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1、 .wd.燕山大学课程设计说明书题目： 低通FIR滤波器设计与应用学院系： 电气工程学院年级专业： 10级精仪二班学 号： 100103020148学生姓名： 王舟济 指导教师： 孟 宗 教师职称： 副教授 电气工程学院课程设计任务书院系：电气工程学院基层教学单位：仪器科学与工程系学号100103020148学生姓名王舟济专业班级精仪二班设计题目方波发生器设计技术参数设计一个以单片机为核心的方波发生器，通过键盘可以改变方波的占空比和频率，并显示波形的频率设计要求设计键盘输入电路、波形的输出电路、显示电路4位数码管；编制相应的程序 工作量设计的内容满足课程设计的教学目的与要求，设计题目难度和工作
2、量适合学生的知识和能力状况，工作量饱满。工作计划查阅资料进展设计准备、设计硬件电路、编制程序，编制程序、验证设计、撰写任务书参考资料单片微型计算机接口技术及其应用 张淑清 国防工业出版社单片机原理及其应用技术 张淑清 国防工业出版社单片机应用技术汇编指导教师签字基层教学单位主任签字说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。年 月 日目录摘要.第1章 绪论.1.1设计内容.1.2设计 根本要求.第2章 总体方案论证与设计.2.1方案论述.2.2方波发生器的硬件组成框图.第3章方波发生器原理. 3.1方波发生器的原理与功能. 3.2键盘控制原理. 3.3程序框图. 3.4方波波
3、形显示. 第4章 系统硬件设计. 4.1最小单片机系统.4.2小键盘接口电路.4.3LED显示电路. 4.4八段数码管原理.第5章 系统软件设计.5.1主程序.5.2系统初始化子程序.5.3显示子程序.5.4键盘扫描程序.5.5定时中断子程序. 5.6汇编总程序.第6章系统调试与测试结果分析.6.1硬件调试.6.2软件调试.结论.参考文献.附录:仿真效果图摘 要随着大规模集成电路技术和计算机技术的飞速开展，把计算机的运算器和控制器即CPU、存储器和多种接口集成在一块芯片上而成的芯片为单片机。单片机问世20年来，开展速度之迅猛，应用范围之广泛是以往任何技术都无法比较的。单片机作为嵌入式微控制器其
4、应用很普及。近十几年来，单片机在生产过程控制、自动检测、数据采集与处理、科技计算、商业管理和办公室自动化等方面获得了广泛应用。本设计是一个以单片机为核心的方波发生器，通过对键盘输入电路、波形的输出电路、显示电路的设计已经程序的编程，实现通过键盘改变方波占空比和频率，并显示波形频率的功能。关键字：单片机、法波发生器、频率、占空比第一章 绪论单片机集成度高、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、智能仪表等迅速开展到家用消费产品、办公自动化、汽车电子、PC机外围
5、以及网络通讯等广阔领域。单片机有两种 根本构造形式: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构造，称为普林斯顿构造。另一种是将程序存储器和数据存储器截然分开，分别寻址的构造，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构造为多。 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 根本要求频率可调，用一个变阻器来调整波形的频率，频率调节范围为20Hz2000Hz；占空比可调，采用两个按键来实现增加、减小波形的占空比作用，
6、占空比调节步长为1%，即每按键一次，占空比增加或减少1%。占空比用另外两位数码管显示。系统上电时频率依变阻器的阻值设定，占空比设定为50%。而我们在此设计的方波发生器与要求要设计的有点区别，所设计的频率调节范围为1Hz15000Hz，以调节变阻器的阻值来实现频率的调节相对来说要麻烦些。因此，频率也使用按键来进展调节，不同的频率及占空比可以使用不同的按键来实现，而以键盘扫描来实现各键的不同功能；显示局部可以使用ZLG7290芯片及数码管来实现。由此即可构成一个最小单片机应用系统。第2 章 总体方案论证与设计在电子技术领域中，实现方波发生器的方法有很多种，可以采用不同的原理及器件构成不同的电路，但
7、可以实现一样的功能。在此次设计中，有些地方与课题原本的具体要求有点不同。如实现频率调节时，不是按要求利用调整变阻器的阻值来完成的，而是用按键来实现的。2.1 方案论述基于MCS51单片机8051芯片所设计的可以实现键位与数字动态显示的一种频率，占空比可调方波发生器。设四位数码管显示频率范围为1HZ-9999HZ，可任意取1HZ、10HZ、100HZ等值，占空比任意取10%，20%，40%，50%，80%等值。通过对键盘上按键的操作完成对所取频率值，占空比的调用，以到达改变当前频率值，占空比的目的，并使用其八段数码管显示。单片机对键位进展扫描，确定键位的输入，根据程序设计要求，数码管显示频率以及
8、占空比改变后当前的数值，方波发生器输出以数码管显示的数值为频率的方波。基于以上思路，可进展如下功能扩展：由于伟福2000仿真实验箱共有6位数码管，显示频率只用其中4位，可使用余下2位进展占空比显示。设计思路同频率显示，可选定占空比10、20、50等值，通过键盘上的两个按键顺序调换所选取的占空比值，实现占空比的可调控改变。键盘可采用4*4的键盘，但是只选取选取其中的4个按键，其功能分别为：频率顺向增大、频率逆向减小、占空比顺向增大、占空比逆向减小。按键每按下一次，当前频率或占空比转向下一选定的频率或占空比值。单片机通过输出方波控制一个数码管的显用，该数码管显示当前所调换到的频率及占空比，并把该数
9、值当做方波发生器的输入频率及输入占空比。单片机控制该方波发生器以该数值作为频率和占空比显示方波，从而得到我们想要频率及占空比的方波。最后，可采用示波器观察方波波形。2.2方波发生器的总体硬件组成框图简单的流程为：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。单片机用到了两个定时器，即定时器0与定时器1，分别进展频率与占空比的定时，两个定时器都是工作在方式1。计算定时器初值的公式如下：X = 2N - FOSC/12 T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74374和74245构成的驱动电路和LED数码显示管组成，利用六个数码管来显示，有四位是用来显示频率的，有两位是显示占空比的。此电路的键盘由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。功能键有两
