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文檔簡介

1、.1本科生課程設(shè)計題目: 基于單片機的簡易數(shù)字示波器 題目來源:省部級以上 市廳級 橫向 自選題目性質(zhì):理論研究 應(yīng)用與理論研究 實際應(yīng)用研究學(xué) 院: 信息工程學(xué)院 系: 自動化 專業(yè)班級: 學(xué)生:*: 起訖日期:指導(dǎo)教師:職稱:指導(dǎo)教師所在單位:學(xué)院審核簽名:審核日期:二0年制 目 錄1、設(shè)計原理概述1.1設(shè)計背景1.2設(shè)計原理框圖2 硬件的設(shè)計 2.1.最小系統(tǒng)的設(shè)計最小系統(tǒng)的電路設(shè)計單片機STC89c52介紹 2.2 采樣設(shè)計 采樣電路設(shè)計2.2.2 ADC0809介紹 2.3顯示設(shè)計 顯示電路設(shè)計。 2.3.2 12864液晶介紹軟件設(shè)計 3.1程序流程圖 3.2 采樣程序設(shè)計與分析

2、3.3顯示程序設(shè)計與分析仿真 4.1 Proteus仿真軟件介紹 4.2 矩形波仿真 4.2三角波仿真 4.3正弦波仿真設(shè)計總結(jié)參考文獻附錄1設(shè)計原理概述1.1、設(shè)計背景示波器被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的飛速開展,示波器也從模擬示波器向數(shù)字示波器開展。同模擬示波器相比,數(shù)字示波器具有很多優(yōu)點,并開場逐步取代模擬示波器,成為市場上的主流。示波器是現(xiàn)代電子測量中最常用的儀器,它是一種可以用來觀察、測量、記錄各種瞬時電壓,并以波形方式顯示其與時間關(guān)系的電子儀器??墒乾F(xiàn)在的數(shù)字示波器比較貴,普遍在1000元以上,這對于許多電子愛好者來說是一個比較大的負(fù)擔(dān),尤其是學(xué)生?;趩纹瑱C的

3、簡易數(shù)字示波器可以很好的解決這個問題,簡易數(shù)字示波器不但本錢低廉,而且能夠滿足許多電子愛好者的測量需求,可以得到很廣泛的應(yīng)用。1.2設(shè)計原理框圖 原理圖設(shè)計2硬件設(shè)計2.1 最小系統(tǒng)設(shè)計 最小系統(tǒng)電路設(shè)計單片機AT89S51介紹AT89S51是一個低功耗,高性能CMOS 8位單片機,片含4k Bytes ISP的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造,兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳構(gòu)造,芯片集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元,AT89S51在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。ATS8951的管腳圖

4、及主要性能參數(shù):AT89S51提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能:4K字節(jié)閃速存儲器,128字節(jié)部RAM,32個I/O口線,看門狗WDT,兩個數(shù)據(jù)指針,兩個16位定時/計數(shù)器,一個5向量兩級中斷構(gòu)造,一個全雙工串行通信口,片振蕩器及時鐘電路。同時,AT89S51可降至0HZ的靜態(tài)邏輯操作,并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。空閑方式停頓CPU的工作,但允許RAM,定時/計數(shù)器,串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中到容,但振蕩器停頓工作并制止其它所有工作部件直到下一個硬件復(fù)位。與MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容,4K字節(jié)在系統(tǒng)編程ISPFlash 閃速存儲器,1000次擦寫周期,4.0-5.5V的工作

5、電壓圍,全靜態(tài)工作模式:0HZ-33MHZ,三級程序加密鎖,128*8字節(jié)部RAM、32個可編程I/O口線、2個16位定時/計數(shù)器、6個中斷源,全雙工串行UART通道,低功耗空閑和掉電模式,中斷可從空閑模式喚醒系統(tǒng),看門狗WDT及雙數(shù)據(jù)指針,掉電標(biāo)示和快速編程特性,靈活的在系統(tǒng)編程ISP-字節(jié)或頁寫模式。2.2采樣設(shè)計采樣電路設(shè)計2.2.2 ADC0809介紹ADC0809是帶有8位A/D轉(zhuǎn)換器、8路多路開關(guān)以及微處理機兼容的控制邏輯的CMOS組件。它是逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器,可以和單片機直接接口。 1ADC0809引腳構(gòu)造ADC0809各腳功能如下:D7-D0:8位數(shù)字量輸出引腳。IN0-I

6、N7:8位模擬量輸入引腳。VCC:+5V工作電壓。GND:地。REF+:參考電壓正端。REF-:參考電壓負(fù)端。START:A/D轉(zhuǎn)換啟動信號輸入端。ALE:地址鎖存允許信號輸入端。以上兩種信號用于啟動A/D轉(zhuǎn)換EOC:轉(zhuǎn)換完畢信號輸出引腳,開場轉(zhuǎn)換時為低電平,當(dāng)轉(zhuǎn)換完畢時為高電平。OE:輸出允許控制端,用以翻開三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器。CLK:時鐘信號輸入端一般為500KHz。2 ADC0809應(yīng)用說明 1 ADC0809部帶有輸出鎖存器,可以與AT89S51單片機直接相連。 2 初始化時,使ST和OE信號全為低電平。 3 送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到A,B,C端口上。 4 在ST端給出一個至少有10

7、0ns寬的正脈沖信號。 5 是否轉(zhuǎn)換完畢,我們根據(jù)EOC信號來判斷。 6 當(dāng)EOC變?yōu)楦唠娖綍r,這時給OE為高電平,轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機了。 電路設(shè)計說明B、C接地默認(rèn)IN0為輸入端 VREF+接5V參考電源 CLOCK信號為600KHZ2.3顯示設(shè)計顯示電路設(shè)計、液晶屏LCD12864介紹LCD12864 分為兩種,帶字庫和不帶字庫的此次使用的是不帶字庫的LCD12864液晶Proteus 中AMPIRE128*64,如以下圖所示,該液晶驅(qū)動器為KS0108引腳功能:與帶字庫液晶不同,此塊液晶中含有兩個液晶驅(qū)動器,一塊驅(qū)動器控制64*64 個點,左右顯示,這就是為什么AMPIRE128*

8、64 引腳有CS1 和CS2 的原因。學(xué)習(xí)液晶主要看的它的指令系統(tǒng),再次先說明一下“頁的概念,此液晶有8 頁,一頁有8 行。68/8=8;如以下圖所示。軟件設(shè)計3.1程序流程圖3.2 采樣程序設(shè)計與分析uchar ad_data96;sbit START=P34; sbit OE=P36; sbit EOC=P35; uchar adc() uchar AD; START=1; START=0; while(EOC=0) OE=1; AD=P1; OE=0;return(AD); void ad_cai()uchar b;for(b=0;b=95;b+)ad_datab=3*adc(); Uc

9、har ad_data96 申請96個8位的空間變量用于存儲96個采樣數(shù)據(jù)。Ucahr adc()為根據(jù)ADC0809的時序編寫的采樣函數(shù)。Void ad_cai() 為采樣96次的函數(shù)。3.3顯示函數(shù)設(shè)計與分析uchar page(uchar d_ata)uchar page; if(d_ata=51) page=0*05; else if(d_ata=102) page=0*04; else if(d_ata=153) page=0*03; else if(d_ata=204) page=0*02; else if(d_ata=255) page=0*01; return(page);uc

10、har D_data(uchar page,d_ata)uchar D_data;switch (page)case(1):D_data=d_ata-204;D_data=D_data/6;break;case(2):D_data=d_ata-153;D_data=D_data/6;break;case(3):D_data=d_ata-102;D_data=D_data/6;break;case(4):D_data=d_ata-51;D_data=D_data/6;break;case(5):D_data=d_ata/6;break;default:break;return(D_data);

11、uchar dian(uchar D_data)uchar d_data;switch(D_data)case(0):d_data=0*00;break;case(1):d_data=0*80;break;case(2):d_data=0*40;break;case(3):d_data=0*20;break;case(4):d_data=0*10;break;case(5):d_data=0*08;break;case(6):d_data=0*04;break;case(7):d_data=0*02;break;case(8):d_data=0*01;break;default:break;r

12、eturn(d_data);void tudisplay(uchar *p)uchar i,num,D_num,d_data,c=1;SelectScreen(1);Set_column(16);for(i=0;i=48&c) SelectScreen(2); Set_column(0);c=0; Set_page(num);write_LCD_data(d_data);P1=num;波形都是由像素點組成的,波形的根底其實就是畫點。只要我們能點亮液晶的任意一個點,就能顯示任意波形,從上面的圖我們知道,它是分為兩個半屏的,首先,我們要確定這個點是在左半屏還是右半屏,然后確定它是在那一行page,

13、再確定它是在哪一個字節(jié)的哪一個位也就是確定它在那一列。這些都確定后我們就定位到*一個具體的位上了,只就將這個位置1,就可以點亮這個點。確定頁8位轉(zhuǎn)換,255個數(shù),Page=255/5=51uchar page(uchar d_ata)uchar page; if(d_ata=51) page=0*05; else if(d_ata=102) page=0*04; else if(d_ata=153) page=0*03; else if(d_ata=204) page=0*02; else if(d_ata=255) page=0*01; return(page);以此確定頁,然后根據(jù)頁和轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)確定是點亮那一位uchar D_data(uchar page,d_ata)uchar D_data;switch (page)case(1):D_data=d_ata-204;D_data=D_data/6;break;case(2):D_data=d_ata-153;D_data=D_data/6;break;case(3):D_data=d_ata-102;D_data=D_data/6;break;case(4):D_data=d_ata-51;D_data=D_data/6;break;case(5):D_data=d_ata/6;break;defa

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