分频器的设计
26页1、学 号: 课 程 设 计题 目分频信号发生器的分析与设计学 院自动化学院专 业电气工程及自动化班 级姓 名指导教师月日课程设计任务书学生姓名: 专业班级: 题 目: 分频信号发生器的分析与设计 要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求) 1. 设:有一输入方波信号f0(1MHz)。要求输出信号:f1=f0/N,N通过键盘输入。2. 画出简要的硬件原理图,编写程序。 3. 撰写课程设计说明书。内容包括:摘要、目录、正文、参考文献、附录(程序清单)。正文部分包括:设计任务及要求、方案比较及论证、软件设计说明(软件思想,流程,源程序设计及说明等)、程序调试说明和结果分析、课程设计收获及心得体会。时间安排:12月26日- 12月28 日 查阅资料及方案设计12月29日- 01 月0 2日 编程01月03日-0 1月07 日 调试程序01月08日- 01月09日 撰写课程设计报告指导教师签名: 年 月 日系主任(或责任教师)签名: 年 月 日目录1设计任务及要求2 1.1设计任务2 1.2设计要求22.分频信号发生器原理3 2.1系统原理框图的设计3 2.2
2、分频器原理说明43.系统方案设计与论证5 3.1方案一:基于51单片机的分频器设计53.1.1 51单片机最小系统设计5 3.2方案二:基于8086CPU的分频器的设计83.2.1 8086CPU简介83.2.2 8255并行I/O 芯片93.2.3 8253计数器10 3.3方案比较与选择114软件设计124.1 软件流程图12 4.2源程序13总结体会19参考文献20附录21摘要利用89C51的计数功能,按输出要求,通过计数功能实现分频的功能。采用这种方法,简单实用。原理相对简单,可操作性强。其中还简单的介绍了如何利用8253实现分频的功能。通过对比介绍,突出利用89C51实现分频器的优越性。最优设计方案为外部信号源将信号送给51单片机计数输入引脚T0(P3.4),通过设置内部的16进制计数器的计数初值来达到计数分频的效果,当计数器计满后产生中断,通过I/O产生高低电平来模拟产生方波信号,达到了预期分频的效果。关键词:STC89C51 分频器 计数器 16进制计数器 方波信号分频信号发生器的分析与设计1设计任务及要求1.1设计任务(1)设计一个能对1MHZ 以下的脉冲信号进行分频的
3、器件。(2)分频系数由51单片机的小键盘输入(2-1000)(3)由4位7段数码管显示分频系数1.2设计要求(1)画出简要的硬件原理图,编写程序。(2)撰写课程设计说明书2.分频信号发生器原理2.1系统原理框图的设计依课设要求,需要设计一个对1MHZ 以下的脉冲信号进行分频的器件,分频系数由键盘键入,并用数码管显示分频系数,在方案选取以后,我们决定用89C51的计数功能,来实现分频的功能,所以设计的分频发生器包括89C51单片机,输入信号、输出信号、键盘输入电路、分频显示电路、供电电路。分频信号发生器系统原理框图如图2-1所示:图2-1 原理框图2.2分频器原理说明首先了解到,分频就是受外部周期信号激励的震荡,使得到的频率恰为激励信号频率的纯分数,都叫做分频。所以,只要一个一个周期信号的震荡,理所当然的就想到了计数器。计数器的选取不同,分频频率就不同。每隔一个计数周期输出一次输入信号,就实现了需要的功能。3.系统方案设计与论证3.1方案一:基于51单片机的分频器设计3.1.1 51单片机最小系统设计(1)51单片机根据原理,我们知道需要一个计数器,而AT89C51具有计数功能,所以我就
4、想到了利用AT89C51来完成。AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS8位微处理器,即单片机。AT89C51单片机引脚图如图3-1所示:图3-1 AT89C51引脚图AT89C51是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片,其各个引脚功能如下:VCC:+5V电源。 VSS: 接地。RST:复位信号。当输入的复位信号延续两个周期以上的高电平时即为有效,用来完成单片机的初始化操作。XTAL1和XTAL2:外接晶体引线端。当使用芯片内部时钟时,此二引线端用于外接石英晶体和微调电容;当使用外部时钟时,用于接外部时钟脉冲信号。P2口:内部有上拉电阻的8位I/O口, 本次设计选用P20作为时钟电路的输出。(2)最小系统原理图单片机最小系统或者称为最小应用系统是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统,对51系列单片机来说最小系统一般应该包括:单片机、晶振电路、复位电路。89C51最小系统原理图如3-2:图3-2 单片机最小系统原理图3.1.2 51单片机分频器原理图输入信号源通过计数输入引脚To(P3.4)将信号送给51单片机,而此时键盘输入分频系数,数码管显
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