畢業設計-基于單片機的pwm信號輸出系統設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 CD1602；電源則取 220V 市電整理降壓得到。 AT89C52 的 P3 口能驅動4路 TTL 門電路，能滿足小信號輸出。我們就直接采用 P3^0 和 P3^1 輸出 PWM 信號。由于PWM 信號對定時的精確度較高 ，而簡單的 RC 電路穩定性不好，我們采用晶振和電容并聯的 諧振電路作為 時鐘 發生 電路 。 電 源時 鐘 電 路控 制 器顯 示按 鍵 輸 入P W M 輸 出生 成 P W MP W M 參 數 設置輸 出 監 控出 錯 報 警 中 斷 圖 4 系統結構圖 涉及元器件簡介 AT89C52 介紹 下 圖 給出了 At89C52 的芯片引腳結構。 AT89C52 單片機是美國 ATMEL 公司生產的低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機，片內含 8K bytes 的可反復擦寫的 Flash 只讀程序存儲器和256bytes 的隨機數據存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度 ，非易失性存儲技術生產，與標準 MCS51指令系統及 8052 產品引腳兼容。功能強大的 AT89C52 單片機適合于許多較為復雜 的 控制應用場合。 （ 1） AT89C52 主要性能參數 ① 與 Mcs51 產品指令和 引腳 完全兼容。 ② 8 字節可重擦寫 FLASH 閃速存儲器 ③ 1000 次擦寫周期 ④ 全靜態操作： 0HZ24MHZ ⑤ 三級加密程序存儲器 ⑥ 256X8 字節內部 RAM ⑦ 32 個可編程 I/0 口線 ⑧ 3 個 16 位定時／計數器 ⑨ 6 個中斷源 ⑩ 可編程串行 UART 通道 、 低功耗空閑和掉電模式 （ 2） At89C52 功能特性 AT89C52 提供以下標準功能： 8 字節 FLASH 閃速存儲器， 256 字 節 內部 RAM , 32 個I/O 口線， 3 個 16 位定時／計數器，一個 6向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內振蕩器及時鐘電路。同時， AT89c52 可降至 OHz 的靜態邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節電 工 作模式。空閑方式停止 CPU 的工作，但允許 RAM，定時／計數器．串行通信口及中斷系統繼續工作。掉電方式保存 RAM 中的內容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復位 。 圖 5 AT89C52 引腳圖 （ 3） AT89C52 部分引腳功能說明 ① XTAL1：片內晶振電路反相放大器的輸入端。 ② XTAL2：片內晶振電路反相放大器的輸出端。 ③ P0： P0 口是一組 8位漏極開路型雙向 I/O 口，即地址 /數據總線復用口。 作為輸出口用時．每位能以吸收電流的方式驅動 8 個 TTL 邏輯門電路，對端口 P0 寫“ 1”時，可作為高阻抗輸入端用。 在 FLASH 中 編程時， P0 口接收指令字節，而在程序校驗時，輸出指令字節，校驗時，要求外接上拉電阻。 ④ P1 口： P1 是一個帶內部上拉電阻的 8位雙向 I/O口， Pl的輸出緩沖級可驅動（吸收或 輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。對端口寫“ 1”，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內部存在上拉電阻某個 引腳 被外部信號拉低時會輸出一個電流。與 AT89C51不同之處是， 和 /計數器 2 的外部計數輸入（ ）和 外部觸發 輸入（ ) , FLASH 編程和程序校驗期間，Pl接收低 8位地址。 ⑤ P2 口： P2 是一個帶有內部上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P2 的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流 ） 4個 TTL 邏輯電路。對端口 P2寫“ 1” ，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內部存在上拉電阻，某個 引腳 被外部信號拉低時會輸出一個電流。 在訪問外部程序存儲器或 16 位地址的外部數據存儲器（例如執行 MOvx@DPTR 指令）時， P2送出高 8 位地址數據。在訪問 8位地址的外部數據存儲器、如執行 MOVX@RI 指令）時， P2口輸出 P2 鎖存器的內容。 FLASH 編程或校驗時， P2亦接收高位地址和一些控制信號。 ⑥ P3 口： P3 口是一組帶有內部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口 。 P3口輸出緩沖級可驅動 (吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。對 P3口寫入“ 1”時，它們被內部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流。 P3 口除了作為 I/0 口線外，更重要的用途是它的第二功能，如表 格 1所示 。 此外， P3 口還接收一些用于 FLASH 閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。 ⑦ RST：復位輸入。當振蕩器工作時， RST 引腳 出現兩個機器周期以上高電平將使單片機復位。 表格 1 P3口第二功能 端口 引腳 第二功能 RXD（串行輸入口〕 TXD（串行輸出口〕 INTO（外中斷 0〕 INTO（外中斷 l) TO （定時／計數器 0 ) Tl （定時／計數器 l ) WR（外部數據存儲器寫選通） RD（外部數據存儲器讀選通） ⑧ ALE/PROG:當訪問外部程序存儲器或數據存儲器時， ALE(地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8位字節．一般情況下， ALE 仍以時鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的 。要注意的是：每當訪問外部數據存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。 對 Flash 存儲器編程期間，該 引腳 還用于輸入編程脈沖 (PROG)。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（ SFR）區中的 8EH 單元的 D0位置位．可禁止 ALE 操作。該位置位后， 只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能將 ALE 激活 ,此外，該 引腳 會被微弱拉高，單片機執行外部程序時，應設置 ALE 禁止位無效。 ⑨ PSEN：程序儲存允許 PSEN 輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當 AT89C52 由外部程序存儲器取指令（或數據）時，每個機器周期兩次 PSEN 有效，即輸 出兩個脈沖。在此期間，當訪問外部數據存儲器，將跳過兩次 PSEN 信號。 ⑩ EA/VPP：外部訪問允許。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器 (地址為 0000HFFFFH ) , EA端必須保持低電平 (接地）．需注 意 的是：如果加密位 LBI 被編程，復位時內部會鎖存 EA端狀態。如 EA 端為高電平（接 Vcc端） , CPU 則執行內部程序存儲器中的指令。 flash 存儲器編程時，該 引腳 加上 +12V 的編程允許電源 VPP ，當然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 VPP 。 （ 4） AT89C52 特殊功能寄存器 在 AT89C52片內存儲器中， 80HFFH 共 128 個單元為特殊功能寄存器（ SFE ) 。并非所有的地址都被定義，從 80HFFH 共 128 個字節只有一部分被定義，還有相當一部分沒有定義。對沒有定義的單元讀寫將是無效的，讀出的數位將不確定，而寫入的數據也將丟失。 不應將數據 1寫入未定義的單元，由于這些單元在將來的產品中可能賦予新的功能。在這種情況下，復位后這些單元數值總是“ 0”。 （ 5） AT89C52 單片機擴展電路及分析 AT89C52 提供以下標準功能： 8 字節 FLASH 閃速存儲器， 256 字 節 內部 RAM , 32 個 I/O口線， 2 個 16 位定時／計數器，一個 6向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內振蕩器及時鐘電路。 由于 AT89C52 具有 256 字節內部 RAM。 對本設計已經足夠使用，因此不需要再擴展外部數據存儲器 。 LCD1602 簡介 工業字符型液晶，能夠同時顯示 16x02 即 32 個字符 （ 16列 2行） 。 1602 液晶也叫 1602字符型液晶它是一種專門用來顯示字母、數字、符號等的點陣型液晶模塊它有若干個 5X7或者 5X11 等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符。每位之間有一個點距的間隔每行 之間也有間隔起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以他不能顯示圖形 。 目前市面上字符液晶絕大多數是基于 HD44780 液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于 HD44780 寫的控制程序可以很方便地應用于市面上大部分的字符型液晶。 1602采用標準的 16 腳接口，其中： 第 1 腳： VSS 為電源地 第 2 腳： VDD 接 5V 電源正極 第 3 腳： V0 為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會 產生“鬼影”，使用時可以通過一個 10K 的電位器調整對比度）。 第 4 腳： RS 為 寄存器選擇，高電平 1 時選擇數據寄存器、低電平 0 時選擇指令寄存器。 第 5 腳： RW為讀寫信號線，高電平 (1)時進行讀操作，低電平 (0)時進行寫操作。 第 6 腳： E(或 EN)端為使能 (enable)端。 第 7～ 14 腳： D0～ D7為 8位雙向數據端。 第 15～ 16 腳：空腳或背燈電源。 15 腳背光正極， 16 腳背光負極。 1602LCD 的供電電壓為 +5V電壓，對比度可調 ,內含復位電路 ,提供各種控制命令 ,如：清屏、字符閃爍、光標閃爍、顯示移位等多種功能 ,有 80字節顯示數據存儲器 DDRAM,內建有 192個 5X7 點 陣的字型的字符發生器 CGROM,8 個可由用戶自定義的 5X7 的字符發生器 CGRAM。 1602LCD 微功耗、體積小、顯示內容豐富、超薄輕巧，常用在袖珍式儀表和低功耗應用系統中。 1602 液晶模塊內部的字符發生存儲器（ CGROM)已經存儲了 160 個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯數字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母“ A”的代碼是 01000001B（ 41H），顯示時模塊把地址 41H 中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“ A”。因為 1602識別的 是 ASCII 碼，試驗可以用 ASCII 碼直接賦值，在單片機編程中還可以用字符型常量或變量賦值，如 39。A’。 仿真工具介紹 Protues 簡介 Protues 軟件是英國 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件。它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。雖然目前國內推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、致力于單片機開發應用的科技工作者的青睞。 Proteus 是世界上著名的 EDA 工具(仿真 軟件 )，從原理圖布圖、代碼調試到單片機與外圍電路協同仿真，一鍵切換到 PCB設計，真正實現了從概念到產品的完整設計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、 PCB 設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺，其處理器模型支持 805 HC1PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086 和 MSP430 等， 2020 年即將增加 Cortex和 DSP 系列處理器，并持續增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil和 MPLAB 等多種編譯 。 Protues 軟件具有其它 EDA 工 具軟件（例： multisim）的功能。這些功能是： （ 1）原理布圖 （ 2） PCB 自動或人工布線 （ 3） SPICE 電路仿真 革命性的特點： （ 1）互動的電路仿真。用戶甚至可以實時采用諸如 RAM， ROM，鍵盤，馬達， LED，LCD， AD/DA，部分 SPI 器件，部分 IIC 器件。 （ 2）仿真處理器及其外圍電路。可以仿真 51 系列、 AVR、 PIC、 ARM、等常用主流單片機。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，再配合顯示及輸出，能看到運行后輸入輸出的效果。配合系統配置的虛擬邏輯分析儀、示波器 等， Protues 建立了完備的電子設計開發環境。 Protues 具有 4大功能模塊 : 1)智能原理圖設計（ ISIS） 豐富的器件庫：超過 27000 種元器件，可方便地創建新元件；智能的器件搜索：通過 模糊搜索可以快速定位所需要的器件；智能化的連線功能：自動連線功能使連接導線簡單快捷，大大縮短繪圖時間；支持總線結構：使用總線器件和總線布線使電路設計簡明清晰；可輸出高質量圖紙：通過個性化設置，可以生成印刷質量的 BMP 圖紙，可以方便地供 WORD、POWERPOINT 等多種文檔使用。 完善的電路仿真功能（ Prospice） ProSPICE 混合仿真：基于工業標準 SPICE3F5，實現數字 /模擬電路的混合仿真；超過27000 個仿真器件：可以通過內部原型或使用廠家的 SPICE 文件自行設計仿真器件，Labcenter 也在不斷地發布新的仿真器件，還可導入第三方發布的仿真器件； 多樣的激勵源：包括直流、正弦、脈沖、分段線性脈沖、音頻（使用 wav 文件）、指數信號、單頻FM、數字時鐘和碼流，還支持