波形的产生是通过 AT89c51 单片
6、机执行某一波形发生程序，向 D/A 转换器的输入端按一定的规律发生数据，从而在 D/A 转换电路的输出端得到相应的电压波形。AT89c51 单片机的最小系统有三种联接方式。一种是两级缓冲器型，即输入数据经过两级缓冲器型，即输入数据经过两级缓冲器后，送 D/A 转换电路。第二种是单级缓冲器型，输入数据经输入寄存器直接送入 DAC 寄存器，然后送 D/A 转换电路。第三种是两个缓冲器直通，输入数据直接送 D/A 转换电路进行转换。本电路仿真的总图如下：系统电路图51 单片机的内部结构典型的 51 单片机芯片集成了以下几个基本组成部分。 1 一个 8 位的 CPU2 128B 或 256B 单元内数
7、据存储器（RAM）3 4KB 或 8KB 片内程序存储器（ROM 或 EPROM）4 4 个 8 位并行 I/O 接口 P0P3。5 两个定时/计数器。6 5 个中断源的中断管理控制系统。7 一个全双工串行 I/O 口 UART（通用异步接收、发送器） 8 一个片内振荡器和时钟产生电路。单片机引脚CPU 结构CPU 是单片机的核心部件。它由运算器和控制器等部件组成。1. 运算器 运算器以完成二进制的算术/逻辑运算部件 ALU 为核心。2.程序计数器 PCPC 是一个 16 位的计数器，用于存放一条要执行的指令地址，寻址范围为 64kB，PC 有自动加 1 功能，即完成了一条指令的执行后，其内容
8、自动加 1。3.指令寄存器 指令寄存器用于存放指令代码。CPU 执行指令时，由程序存储器中读取的指令代码送如指令寄存器，经指令译码器译码后由定时有控制电路发出相应的控制信号，完成指令功能。存储器和特殊功能寄存器1.存储器（Memory）是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。计算机中的全部信息，包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。它根据控制器指定的位置存入和取出信息。2.特殊功能寄存器特殊功能寄存器（SFR）的地址范围为 80HFFH。在 MCS51 中，除程序计数器 PC 和四个工作寄存器区外，其余 21 个特殊功能寄存器都在这 SFR 块中。P
9、0-P3 口结构P0 口功能:第一，P0 口可以作为通用 I/O 接口使用，P0.7P0.0 用于传送 CPU 的输入/输出数据。输出数据时可以得到锁存，不需外接专用锁存器，输入数据可以得到缓冲。第二，P0.7P0.0 在 CPU 访问片外存储器时用于传送片外存储器 de 低 8 位地址，然后传送CPU 对片外存储器的读写P1 口 功能:P1 口的功能和 P0 口 de 第一功能相同，仅用于传递 I/O 输入/输出数据。 P2 口的功能:2 口的第一功能和上述两组引脚的第一功能相同，即它可以作为通用 I/O使用。它的第二功能和 P0 口引脚的第二功能相配合，作为地址总线用于输出片外存储器的高
10、8 位地址。 P3 口功能:P3 口有两个功能：第一功能与其余三个端口的第一功能相同；第二功能作控制用，每个引脚都不同。 P3.0RXD 串行数据接收口 P3.1TXD 串行数据发送口 P3.2INT0 外中断 0 输入 P3.3INT1 外中断 1 输入 P3.4T0 计数器 0 计数输入 P3.5T1 计数器 1 计数输入 P3.6WR 外部 RAM 写选通信号 P3.7RD 外部 RAM 读选通信号 时钟电路和复位电路单片机的时钟信号用来提供单片机内各种微操作的时间基准；复位操作则使单片机的片内电路初始化，使单片机从一种确定的状态开始运行。时钟电路单片机的时钟信号通常用两种电路形式得到：
11、内部振荡和外部振荡方式。图 3.3 时钟部分电路图 在引脚 XTAL1 和 XTAL2 外接晶体振荡器或陶瓷谐振荡器，构成了内部振荡方式。由于 单片机内部有一个高增益反相放大器，当外接晶振后，就构成了自积振荡，并产生振荡时 钟脉冲。晶振通常选用 6MHZ、12MHZ、或 24MHZ。单片机的时序单位单片机的复位状态当 MCS-5l 系列单片机的复位引脚 RST(全称 RESET)出现 2 个机器周期以上的高电平时，根据应用的要求，复位操作通常有两种基本形式：上电复位和上电或开关复位。上电复位要求接通电源后，自动实现复位操作。上电或开关复位要求电源接通后，单片机自动复位，并且在单片机运行期间，用
12、开关操作也能使单片机复位。上电后，由于电容 C3 的充电和反相门的作用，使 RST 持续一段时间的高电平。当单片机已在运行当中时，按下复位键 K 后松开，也能使 RST 为一段时间的高电平，从而实现上电或开关复位的操作。图 3.4 复位电路DAC0832 的引脚及功能1 .DAC0832 芯片：DAC0832 是 8 分辨率的 D/A 转换集成芯片。与微处理器完全兼容。这个 DA 芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点，在单片机应用系统中得到广泛的应用。D/A 转换器由 8 位输入锁存器、8 位 DAC 寄存器、8 位 D/A 转换电路及转换控制电路构成。8位输入寄存器8位DAC寄存器
13、8位DAC转换器LE2LE1DI7 DI6 DI5 DI4 DI3 DI2 DI1 DI0HLECS WR1 WR2 XFELRVREFIOUT1OUT2RBFAGNDVCCDGND13 14 15 16 4 5 6 7191 2 18 1781112932010DAC0832内部结构和引脚图3.DAC0832 工作方式：(1)直通方式 ：当 ILE 接高电平，CS、1WR、2WR和XFER都接数字地时，DAC处于直通方式，8 位数字量一旦到达 DI7DI0 输入端，就立即加到 8 位 D/A 转换器，被转换成模拟量。例如在构成波形发生器的场合，就要用到这种方式，即把要产生基本波形的数据存在
14、ROM 中，连续取出送到 DAC 去转换成电压信号。(2)单缓冲方式 ：只要把两个寄存器中的任何一个接成直通方式，而用另一个锁存器数据，DAC 就可处于单缓冲工作方式。一般的做法是将2WR和XFER都接地，使 DAC 寄存器处于直通方式，另外把 ILE 接高电平，CS接端口地址译码信号，1WR接 CPU 的WR信号，这样就可以通过一条 MOVX 指令，选中该端口，使CS和1WR有效，启动 D/A 转换。本设计就是采用单缓冲方式控制 DAC08322、软件编程、软件编程系统软件由主程序和产生波形的子程序组成，软件设计主要是产生各种波形的子程序的编程，通过编程可得到各种波形。主程序和几种常用波形子
15、程序的流程图如图所示。开 始读取波形选择中断状态调波形发生子程初 始 化波形判别驱动相应的部件结 束波形转换否主程序流程图汇编源程序汇编源程序ORG 0000HLJMP MAINORG 0003H ；外部中断；外部中断 INT0 入口入口 LJMP INTLORG 0013H ；外部中断；外部中断 INT1 入口入口LJMP INTRMAIN: MOV DPTR,#7FFFH ；DAC0832 地址地址MOV 20H,#11HMOV A,#00HSETB EX0 ；允许中断；允许中断SETB EX1 SETB IT0 ；负边沿触发方式；负边沿触发方式SETB IT1 SETB EA ；开中断；开中断HERE : JB 20H.0,TRI ；三角波处理；三角波处理JB 20H.1,ST
