基于单片机方波发生器课程设计报告

通信与信息工程学院班级：姓名：学号：成绩：评语：一．设计要求....................................................1二．设计思路....................................................1三．硬件实现....................................................13.1AT89C52引脚及功能.......................................13.2DAC0832引脚及功能.......................................23.3LM324引脚及功能.........................................33.4LM016L引脚及功能........................................4四．软件实现....................................................44.2延时函数设计.............................................54.3LCD显示模块子程序设计...................................65.2PCB布版.................................................8六．总结.......................................................11参考文献.......................................................11附录一程序....................................................11附录二方波产生电路仿真图：....................................18计要求设计要求用单片机产生频率可调的方波信号，输出方波的频率范围为1Hz-9kHz，频率误差比小于0.5%，用4个按钮改变方波给定频率，按钮每按下，给定频率改变一次，用示波器观察方波波形。计思路示器及其接口，数模转换及波形输出，指示灯及其接口等四部分，即可构成所需波形发生器。在方波发生电路中，只用到片内中断请求，即是在AT89C52输出一个波形采样点信号后，接着启动定时器，在定时器未产生中断之图2-1方波发生器设计流程框图件实现3.1AT89C52引脚及功能AT89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8kbytes的可反容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元。AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出(I/O)端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器能说明：RST（9脚）;复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。VCC（40脚）和脚，其功能用途由软件定义，在本设计中，PO端口（32~39脚）被定义为N1功能控制端口，分别与N1的相应功能管脚相连接。13脚：IR输入端。10脚和11脚：I2C总线控制端口，分别连接N1的SDAS（18脚）和SCLS（19脚）端口。12脚、27脚及28脚：握手信号功能端口，连接主板CPU的相应功能端，用于当前制式的检测及会聚调整状态进入的控制功能。AT89C52外形及引脚排3.2DAC0832引脚及功能选通或锁存状态。DAC0832的主要特性参数：2.缓冲、双缓冲或直接数字输入；3.在满量程下调整其线性度；4.单一电源供电（+5V+15V5.低功耗，20mWWR1输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。CS、WR1的逻辑组合产生LE1，当LE1为高电平时，数据锁存器状态随输入数据线变换，LE1的负跳变时将输入XFERWR23.3LM324引脚及功能可工运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。每一组运算放大器可用图3.4LM016L引脚及功能令集，可以实现字符移动，闪烁等功能，LM016L与单片机MCU通讯可采用8和数据寄存器（DR）忙标志（BF），显示数RAM（DDRAM），字符发生器ROMACGOROMRAMCGRAMRAM(AC)用于寄存指令码，只能写入不能读出，用于寄存数据，数据由内部操作自动储显示的字符，能存储80个字符码。LM016L引脚如图3-4所示。图3-4LM324引脚件实现此次设计使用keil5编译环境，头文件选择reg52.h，并在keil5中生成单片机AT89C52可以执行的符合IntelHEX文件格式的文本所构成的ASCII文本文4.1主程序设计打开允许中断位标志EA，即将EA值设置为1。设置定时器时钟为TR0，设置在此电路中提供四种频率变化，分别为频率增加10赫兹、增加100赫兹、减少10赫兹、减少100赫兹，并根据不同的延时程序进行具体实现，波形输出后在LCD输出反馈和调节后的方波频率。主程序程序框图如图4-1所示。 4.2延时函数设计由于该设计电路采用12M赫兹的晶体振荡器，可知机器周期为1微秒，延1图4-2延时程序流程图4.3LCD显示模块子程序设计写入数据程序，子程序voidLcdWriteCom(ucharcom)所实现的是向LCD模块写入一个字节命令。LCD初始化程序通过清除原始数据，设置数据显示起始点，并将原始的参数在LCD输出这三步骤实现。向LCD输入数据需要将使能端ELCD显示模块子程序流程框图如图4-3所示。输出波形使用示波器进行显示，使用探针对输出的电压进行测量。5.1仿真验证可行，失真是否在允许范围内。设计方波初始输出频率为500赫兹，即一个周期为2毫秒，示波器显示为2.08毫秒，此时频率为480.8赫兹。产生的误差在允许范围内。500赫兹仿真效测试时还选择1000赫兹和100赫兹进行尝试，分别得到的误差都在合理范围内，其中100赫兹条件下，理论周期为10毫秒，仿真波形图显示一个波长需图5-2100赫兹仿真效果图在1000赫兹条件下，理论周期为1毫秒，仿真波形图显示一个波长需要时间为1.01毫秒，求得此时频率为990赫兹，产生的误差在允许范围内。1000赫图5-31000赫兹仿真效果图5.2PCB布版PCB板，走线方式选择自动布线，运行模式设置为全自动模式。定义PCB板边界需要首先选择二维方框图形模式，如图5-4所示。选择之后在页面左下角选项5 存在器件未封装的情况，图5-6所示。对于这种情况需要选择合适的封装才能进 的封装对其进行封装操作。将元件放入目标区域之后如图5-7所示，可见此时元5图5-9PCB板3D俯视图六．总结本次课程设计使用任务为产生方波，要求使用51单片机和A/D数模转换器验证该电路频率可调范围为300赫兹至9000赫兹。该电路使用4个开关对方波频率进行调节，分别为增加10赫兹、增加100赫兹、减少10赫兹和减少100微小误差，但误差在允许范围内。软件方面采用keil5进行编程，通过控制单片机引脚的控制位和编写的包括延时程序、LCD控制程序和主函数对系统进行控制。利用延时程序进行数据的显示模块的控制。在keil5中生成单片机可执行的文件在仿真电路中将编写的程程的方式方法。器件的封装，若无法找到，则需要添加新的封装。绘制PCB板使用自动走线方输出文件时遇到自动布线无法进行,[M].2000.5....#include<reg52.h>#include"delay.h"#include"wave.h"#include"LCD.h"#include"string.h"#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitkey1=P1^0;sbitk1=P3^3;sbitk2=P3^4;sbitk3=P3^5;sbitk4=P3^6;unsignedinttim0_cnt=0;voidtimer0()interrupt1{TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;voidmain(void)unsignedchari;TMOD=0X11;//gongzuojicunqizu2,jicunqiR1TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;ET0=1;//yunxuzhongduanP2=0;P1=0xff; }}--temp=1000/temp;//2000temp=1000*temp;freq_q=(unsignedint)temp;intunsignedinti,j;intvoiddelay_us1(intt)--#include"LCD.h"#include"string.h"#include"stdio.h"c)for(;c>0;c--)) voidLCDWriteCom(ucharcom) LCD1602_E=0; LCD1602_RS=0; LCD1602_RW=0; LCD1602_DATAPINS=com;

LCD1602_E=1; LCD1602_Delay1ms(5);//保持时间LCD1602_E=0;voidLCDWriteCom(ucharcom) LCD1602_E=0; LCD1602_RS=0;//选择发送命令LCD1602_RW=0;//选择写入LCD1602_DATAPINS=com;LCD1602_E=1; LCD1602_E=0;LCD1602_DATAPINS=com<<4;LCD1602_E=1; LCD1602_E=0; voidLCDWriteData(uchardat)

LCD1602_E=0; LCD1602_RS=1;//选择输入数据LCD1602_RW=0;//选择写入LCD1602_E=1; LCD1602_E=0;voidLCDWriteData(uchardat)

LCD1602_E=0; LCD1602_RS=1; LCD1602_RW=0; LCD1602_E=1; LCD1602_E=0;LCD1602_DATAPINS=dat<<4;LCD1602_E=1; LCD1602_E=0; voidLCDInit()LCDWriteCom(0x38);//开显示LCDWriteCom(0x0c);//开显示时不显示光标LCDWriteCom(0x06);//将指针自增1LCDWriteCom(0x01);//清屏LCDWriteCom(0x80);//设置数据指针起点

LCDWriteCom(0x0c);//开显示不显示光标LCDWriteCom(0x06);//将指针加1LCDWriteCom(0x01);//清屏LCDWriteCom(0x80);//设置数据指针起点voidLCD_display(unsignedcharmode,unsignedintfreq)//LCD显示波形和频率函数unsignedchari;{#include<reg52.h>#include"delay.h"unsignedintx=5;voidsquare_wave(unsignedintfreq)P2=0x00;P2=0xff; #define_DELAY_H_voiddelay_us1(intt); #define_LCD_H_#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint voidLCDInit();//LCD初始化voidLCD_display(unsignedcharmode,unsignedintfreq);//显示 #define_WAVE_H_voidsquare_wave(unsignedintfreq);Headerfileforgeneric80C52and80C32microcontroller.Copyright(c)1988-2002KeilElektronikGmbHandKeilSoftware,Inc.Allrightsreserved.*/#define__REG52_H__/*BYTERegisters*/sfrP0 =0x80;sfrP1 =0x90;sfrP2 =0xA0;sfrP3 =0xB0;sfrPSW =0xD0;sfrACC =0xE0;sfrB =0xF0;sfrSP =0x81;sfrDPL =0x82;sfrDPH =0x83;sfrPCON=0x87;sfrTCON=0x88;sfrTMOD=0x89;sfrTL0 =0x8A;sfrTL1 =0x8B;sfrTH0 =0x8C;sfrTH1 =0x8D;sfrIE =0xA8;sfrIP =0xB8;sfrSCON=0x98;sfrSBUF=0x99;/*8052Extensions*/sfrT2CON=0xC8;sfrRCAP2L=0xCA;sfrRCAP2H=0xCB;sfrTL2 =0xCC;sfrTH2 =0xCD;/*BITRegisters*//*PSW*/sbitCY =PSW^7;sbitAC =PSW^6;sbitF0 =PSW^5;sbitRS1 =PSW^4;sbitRS0 =PSW^3;sbitOV =PSW^2;sbitP =PSW^0;//8052only/*TCON*/sbitTF1 sbitTR1 sbitTF0 sbi