課程設計報告---正弦波設計

1、<p><b>　　`</b></p><p><b>　　微機原理與接口技術</b></p><p><b>　　課程設計報告書</b></p><p><b>　　1.引言2</b></p><p>　　1.1.背景和編寫目的2&l

2、t;/p><p>　　1.2.參考資料2</p><p>　　1.3.術語與縮寫2</p><p><b>　　2.硬件設計3</b></p><p>　　2.1.AT89C52模塊：3</p><p>　　2.2.硬件電路設計原理5</p><p>　　2

3、.3.硬件電路設計：6</p><p><b>　　3.軟件編程7</b></p><p>　　4.系統(tǒng)仿真調試9</p><p><b>　　5.總結9</b></p><p>　　6.參考文獻10</p><p><b>　　引言</b

4、></p><p><b>　　背景和編寫目的</b></p><p>　　微機原理與接口技術是一門關于計算機與輸入輸出技術的課程，任何一個計算機系統(tǒng)都是一個復雜的整體，學習計算機原理是要涉及到整體的每一部分。討論某一部分原理時又要涉及到其它部分的工作原理。這樣一來，不僅不能在短時間內較深入理解計算機的工作原理，而且也很難孤立地理解某一部分的工作原理。所以，在學

5、習接口技術的過程中必須將所有所學的知識綜合起來，系統(tǒng)的解決某一問題 該門課程的學習思維方法也和其它課程不同，該課程偏重于工程思維，具體地說，在了解了微處理器各種芯片的功能和外部特性以后，剩下額是如何將它們用于實際系統(tǒng)中，其創(chuàng)造性勞動在于如何用計算機的有關技術和廠家提供的各種芯片，設計實用的電路和系統(tǒng)，再配上相應的應用程序，完成各種實際應用項目。</p><p>　　主要是應用內容包括微型計算機體系結構、

6、8086微處理器和指令系統(tǒng)、匯編語言設計以及單片機的應用。微型計算機各個組成部分介紹等內容以便使我們對微機原理中的基本概念有較深入的了解，能夠系統(tǒng)地掌握微型計算機的結構8086微處理器和指令系統(tǒng)、匯編語言程序設計方法、微機系統(tǒng)的接口電路設計及編程方法等，并具有綜合運用所學知識分析問題和解決問題的能力。</p><p>　　該設計在設計時采用數模轉換器即D/A轉換器。而計算機處理后的結果也必須通過數模轉換器即D/A

7、轉換器轉換成模擬量。該設計能用Protues 7仿真軟件能順利仿真出正弦波。</p><p><b>　　參考資料</b></p><p>　　微型計算機原理及應用（第三版） ；</p><p>　　微機原理與接口技術課程設計；</p><p>　　MCS-51/52單片機原理與應用；</p><p&

8、gt;　　數字電子技術基礎（第五版）</p><p>　　www.baidu.com</p><p><b>　　術語與縮寫</b></p><p>　　正弦波輸出，DAC0832數摸轉換，AT89C52單片機，嵌入式，protues軟件仿真</p><p><b>　　硬件設計</b></p

9、><p>　　本設計本以8086CPU為核心，8255A等并行接口，拓展相應的接口單元，由于對仿真軟件功能不熟悉，一些芯片無法找到，導致功能無法實現，最后小組一直討論用單片機AT89C52代替8086及相應芯片完成本設計。</p><p>　　AT89C52模塊：</p><p>　　AT89C52是一個低電壓，高性能coms 8位單片機，片內含8k bytes的可反復

10、擦寫的Flash只讀程序存儲器和256 bytes的隨機存取數據存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，AT89C52單片機在電子行業(yè)中有著廣泛的應用。</p><p>　　ATC89C52單片機</p><p><b>　　主要引腳及其功能：</b></

11、p><p><b>　　P0口：</b></p><p>　　P0 口是一組8 位漏極開路型雙向I/O 口， 也即地址/數據總線復用口。作為輸出口用時，每位能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。 在訪問外部數據存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉換地址（低8 位）和數據總線復用，在訪問期間激活內部上拉電阻。在Flash

12、編程時，P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。</p><p><b>　　P1口：</b></p><p>　　P1 是一個帶內部上拉電阻的8 位雙向I/O 口， P1 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

13、上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(IIL)。AT89C51 不同之處是，P1.0 和P1.1 還可分別作為定時/計數器2 的外部計數輸入（P1.0/T2）和輸入（P1.1/T2EX）。</p><p>　　P1.0和P1.1的第二功能</p><p><b>　　P2口：</b></p><p>　　P2 是一個帶有內部上拉電阻

14、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 邏輯門電路。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(IIL)。 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(zhí)行MOVX @DPTR 指令）時，P2 口送出高8 位地址數據。在訪問8 位地址的外部數據存儲器（如執(zhí)行MOVX @RI 指令

15、）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。</p><p><b>　　P3口：</b></p><p>　　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P

16、3 口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。P3 口除了作為一般的I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能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。</p><p><b>　　RET：</b></p><p>　　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。</p><p><b

17、>　　ALE/PROG：</b></p><p>　　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(jié)。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

18、殊功能寄存器（SFR）區(qū)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(zhí)行外部程序時，應設置ALE 禁止位無效。</p><p><b>　　PSEN：</b></p><p>　　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

19、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。</p><p><b>　　EA/VPP：</b></p><p>　　外部訪問允許。欲使CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為0000H—FFFFH），EA 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1 被編程，復位時內部會鎖存

20、EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU 則執(zhí)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。 </p><p><b>　　XTAL1：</b></p><p>　　振蕩器反相放大器的及內部時鐘發(fā)生器的輸入端。 </p><p><

21、b>　　XTAL2：</b></p><p>　　振蕩器反相放大器的輸出端。</p><p><b>　　硬件電路設計原理</b></p><p>　　波形的產生是通過AT89C52執(zhí)行某一波形發(fā)生程序，將所產生的數字信號傳向DAC0832轉換器，轉換器的輸入端按一定的規(guī)律發(fā)生數據，從而在D/A轉換電路的輸出端得到相應的電壓波

22、形。</p><p>　　波形發(fā)生器是一種常用的信號源，廣泛地應用于電子電路、自動控制系統(tǒng)和教學實驗等領域。</p><p><b>　　硬件電路設計：</b></p><p>　　對于8086來說，產生正弦波硬件構架如下圖所示:</p><p>　　我們采用AT89C52單片機來完成該實驗，于是相應的硬件構架如下圖：&

23、lt;/p><p>　　DAC0832是電流型輸出，所以在應用時應該外接一個運放器使其成為電壓輸出，仿真模擬圖如下：</p><p><b>　　軟件編程</b></p><p>　　有了相應的硬件基礎，現在我們針對所要完成的功能進行相應的軟件編程。我們要輸出一個正弦波，采用最簡單的方法，就是將正弦波的經過計算然后存入一個數組，做成一張正弦波表，然

24、后再將這些值依次輸出，形成一系列的點，從而形成一個正弦波。由硬件圖看出，地址為：ffffH。</p><p><b>　　軟件流程如下：</b></p><p>　　N Y</p><p><b>　　C源代碼如下：</b></p><p>　　#inc

25、lude <reg51.h></p><p>　　unsigned int i,T=0xffff;</p><p>　　code unsigned char Sin[128]={64,67,70,73,76,79,82,85,88,91,94,96,99,102,104,106,</p><p>　　109,111,113,115,117,118,120

26、,121,123,124,125,126,126,</p><p>　　127,127,127,127,127,127,127,126,126,125,124,123,121,</p><p>　　120,118,117,115,113,111,109,106,104,102,99,96,94,91,</p><p>　　88,85,82,79,76,73,70,6

27、7,64,60,57,54,51,48,45,42,39,</p><p>　　36,33,31,28,25,23,21,18,16,14,12,10,9,7,6,4,3,2,1,</p><p>　　1,0,0,0,0,0,0,0,1,1,2,3,4,6,7,9,10,12,14,16,18,21,23,</p><p>　　25,28,31,33,36,39,4

28、2,45,48,51,54,57,60};</p><p><b>　　main()</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><

29、;p>　　if(++i==128)i=0;</p><p>　　P1=Sin[i];</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　到此，設計的軟件和硬件系統(tǒng)全部設計完畢。</p><p><b>　　系統(tǒng)

30、仿真調試</b></p><p>　　對系統(tǒng)仿真，我們用的是proteus 7 professional 軟件進行仿真實驗，將各部分硬件按圖連接好，然后將程序代碼導入，運行之后，結果如下圖所示：</p><p><b>　　正弦波輸出圖</b></p><p>　　輸出的正弦波和我們預想一樣，所以整個設計完成。</p>

31、<p><b>　　總結</b></p><p>　　這次課程設計對于不是熟練接口的人來說是小菜一碟，但是對于我們初學者來說還是比較困難呢，主要的困難來自對硬件設計的各引腳的連接和對實現程序的設計。功夫不負有心人，經過3個人的合作和努力，我們最后對實驗的原理有了清晰的認識。。</p><p>　　通過實驗，我們對接口有了一定程度的了解，對于類似的設計，個人

32、感覺重要的還是對于硬件的程序的設計，針對不同的功能用不同的算法實現，這也是可編程芯片的一個優(yōu)勢，在不改動硬件的情況下，可用軟件方法來實現不同功能。</p><p>　　總之，這次課程設計對于我們有很大的幫助，通過課程設計，我更加深入地理解了，微機原理課程上講到的各種芯片的功能，以及引腳的作用，同時加深了對于主要芯片的應用的認識，對于接口的設計重要的是理論與實際相結合，這也是接口這門課程的一個特殊之處——只有理論知

33、識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論 ，然后通過實踐反復檢驗理論，才是真正的知識，才能提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。而且在做課程設計的過程中，不僅是考驗自己所學的《微機原理》知識，還有別的課程如：數字電路，單片機，還有C語言設計等的知識，更加鍛煉了自己的分析問題的能力和解決實際問題的能力。</p><p><b>　　參考文獻</b></p&

34、gt;<p>　　【1】聞新 《CS-51/52單片機原理與應用》 北京：科學出版社 2009.8</p><p>　　【2】馬義德，張再峰，徐光柱，杜桂芳《微型計算機原理及應用》 北京：高等教育出版社 2004.7</p><p>　　【3】吳新開，王南蘭《微機原理與接口技術課程設計》長沙：中南大學出版社 2009.11</p><p>　　【4】閻