单片机原理与应用课程设计-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《单片机原理与应用课程设计》课程设计任务书学生姓名：专业班级：电信0806指导教师：工作单位：信息工程学院题目:单片机原理与应用课程设计——设计并实现两路相位可调方波信号发生器初始条件：（1）Proteus仿真软件或XL1000综合仿真试验仪一台；（2）先修课程：微机原理与接口技术、单片机原理。要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）输出两路方波信号，键盘控制频率和两信号的相位差，频率范围和变化步长值自定，相位0~3600，相位差变化步长值自定。用双踪示波器观察。（能做到频率和相位差两参数

2、独立变化更好）。具体完成以下任务：1.完成系统的方案设计，给出系统框图。2.完成系统的硬件设计，给出硬件电路图和系统资源分配表。3.完成系统的软件设计，给出程序流程图和程序清单。4.运用Proteus仿真软件对所设计的系统进行调试和仿真，直到预定的功能全部仿真通过，给出仿真结果；如果条件允许，将程序下载到XL1000综合仿真试验仪，验证系统功能。5.对所设计的系统进行性能分析（精度、实用性、成本等）。6.完成课程设计报告。时间安排：总体设计和硬件设计二天软件设计一天调试一天写报告，答辩一天参考书目：[1]李群芳、张士军，单片微型计算机与接口

3、技术,电子工业出版社，2008[2]张毅刚、彭喜元、董继成，单片机原理及应用，高等教育出版社，2004[3]赵晓安，MCS-51单片机原理及应用，天津大学出版社，2001指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日45武汉理工大学《单片机原理与应用课程设计》目录1总体设计31.1目标要求31.2设计方案比较31.3系统方框图42硬件设计52.1单片机概述52.1.180C51引脚说明62.2最小系统设计82.3数码管显示电路83.软件设计93.1软件设计思想93.2主控程序设计93.2.1主程序设计思想93.2.2主程序设计流程图1

4、03.2.3主控程序113.3计算溢出次数子程序设计153.3.1计算溢出次数子程序设计主要思想153.3.2计算溢出次数子程序设计流程图163.3.3计算溢出次数子程序163.3定时器中断1程序设计173.3.1定时器1程序设计思想173.3.2定时器中断0程序设计流程图183.3.3定时器1程序183.4定时器中断0程序设计203.4.1定时器中断0程序设计流程图203.4.2定时器中断0程序203.5程序清单2145武汉理工大学《单片机原理与应用课程设计》4系统调试和制作334.1调试工具keil说明334.2调试内容334.2.1中

5、断程序运行时间调试334.2.2测试相位变化时的输出334.2.3调试工具调试总结334.3整体制作344.3.1仿真软件介绍344.3.2仿真及实物制作过程344.3.3仿真整体电路图344.3.4运行结果显示364.3.5运行结果说明405性能分析415.1主要性能介绍415.2误差分析416心的与体会427参考文献4445武汉理工大学《单片机原理与应用课程设计》两路相位可调方波信号发生器1总体设计1.1目标要求用单片机产生两路频率相位可调的方波信号。输出方波的频率范围为1Hz-200Hz，频率误差比小于0.5%。要求用“增加”、“减小

6、”2个按钮改变方波给定频率，按钮每按下一次，给定频率改变的步进步长为1Hz,当按钮持续按下的时间超过2秒后，给定频率以10次/秒的速度连续增加（减少），输出方波的频率要求在数码管上显示。相位最小步进值为1度，也可以行10度步进，且可以进行左移，右移。开机默认输出频率为5Hz。1.2设计方案比较两路相位可调方波信号发生器中可以有两种思路来产生方波信号，其一是利用延时来实现，其二是利用51单片机自带的定时器来实现。如果使用延时来控制，一是容易产生误差；二是相位调节会有诸多不变。而利用51单片机自带的定时器不仅可以产生精确的定时而且还可以通过控制

7、定时器的工作来产生相位差。基于此，此次课程设计选用方案二，即利用定时器来实现方波输出，相位变化。45武汉理工大学《单片机原理与应用课程设计》1.3系统方框图45武汉理工大学《单片机原理与应用课程设计》2硬件设计2.1单片机概述单片微型计算机（Single-ChipMicrocomputer），简称单片机。就是将微处理器（CPU）、存储器（存放程序或数据的ROM和RAM）、总线、定时器/计数器、输入/输出接口（I/O口）和其他多种功能器件集成在一块芯片上的微型计算机。本次课程设计选用的是MCS-51系列单片机中的80C51。MCS-51单片机

8、包含中央处理器（CPU）、程序存储器(ROM)、数据存储器（RAM）、定时器/计数器、并行I/O接口、串行I/O接口和中断系统等几大单元。其内部结构框图如图1所示。图151内部系