单片机课程设计（论文）-数字频率发生器的设计.doc

目录
一、概述 3
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二、频率发生器设计方案 4
、方案介绍 4
、频率发生器的原理与功能 4
三、硬件实验设计方案 5
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小键盘接口电路 6
LED显示电路 7
四、软件设计 7
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、系统初始化子程序 9
、显示子程序 9
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五、系统的设计调试方法 13
、主程序 13
、选择定时器0,方式1 14
、计算f 14
、初始值(即频率刚开始时) 14
、编写定时器0的中断服务子程序 14
六、设计体会 14
参考文献 15
数字频率发生器的设计
一、概述
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、智能仪表等迅速发展到家用消费产品、办公自动化、汽车电子、PC机外围以及网络通讯等广大领域。
单片机有两种基本结构形式: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结构,称为普林斯顿结构。另一种是将程序存储器和数据存储器截然分开,分别寻址的结构,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结构为多。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。

本课程设计是设计一个频率发生器,让其产生方波,用4位数码管显示方波的频率。

(1)设计一个数字频率发生器,要求产生方波信号。
(2)能够显示发送信号频率,该信号显示为XXXX四位(或010~~999HZ)。
(3)频率范围可调:10~1000HZ
二、频率发生器设计方案
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,但可以实现相同的功能。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。
、方案介绍
微处理器模块AT89S52,频率与占空比信息显示模块,2×4矩阵键盘模块,74LS164移位寄存器显示驱动模块。本设计中用到两个定时器,定时器0和定时器1,其中定时器0工作在定时方式下,  决定方波的频率;定时器1同样工作在定时方式下,用于设定占空比。用LED显示器来显示频率与占空比,键盘的操作是通过外中断与单片机共同来控制的,键盘操作来完成按要求对频率与占空比进行调节。
、频率发生器的原理与功能
方波发生器的原理方框图如图1所示
键盘
单片机89S52
LED 显示
频率与占空比数据
频率与占空比数据
图1 频率发生器原理框图
由于系统的要求不高,比较单一的,再加上我们是通过定时器来调节频率的,而非电阻,因此实现起来就相对简化了。仅用键盘、AT89S52及串行显示便可完成设计,达到所要求实现的功能。
频率发生器工作原理与功能:
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。
,用到了两个定时器,即定时器0与定时器1,分别进行频率与占空比的定时,两个定时器都是工作在方式1。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74LS164构成的驱动电路和LED数码显示管组成,利用八个数码管来显示,有五位是用来显示频率的,有两位是显示占空比的,在频率与占空比显示管中间有一个LED数码管是用来显示“——”的,用以区分频率显示与占空比显示的。
此电路的键盘是由一个状态键,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。状态键有三种状态,当其处于状态0时,则其它的键会处于无用状态,当其处于状态1时,可通过按四个调节键来调节频率,处于第三种状态时,按四个调节键中的前两个便可对占空比进行调节了。
三、硬件实验设计方案

MC—51单片机、键盘、LED显示器、鼠标、辅助机箱。


图2
小键盘接口电路
小键盘如图3所示。它包括8个键,系统中用到的键只有5个,分别为0号、1号、2号、3号、4号键。其中0号键是状态键,采用外部中断控制,用它来确定其它几个键的按键功能,具体作用在前述的系统功能中已做介绍了;另外4个键为功能键,调节频率与占空比的。、、、、、P1