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单片机原理与应用实验报告-基于简单IO口的LED显示(综合类)精选
通信与信息工程学院
2011 /2012 学年 第 二 学期
单片机原理与应用
实验报告
专 业 网络工程
学 生 班 级 B
学 生 学 号 B
学 生 姓 名
任 课 教 师
日 期 2012 年 4月 12 日
目录
实验目的………………………………………………………………1
方案设计与方案比较…………………………………………………1
单元电路设计…………………………………………………………6
整体电路设计…………………………………………………………11
调试与运行结果………………………………………………………13
实验小结………………………………………………………………17
参考文献………………………………………………………………18
附件……………………………………………………………………19
实验名称:基于简单I/O口的LED显示(综合类)
实验目的
按照实验提供的单片机原理图,设计一个函数信号发生器。该函数信号发生器能够产生四种波形数据(正弦、方波、三角、锯齿),四种波形可通过按键进行切换调节,同时能够实现函数信号的频率可调并可通过LED数码管进行显示,以及函数信号的幅度的可调。
方案设计与方案比较
2.1 方案一:基于软件的函数信号发生器
用C++编程得到信源波形数据。现将得到的波形数据形成TABLE表存放到51单片机的程序存储器中,然后用51单片机中的定时器,每定时一定时间就从单片机中送出一个波形数据到DAC0832中进行数模转换然后送到示波器显示,循环进行,即可可到周期信号。信号选择控制即是使单片机从不同的函数表中进行取数,频率控制可设置两个按键,一个加键和一个减键,每按一次使频率所对应的计数初值加减一个单位,并送到LED数码管上进行显示。
图2.1 总体设计框图
图2. 2 程序流程
2.2 方案二:基于硬件的函数信号发生器
用C++编程得到信源波形数据和产生100-10000hz方波所需要的计数器的计数初值。首先,将存储在51单片机中的信源数据存储到存储器6264中;然后,由单片机产生100-10000hz可变频率的方波,产生的方波作为8位计数器的时钟频率,可计数范围为0-255,即可把波形数据的一个周期读出,波形的选择可通过51单片机P2口的两位控制6264的高位A8、A9,其中00表示正弦,01表示三角波,10表示方波,11表示锯齿波;当检测到频率键发生改变时,单片机就会输出相应频率的方波并输出到LED数码管进行频率显示,这样4046就可以输出不同频率扫描的波形值,之后再经过DAC0832数模转换,即可得到所要的波形,此波形通过一个幅度调节环节,最终送到示波器显示。其中存储器6264中, 0000-00FF存放的是正弦信号数据,0100-01FF、0200-02FF、0300-03FF分别存放的是三角波、方波和锯齿波的数据;程序是先从p1口读入按键值,设定变化范围是1-100(即按1表示100hz),从TABLE表中得到相应的计数初值后,即可实现在P3.0口产生所需方波。
图2.3 总体设计框图
图2.4 程序流程图
2.3 方案比较
方案一主要基于软件来实现函数信号发生器,函数的周期主要通过由读取波形数据前的指令时间决定,不能实现1000hz的波形输出并且编程复杂;方案二主要基于硬件实现函数信号发生器,函数的周期由计数器的扫描频率决定,即由51单片机产生的方波决定,若再在51单片机和计数器中增加一个256倍的倍频器,就可以得到100-10000hz频率可变的信号输出,而且程序只需要完成将波形数据载入存储器6264和产生频率可变的方波,也得到了大大的简化。综上所述,选择方案二。
3 单元电路设计
3.1 单片机正常工作电路
图3.1 单片机工作电路图
3.2 波形数据载入存储器6264
80C51单片机P2口低5位(P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.4)直接连接到存储器6264的地址高5位(A8、A9、A10、A11、A12),80C51单片机P0口一方面通过地址锁存器连接到6264的地址低8位,一方面直接连到6264的地址端,即P0口既是地址端又是数据端。当由单片机的地址总线确定出6264存储地址后,由数据总线将波形数据送到6264中进行存储。
图3.2 实现框图
图3.3 程序流程图
图3.4 实现电路图
3.3 存储器及函数表
存储器6264中, 0000-00FF存放的是正弦信号数据
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