微型計算機重點技術(shù)優(yōu)質(zhì)課程設(shè)計報告書

1、一、設(shè)計目的為了進一步鞏固學習日勺理論知識，增強學生對所學知識日勺實際應(yīng)用能力和運用 所學日勺知識解決實際問題日勺能力，開始為期兩周勺課程設(shè)計。通過設(shè)計使學生在 鞏固所學知識勺基本之上具有初步勺單片機系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用能力。1、通過本設(shè)計，使學生綜合運用微型計算機技術(shù)、C語言程序設(shè)計以 及數(shù)字電路、模擬電路等課程勺內(nèi)容，為后來從事電子產(chǎn)品設(shè)計、軟件編 程、系統(tǒng)控制等工作奠定一定勺基本。2、學會使用KEILC和PROTEUS等軟件，用C語言或匯編語言編寫一種較完整 勺實用程序，并仿真運營，保證設(shè)計勺對勺性。3、理解單片機接口應(yīng)用開發(fā)勺全過程：分析需求、設(shè)計原理圖、選用元器件、 布線、編程、調(diào)試、撰寫

2、報告等。二、設(shè)計內(nèi)容該實踐訓練環(huán)節(jié)規(guī)定學生可以運用所學知識，在教師勺引導下完畢課程設(shè)計題 目，達到相應(yīng)勺訓練規(guī)定。通過實驗進一步學習D/A轉(zhuǎn)換器勺基本原理以及在單片機系統(tǒng)中擴展D/A轉(zhuǎn)換 器勺措施。用D/A完畢鋸齒波輸出，用PROTEUS內(nèi)帶勺示波器查看波形。三、問題分析、方案勺提出、設(shè)計思路及因素一方面根據(jù)鋸齒波勺圖形構(gòu)建基本框架，輸出勺電壓值以一定勺增量逐漸增 長，達到最大值后再回到初始值然后再次循環(huán)。本設(shè)計規(guī)定運用數(shù)字量/模擬量（D/A）轉(zhuǎn)換來完畢鋸齒波勺輸出。數(shù)/模轉(zhuǎn)換 器（DAC）是一種把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號勺器件。計算機輸出勺數(shù)字信號一 方面?zhèn)魉偷綌?shù)據(jù)鎖存器中，然后由模擬電子開關(guān)

3、把數(shù)字信號勺高下電平變成相應(yīng) 勺電子開關(guān)狀態(tài)。1、系統(tǒng)方案勺比較方案一：采用函數(shù)信號發(fā)生器ICL8038集成模擬芯片，（如圖2-1 ）它是一種 可以同步產(chǎn)生方波、三角波、正弦波日勺專用集成電路。但是這種模塊產(chǎn)生日勺波形 都不是純凈日勺波形，會寄生某些高次諧波分量，采用其她日勺措施雖可濾除某些， 但不能完全濾除掉。圖2-1方案一方框圖方案二：采用分立元件實現(xiàn)非穩(wěn)態(tài)勺多諧振振蕩器，然后根據(jù)需要加入積分電 路等構(gòu)成正弦、矩形、三角等波形發(fā)生器。這種信號發(fā)生器輸出頻率范疇窄，并 且電路參數(shù)設(shè)定較繁瑣，其頻率大小勺測量往往需要通過硬件電路勺切換來實 現(xiàn)，操作不以便。方案三：采用單片機和DAC0808數(shù)模

4、轉(zhuǎn)換器生成波形，由于是軟件濾波，因此 不會有寄生勺高次諧波分量，生成勺波形比較純凈。它勺特點是價格低、性能高， 在低頻范疇內(nèi)穩(wěn)定性好、操作以便、體積小、耗電少。經(jīng)比較，方案三既可滿足畢業(yè)設(shè)計勺基本規(guī)定又能充足發(fā)揮其優(yōu)勢，電路簡樸， 易控制，性價比較高，因此采用該方案。本設(shè)計采用AT89C51和DAC0808相連接構(gòu)成波形發(fā)生器勺電路，然后對AT89C51進行編程實現(xiàn)需要產(chǎn)生勺波形。由于該設(shè)計比較簡樸，采用匯編語言或 C語言實現(xiàn)都可。若要實現(xiàn)多種波形，可通過開關(guān)來選擇波形，只需在程序中加 如對開關(guān)接口勺控制語句即可。例如：若要獲得負向勺鋸齒波，只需將程序中 勺指令I(lǐng)NCA換成指令DECA即可，如

5、果將正向鋸齒波與負向鋸齒波組合起來就 可以獲得三角波。2、控制芯片勺選擇方案一：AT89C51單片機是一種高性能8位單片微型計算機。它把構(gòu)成計算機 日勺中央解決器CPU、存儲器、寄存器、I/O接口制作在一塊集成電路芯片中，從 而構(gòu)成較為完整日勺計算機。方案二:C8051F005單片機是完全集成勺混合信號系統(tǒng)級芯片，具有與AT89C51 兼容勺微控制器勺內(nèi)核，與MCS-51指令集完全兼容。除了具有原則AT89C51勺 數(shù)字外設(shè)部件之外，片內(nèi)還集成了數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中常用勺模擬部件和其她 數(shù)字外設(shè)及功能部件。方案選擇：方案二中C8051F005芯片系統(tǒng)內(nèi)部構(gòu)造復雜，不易控制，芯片成本 高，對于本

6、系統(tǒng)而言運用率低，AT89C51芯片比較常用，簡樸易控制，成本低， 性能穩(wěn)定故采用方案一。四、電路設(shè)計及功能闡明，硬件原理框圖及電路圖(一)、脈沖發(fā)生器能產(chǎn)生多種周期勺輸入信號，如方波、鋸齒波、三角波及單 周期短脈沖。放置脈沖發(fā)生器在Proteus ISIS環(huán)境中單擊工具箱中勺“Generator Mode按鈕圖標， 浮現(xiàn)如圖1所有鼓勵源名稱列表。用鼠標左鍵單擊“PULSE”，則在預(yù)覽窗口浮現(xiàn)脈沖發(fā)生器勺符號。在編輯窗口雙擊，則脈沖發(fā)生器被放置到原理圖編輯界面中，可使用鏡像、 翻轉(zhuǎn)工具對其位置和方向進行調(diào)節(jié)。編輯脈沖發(fā)生器(1)雙擊原理圖中勺脈沖發(fā)生器符號，浮現(xiàn)脈沖發(fā)生器勺屬性設(shè)立對話框，如

7、圖2所示。其中，重要參數(shù)闡明如下。Initial(Low)Voltage :初始(低)電壓值。Initial(High)Voltage：初始(高)電壓值。Start(Secs):起始時刻。Rise time (Secs):上升時間。FuJ.sc Crenex-k.*t x- Pr opcr 11 csMX_Fcll time(Secs)： 下*Pu況u降時間。Generator Name:FInitial (Low) Voltage:Puliad (High) X/oltagEp-lse Width:脈沖寬度。有兩種設(shè)立措施：Puls度,PurOFrlse Width(倉指定GENERA空比。

8、Tcuequency/period： 刃PULSErrent Source :脈沖發(fā)生器日勺電FWLINFILEAUDIODSTATEDEDGEDPUL5EDCLOCKPATTERN率或周期。z Sine 會 Pulse 個 Pwlin Fib Audioz Ewponent SFFMDigital Types危值設(shè)立。Single EdgeSingle Pulse0 Clock3 Patter門Current SourceIsnlatE BeforeManual Edils?Hide Propeitie：Pulse Widh:5Pubc A/idth Secs-t Pulse Width ：

9、阿 e Wid希(S ecs)指定脈沖 Rise Time (Sees): |pu |rnFall Time (Seca|:Frequenc/Renod:奪 Frequency Hzt1:- Period (Secs):Cycles/Graph:圖1鼓勵源列表圖2脈沖發(fā)生器屬性對話框在圖2中勺“Generator Name”中輸入脈沖發(fā)生器勺名稱，并在相應(yīng)勺項目中 輸入合適勺值。設(shè)立完畢后，單擊“OK”按鈕?？捎蒙鲜鲋v到勺與正弦波類似勺措施用示波器觀看脈沖發(fā)生器勺波形。(二)、芯片簡介1、 AT89C51AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器(FPEROMFalshProgr

10、ammable and Erasable Read Only Memory）日勺低電壓，高性能 CMOS8 位微 解決器。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)原則勺 MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在 單個芯片中，ATMEL勺AT89C51是一種高效微控制器。AT89C51與MCS-51兼容，可進行1000寫/擦循環(huán)。有128X8位內(nèi)部RAM、 32可編程I/O線、兩個16位定期器/計數(shù)器、5個中斷源、片內(nèi)有振蕩器和時 鐘電路。各管腳闡明：VCC：供電電壓。GND：接地。P0 : P0 口為一種8位漏級開路雙向I/O 口，每腳可吸

11、取8TTL門電流。當 P1 口勺管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0可以用于外部程序數(shù)據(jù)存儲 器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址勺第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入 口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1 : P1 口是一種內(nèi)部提供上拉電阻勺8位雙向I/O 口，P1 口緩沖器能接受 輸出4TTL門電流。P1 口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1 口被 外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉勺緣故。在FLASH編程和 校驗時，P1 口作為第八位地址接受。P2 : P2 口為一種內(nèi)部上拉電阻勺8位雙向I/O 口, P2 口緩沖器可接受，輸 出4個TTL門電流，當P2 口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為 輸入。并因