设计并实现两路相位可调方波信号发生器

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1、武汉理工大学《单片机课程设计》课程设计说明书目录1、内容简介12、系统总体设计原理22.1方案选择22.2系统功能22.3功能实现32.3系统总体框图33、系统硬件电路图设计43.1硬件设计分析43.2硬件各模块设计43.3硬件系统整体电路64、系统软件设计74.1主程序设计74.2系统初始化子程序设计84.3矩阵键盘程序设计84.4计算当前频率下的T0相位改变次数和T1频率溢出次数程序设计104.5定时器T0中断和定时器T1中断程序设计114.6频率增加和频率减少程序设计124.7相位差增加和相位差减少程序设计134.8计算两个波形的频率和相位差程序设计154.9显示波形的

2、频率和相位差程序设计164.10程序源文件165、资源分配表176、系统软件调试186.1程序的编写和调试186.2硬件仿真设计和调试196.3硬件电路图元件清单206.4仿真结果216.5仿真结果分析297.系统的性能分析308.课程设计心得329.参考文献33本科生课程设计成绩评定表34附件1:两路相位可调方波信号发生器硬件电路图35附件2:两路相位可调方波信号发生器源程序3644武汉理工大学《单片机课程设计》课程设计说明书1、内容简介单片机集成度高、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。单片机的应用领域

3、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。本次课程设计讨论的两路相位可调方波信号发生器的核心是目前应用极为广泛的51系列单片机。主要涉及到单片机的定时器、矩阵键盘、LED显示。本次论文的余下内容如下：系统的总体设计原理在第二部分中介绍，包括方案选择、系统功能、功能实现、系统总体框图；系统硬件电路图设计在第三部分中介绍，包括硬件设计分析、硬件各模块设计、硬件系统整体电路，而硬件各模块设计包括时钟电路和复位电路、矩阵键盘电路、数码管显示和驱动电路；系统软件设计在第四部分中介绍，包括主程序设计、系统初始化

4、子程序设计、矩阵键盘程序设计、计算当前频率下的T0相位改变次数和T1频率溢出次数程序设计、定时器T0中断和定时器T1中断程序设计、频率增加和频率减少程序设计、相位差增加和相位差减少程序设计、计算两个波形的频率和相位差程序设计、显示波形的频率和相位差程序设计、程序源文件；资源分配表在第五部分中给出；系统软件调试在第六部分中介绍，包括程序的编写和调试、硬件仿真设计和调试、硬件电路图元件清单、仿真结果、仿真结果分析；系统的性能在第七部分分析；参考文献在第八部分；附件1是本次设计两路相位可调方波信号发生器硬件电路图；附件2是本次设计两路相位可调方波信号发生器的源程序。44武汉理工大学

5、《单片机课程设计》课程设计说明书2、系统总体设计原理2.1方案选择两路相位可调方波信号发生器设计，相位差的调节原理是通过两个波形的输出产生延迟实现的，延迟的实现可以有两种思路，其中一种方法是用单片机自带的定时器来实现，还有一种方法是利用延时来实现。这两种方法各有利弊。如果利用单片机自带的定时器，单片机中定时器是可以产生很精确的定时，这样就可以产生很精准的频率，还可以通过控制定时器的工作来产生延迟输出波形，借此来产生相位差；但是这种方法考虑的方案设计要比较复杂，而且程序的设计也是很复杂的。如果使用延时程序来控制，是很容易产生误差，而且相位调节更有可能调节很不准确；但是方案设计和

6、程序的书写比较简单。经过以上的认真分析，要想做出好的设计，我们应该选择用定时器来实现频率可调、相位差可调的方波输出。基于现代工业产品的发展和应用，我们可以发现：许多波形的变换都有幅度、频率、相位，基于这些情况，本次设计也考虑的幅度可调的方案。因此本次课程设计可以实现幅度、频率、相位，三者均可调。2.2系统功能两路相位可调方波信号发生器是利用定时器来实现方波输出，相位变化，利用滑动变阻器来调节输出方波的幅度。本设计最终产生两路频率、相位可调、幅度可调的方波信号。输出方波的频率范围为1Hz-220Hz。采用矩阵键盘控制频率、相位差，用“+1Hz”、“-1Hz”、“+10Hz”、“

7、-10Hz”4个按钮改变方波给定频率，按钮每按下一次，给定频率改变分别为加1Hz、减1Hz、加10Hz、减10Hz；用“右移1度”、“左移1度”、“右移10度”、“左移10度”、“右移45度”、“左移45度”、“右移90度”、“左移90度”、“相移180度”来控制相位差的变化。同时矩阵键盘还有“系统复位”按键用来控制系统的复位操作。输出方波的频率和相位差在数码管上显示。利用单片机输出两路方波，其中一路方波作为参考，另外一路方波作为调节波，与前一路波形成对比，以测试实现功能频率、相位、幅度、可调。44武汉