基于MCS-51单片机的可调频率方波发生器课程设计

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1、 摘要摘要 本实验是基于 PHILIPS A T89C51 单片机所设计的，可以实现键位与数字动态显示的一 种频率可调数字方波发生器。通过键盘键入(10HZ-10kHZ)随机频率，使用七段数码管显示， 每一个数码管对应一个键位。单片机对各个键位进行扫描，确定键位的输入，然后数码管显 示输入的数值，方波发生器输出以数码管显示的数值为频率的方波。 关键词：关键词：单片机 七段数码管 键盘电路 频率可调数字方波发生器 一、目的和功能一、目的和功能 1.1 1.1 目的：目的： 设计一种频率范围限定且可调的数字方波发生器，产生特定频率的方波。 1.21.2 功能：功能： 假设键盘是 4*4 的键盘，当

2、键盘输入范围在 10hz-10khz 的数字，单片机控制数码管显 示该数值， 并把该数值当做数字方波发生器的输入频率， 单片机控制数字方波发生器以该数 值作为频率显示方波，从而得到我们想要频率的方波。 二、二、硬件设计硬件设计 2.1 2.1 硬件设计思想硬件设计思想 键盘的数字和键位关系固定，通过键盘输入产生频率，通过 LED 数码管显示出来，每 一个数码管对应一个键位。 基本设备是基于 PHILIPS A T89C51 单片机， 外围设备采用的是 4 个七段数码管， PHILIPS A T89C51 单片机， 1 个 OSCILLOSCOPE 方波发生器， 16 个 Button， 若干电

3、阻，电源电池。 2.2 2.2 部分硬件方案论述部分硬件方案论述 2.2.1 2.2.1 七段数码管七段数码管扫描显示方式的扫描显示方式的方案方案比较比较 方案一： 静态显示方式：静态显示方式是指当显示器显示某一字符时，七段数码管的 每段发光二极管的位选始终被选中。 在这种显示方式下， 每一个 LED 数码管显示器都需要一 个 8 位的输出口进行控制。 静态显示主要的优点是显示稳定， 在发光二极管导通电流一定的 情况下显示器的亮度大，系统运行过程中，在需要更新显示内容时，CPU 才去执行显示更新 子程序，这样既节约了 CPU 的时间，又提高了 CPU 的工作效率。其不足之处是占用硬件资源 较多

4、，每个 LED 数码管需要独占 8 条输出线。随着显示器位数的增加，需要的 I/O 口线也将 增加。 方案二： 动态显示方式：动态显示方式是指一位一位地轮流点亮每位显示器（称为扫 描） ，即每个数码管的位选被轮流选中，多个数码管公用一组段选，段选数据仅对位选选中 的数码管有效。对于每一位显示器来说，每隔一段时间点亮一次。显示器的亮度既与导通电 流有关， 也与点亮时间和间隔时间的比例有关。 通过调整电流和时间参数， 可以既保证亮度， 又保证显示。 若显示器的位数不大于 8 位， 则显示器的公共端只需一个 8 位 I/O 口进行动态 扫描（称为扫描口） ，控制每位显示器所显示的字形也需一个 8 位口（称为段码输出） 。动态 显示器的优点是节省硬件资源，成本较低。但在控制系统运行过程中，要保证显示器正常显 示，CPU 必需每隔一段时间执行一次显示子程序，占用 CPU 大量时间，降低了 CPU 的工作效 率，同时显示亮度较静态显示器低。 由于 PHILIPS A T89C51 单片机本身提供的 I/O 口有限，因此我们选择方案二动态 扫描方式。 扫描方式中在轮流点亮扫描过程中，