基于51单片机的波形发生器_毕业论文设计(编辑修改稿)

基于51单片机的波形发生器_毕业论文设计(编辑修改稿)内容摘要：

红外的工作原理： 51 单片机对遥控的解码和我们前面所讲的串口并口通信不同，他不是单纯的用高电平代表 1，低电平代表 0。 这一点大家要从思想上面转变过来。 他是发送一连串的数据帧，这个数据帧就是一连串的二进制代码，单片机通过区分高电平的持续时间来区别红外编码的。 我们就以 HC6800 单片机上的 红外接头为例来说明， 页 11 当高电平的脉冲宽度为 的时候单片机认为它为 0，当高电平的脉冲宽度为 的时候单片机认为它为 1。 单片机是通过判断脉冲的宽度来得到信息位为 0 还是为 1 的。 当我们按下遥控器的按键时，遥控器将发出如图 2 的一串二进制代码，我们称它为一帧数据。 根据各部分的功能。 可将它们分为 5 部分，分别为引导码、地址码、地址码、数据码、数据反码。 遥控器发射代码时．均是低位在前。 高位在后。 由图 2 分析可以得到．引导码高电平为 4． 5ms，低电平为 4． 5ms。 当接收到此码时．表示一帧数据的开始。 单片机可以准备接收 下面的数据。 地址码由 8 位二进制组成，共 256 种．图中地址码重发了一次。 主要是加强遥控器的可靠性．如果两次地址码不相同．则说明本帧数据有错．应丢弃。 不同的设备可以拥有不同的地址码．因此。 同种编码的遥控器只要设置地址码不同，也不会相互干扰。 在同一个遥控器中．所有按键发出的地址码都是相同的。 数据码为 8 位，可编码 256 种状态，代表实际所按下的键。 数据反码是数据码的各位求反，通过比较数据码与数据反码．可判断接收到的数据是否正确。 如果数据码与数据反码之间的关系不满足相反的关系．则本次遥控接收有误．数据应丢弃。 在同一个 遥控器上．所有按键的数据码均不相同。 在图 2 中，数据码为十六进制的 0CH，数据反码为十六进制的 0F3H(注意低位在前 )．两者之和应为 0FFH。 复位电路 这种复位电路的工作原理是：单片机的复位电路在刚接通电时，刚开始电容是没有电的，电容内的电阻很低，通电后， 5V 的电通过电阻给电容进行充电，电容两端的电会由 0V 慢慢的升到 4V 左右（此时间很短一般小于 秒）， RC 构成的微分电路在上电瞬间产生一个微分脉冲，其宽度大于两个机器周期， 89C51 将复位。 正因为这样，复位脚的电由低电位升到高电位，引起了内部电路的复 位工作， RST 端电压慢慢下降，降到一定电压值以后，即为低电平，单片机开始正 常工作（这是单片机的上电复位，也叫初始化复位）；当按下复位键时，电容两端放电，电容又回到 0V 了，于是又进行了一次复位工作（这是手动复位原理）。 页 12 图 7 复位电路 外部时钟电路 图 3 采用 的晶振和两个 22pf 的电容组成时钟电路部分 图 8 外部时钟电路 LCD 显示部分电路 为了节约成本，采用 1602 来作为显示器，用独立按键来控制不同的显示，能完成基本的显示功能。 页 13 图 9LCD 液晶显示电路 电源部 分 本电源设计了两个接口，方便不同接口的电源接入，并且在电源部分加上滤波电容，起过滤接入电源的杂波的作用 ，为了电路中得到 +12V、 12V 和 +5V 的直流工作电压，用变压器变压后再通过芯片和电容设计出所需要的电路。 图 10 电源电路 页 14 独立按键部分 图八 为用独立按键来控制不同的输出波形 图 11 独立按键 串口通信模块 图中通过 MAX232 进行 TTL 电平和 232 电平转换，从而单片机和上位机之间通信提供通道。 图 12 串口通信电路 通信电路的目的就是让通信双发的电平匹配，单片机用的是 TTL 电平，上位机的串口用的是 232 电平。 TTL 电平的逻辑 1 的电压范围是 + 到 +5V，逻辑 0 的电压范围是 0 到 +； 232 电平的逻辑 1 的电压范围是 15V 到 5V,逻辑 0 的电压范围是 +5V 页 15 到 +15V。 因此设计串口通信电路就是让这两种电平统一。 四 、 软件设计 主程序和子程序都存放在 AT89C51 单片机中。 主程序的功能是：开机以后负责查键，即做出键盘扫描及显示工作，然后根据用户所按的键转到相应的子程序进行处理。 子程序的功能有：延时子程序、中断程序、显 示子程序、按键子程序，按键子程序中有任意频率的设置的数字键（ 0~9）及确定键、幅值和频率的加和减键、幅值频率的转换键、波形的转换键等共 15 个键。 主程序的流程图如图 所示： 完成全部硬件和软件过后，将程序下载到单片机中进行测试，通过反复测试，反复的修改函数的功能，同时完善硬件的功能，使系统达到最优控制。 程序流程图 图 13 程序流程图 页 16 LCD 显示流程图 图 14 LCD 显示框图 页 17 五、 系统仿真 仿真电路图 通过 Proteus 软件和电路原理图绘制出如 下仿真电路图，对程序和电路功能进行测试 图 15 proteus 仿真电路图 输出波形图 将 编写好的程序下载到单片机中进行仿真 ，通过反复测试，反复的修改函数的功能，使系统 输出如下波形： 页 18 图 16 正弦波 图 17 方波 图 18 三角波 图 19 正弦波、方波、三角波三种波形叠加后的波形 页 19 六、 硬件和软件测试 硬件调试 整个硬件调试过程基本顺利，由于采用了分单元模块制作，各个单元电路工作稳定，给调试工作带来很大的方便。 放大模块部分在实物模拟时，出现发送信号不稳定、跳变的问题，经过 仔细的检查，电路连线路劲和线路连接问题，最终发现电路连接是出现连接未牢固的问题，从而得以解决。