为什么我的单片机程序输出波形的频率最大只能30HZ

ID:494908 · 发表于 2022-4-14 13:38

#include<reg52.h>
#include<intrins.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
#define AddWr 0x90 //PCF8591地址1001 0000
sbit SCL=P3^6;
sbit SDA=P3^7;
sbit RS=P2^0;
sbit RW=P2^1;
sbit E =P2^2;
sbit sin=P1^0;
sbit square=P1^1;
sbit triangle=P1^2;
sbit juchi=P1^3;
sbit key1=P1^4;
sbit key2=P1^5;
sbit key3=P1^6;
sbit key4=P1^7;
bit ack;
uchar pinlv,shi,ge; //频率变量//
uchar change; //波形切换变量//
uchar num; //波形表输出个数变量//
uint TH0_PL,TL0_PL; //重设初值//
uint timer_value; //初值变量//
uchar fd;
uchar code table[]="0123456789";
void delay_ms(unsigned int n) //12MHZ晶振时延时1ms,若用11.0592MHZ，则j=110
{
unsigned int i=0,j=0;
for(i=n;i>0;i--)
for(j=0;j<123;j++);
}
void delay_8591()
{
_nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); //起始条件建立时间大于4.7us,延时
}
uchar code sin_table[]={0x7F,0x98,0xB0,0xC6,0xD9,0xE9,0xF5,0xFC,
0xFE,0xFC,0xF5,0xE9,0xD9,0xC6,0xB0,0x98,
0x7F,0x66,0x4E,0x38,0x25,0x15,0x09,0x02,
0x00,0x02,0x09,0x15,0x25,0x38,0x4E,0x66};
uchar code square_table[]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,
0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff};
uchar code triangle_table[]={0x00,0x10,0x20,0x30,0x40,0x50,0x60,0x70,
0x80,0x90,0xa0,0xb0,0xc0,0xd0,0xe0,0xf0,
0xff,0xf0,0xe0,0xd0,0xc0,0xb0,0xa0,0x90,
0x80,0x70,0x60,0x50,0x40,0x30,0x20,0x10};
uchar code juchi_table[]={0x00,0x07,0x10,0x17,0x20,0x27,0x30,0x37,
0x40,0x47,0x50,0x57,0x60,0x67,0x70,0x77,
0x80,0x87,0x90,0x97,0xa0,0xa7,0xb0,0xb7,
0xc0,0xc7,0xd0,0xd7,0xe0,0xe7,0xf0,0x00};
/*******************************************PCF8591DA转换模块**************************/////////////////////
/****************************************************************************************///////////
void start()//开始信号
{
SDA=1; //确保SDA线为高电平，开始之前都确保为高电平
delay_8591();
SCL=1; //确保SCL为高电平
delay_8591();
SDA=0; //在SCL为高时拉低SDA线，即为起始信号
delay_8591();
SCL=0; //将SCL线拉低，为后面SDA的传数据时电平变化做准备
}
void stop() //停止信号
{
SDA=0; //确保SDA线为低电平
delay_8591();
SCL=1; //确保SCL线为高电平
delay_8591();
SDA=1; //在SCL为高时拉高SDA线，即为停止信号，此时SDA和SCL均为高，同时完成IIC初始化过程
delay_8591();
}
void ack_check(bit a)
{
if(a==0)
SDA=0; //*在此发出应答或非应答信号 *//
else
SDA=1;
_nop_();
SCL=1;
delay_8591();
SCL=0;
_nop_();
_nop_(); //*清时钟线，钳住I2C总线以便继续接收*//
SDA=1;
}
void send_byte(uchar date)
{
uchar i;
for(i=0;i<8;i++) //*要传送的数据长度为8位*//
{
if((date<<i)&0x80)
SDA=1; //*判断发送位*//
else
SDA=0;
_nop_();
SCL=1; //*置时钟线为高，通知被控器开始接收数据位*/
delay_8591();
SCL=0;
}
SDA=1; //*8位发送完后释放数据线，准备接收应答位*/
_nop_();
SCL=1;
if(SDA==1)
ack=0;
else ack=1; //*判断是否接收到应答信号*/
SCL=0;
}
void write_add()
{
start();
send_byte(AddWr);
if(ack==0) //判断有无应答信号
{ //有应答信号应该给低电平
stop();
return;
}
send_byte(0x40); //01000000 写入控制位，使能DA输出
}
/*********************************************************显示模块*///////////////////////////////////////////////
/**********************************************************************************************//////////
void LCD12864_BusyCheck() //读一下当前代码是否在忙，最高位为0为不忙，1为忙
{
unsigned char temp;
P0=0xff; //释放整个口，全部为高电平
RS=0; //RS为0是读状态，为1是写数据
RW=1; //高读低写
delay_ms(10);
while(1) //一直检测知道不忙为止
{
E=1; //E是使能口，由1到0才可写入数据
temp=P0;
E=0;
if((temp&0x80)==0) //如果等于零意味着最高位为0，不忙
break; //结束（如果上面代码不为0，则循环一直检测
}
}
void LCD12864_wcmd(unsigned char cmd) //命令函数
{
LCD12864_BusyCheck();
RS=0; //高数低命
RW=0;
delay_ms(1);
P0=cmd; //命令把想写的内容送到数据口
delay_ms(1);
E=1;
E=0; //产生一个下降沿写数据
}
void LCD12864_wdat(unsigned char dat) //写数据函数
{
LCD12864_BusyCheck();
RS=1; //写数据
RW=0;
delay_ms(1);
P0=dat; //把想写的内容送到数据口
E=1;
delay_ms(1);
E=0;
}
void LCD12864_SetPos(unsigned char x,unsigned char y) //x是行,y是列
{
unsigned char pos;
switch(x)
{
case 0:x=0x80;break; //第一行从0x80开始
case 1:x=0x90;break;
case 2:x=0x88;break;
case 3:x=0x98;break;
default:break;
}
pos=x+y; //x范围：0-3，y范围：0-7 (因为一行只能写八个汉字）
LCD12864_wcmd(pos);
}
void LCD12864_DisHZ_Str(unsigned char*s)
{
while(*s)
LCD12864_wdat(*s++); //指针++，指针指向下一个
}
void LCD12864_init()
{
LCD12864_wcmd(0x01); //清屏指令
delay_ms(3);
LCD12864_wcmd(0x30);
delay_ms(5);
LCD12864_wcmd(0x30);
delay_ms(5);
LCD12864_wcmd(0x0c);
delay_ms(3);
LCD12864_wcmd(0x01);
delay_ms(3);
LCD12864_wcmd(0x80);
delay_ms(3);
LCD12864_wcmd(0x06); //游标右移，地址自动加一
delay_ms(3);
}
//*******定时器程序*********//
//*定时次数=（1/pinlv*32）/（1/12/12）=31250/pinlv*// 更改频率原理：单片机12MHZ晶振，所以产生1s的时钟，也就是1000000us,而输出波形表内有32个数据，
// 所以用1000000/（频率*32），得出数值作为定时器初值，每隔一个时间输出一个数值。
void timer0_init()
{
uchar a; //频率储存
shi=pinlv/10;
ge=pinlv%10;
a=shi*10+ge;
timer_value=31250/a; //定时次数计算
timer_value=timer_value-28; //误差补偿
TMOD=0x01;
TH0_PL=(65535-timer_value)/256;
TL0_PL=(65535-timer_value)%256;
TH0=TH0_PL;
TL0=TL0_PL;
TF0=0;
EA=1;
ET0=1;
TR0=1;
}
/***************************************按键模块********************************************/
/******************************************************************************************/
void key()
{
if(key1==0)//按下键盘
{
delay_ms(10); //消抖动
if(key1==0);//在确认一次
{ pinlv++;//发光二极管点亮
if(pinlv==51) //*设置频率调节范围1~50
pinlv=1;
}
while(!key1)//松手
delay_ms(10); ////消抖动
while(!key1); }
if(key2==0)//按下键盘
{
delay_ms(10); //消抖动
if(key2==0);//在确认一次
{
pinlv--;//发光二极管点亮
if(pinlv==1) //*设置频率调节范围1~50
pinlv=50;
}
while(!key2)//松手
delay_ms(10); ////消抖动
while(!key2); }
if(key3==0)//按下键盘
{
delay_ms(10); //消抖动
if(key3==0);//在确认一次
{
fd++;
if(fd==11) //*设置幅度调节范围1~10
fd=1;
}
while(!key3)//松手
delay_ms(10); ////消抖动
while(!key3); }
if(key4==0)//按下键盘
{
delay_ms(10); //消抖动
if(key4==0);//在确认一次
{
fd--;
if(fd==1)
fd=10;
}
while(!key4)//松手
delay_ms(10); ////消抖动
while(!key4); }
}
void wave_KEY()
{
if(square==0)//按下键盘
{
delay_ms(10); //消抖动
if(square==0);//在确认一次
{
change=2;
}
while(square)//松手
delay_ms(10); ////消抖动
while(square); }
else if(sin==0)//按下键盘
{
delay_ms(10); //消抖动
if(sin==0);//在确认一次
{
change=1;
}
while(sin)//松手
delay_ms(10); ////消抖动
while(sin); }
else if(triangle==0)//按下键盘
{
delay_ms(10); //消抖动
if(triangle==0);//在确认一次
{
change=3;
}
while(triangle)//松手
delay_ms(10); ////消抖动
while(triangle); }
else if(juchi==0)//按下键盘
{
delay_ms(10); //消抖动
if(juchi==0);//在确认一次
{
change=4;
}
while(juchi)//松手
delay_ms(10); ////消抖动
while(juchi); }
}
void display() //显示子程序
{
LCD12864_init();
LCD12864_wcmd(0x0c); //开显示
LCD12864_wcmd(0x30);
LCD12864_SetPos(0,0); //在第一行第一个汉字输出
delay_ms(1);
LCD12864_DisHZ_Str(" 波形发生器");
LCD12864_SetPos(1,0); //第二行
delay_ms(1);
LCD12864_DisHZ_Str("波形:");
LCD12864_SetPos(2,0); //第三行
delay_ms(1);
LCD12864_DisHZ_Str("频率:");
LCD12864_SetPos(2,7);
LCD12864_DisHZ_Str("HZ");
LCD12864_SetPos(3,0); //第四行
delay_ms(1);
LCD12864_DisHZ_Str("幅度:");
LCD12864_SetPos(3,7);
LCD12864_DisHZ_Str("V");
}
void state_init() //*初始波形数据设置（正弦波，频率5hz,幅度5v*//
{
pinlv=5;
change=1;
fd=10;
write_add();
}
/****************************************主程序*********************************//////
/************************************************************************///////////////
void main()
{
state_init();
P0=0xff;
display();
while(1)
{
if(change==1) // 此处数据是随按键改变的数据程序，因此放入while循环中，随波形转换而改变显示
{
LCD12864_SetPos(1,4);
LCD12864_DisHZ_Str("sin");
}
if(change==2)
{
LCD12864_SetPos(1,4);
LCD12864_DisHZ_Str("方波");
}
if(change==3) {
LCD12864_SetPos(1,4);
LCD12864_DisHZ_Str("角波");
}
if(change==4) {
LCD12864_SetPos(1,4);
LCD12864_DisHZ_Str("锯齿");
}
LCD12864_SetPos(2,4);
shi=pinlv/10;
ge=pinlv%10;
if(shi==0)
LCD12864_wdat(' ');
else
LCD12864_wdat(table[shi]);
if(shi==0&&ge==0)
LCD12864_wdat(' ');
else
LCD12864_wdat(table[ge]);
LCD12864_SetPos(3,4);
LCD12864_wdat(table[fd*5/10]);
LCD12864_DisHZ_Str(".");
LCD12864_wdat(table[fd*5%10]);
wave_KEY();
key();
delay_ms(10);
timer0_init();
delay_ms(10);
}
}
void timer0() interrupt 1 //改变频率
{
TH0=TH0_PL;
TL0=TL0_PL;
if(change==1)
send_byte(sin_table[num]*0.1*fd); //单片机输出为5V，因此FD变化1~10，在乘以0.1后，可编程0~5的调节
else if(change==2)
send_byte(square_table[num]*0.1*fd); //假如不加幅度程序，则输出频率可灵活调制1~40hz!!,即去掉*0.1*fd
else if(change==3)
send_byte(triangle_table[num]*0.1*fd);
else if(change==4)
send_byte(juchi_table[num]*0.1*fd);
if(num>=31)
num=0;
else
num++;
}

复制代码

ID:161164 · 发表于 2022-4-14 17:30

因为89C52太慢了
当50Hz时
定时器的更新时间是31250/50 = 625us
但计算 square_table[num]*0.1*fd 耗时394us
传送数据 send_byte(XXX) 又耗时331
加起来共耗时725us
已经超出定时器的溢出时间了
于是不断进出中断

ID:494908 · 发表于 2022-4-14 17:44

lkc8210 发表于 2022-4-14 17:30
因为89C52太慢了
当50Hz时
定时器的更新时间是31250/50 = 625us

那这要怎么改呀，求大神帮帮忙

ID:494908 · 发表于 2022-4-14 18:45

lkc8210 发表于 2022-4-14 17:30
因为89C52太慢了
当50Hz时
定时器的更新时间是31250/50 = 625us

怎么省去square_table[num]*0.1*fd 这个时间

ID:161164 · 发表于 2022-4-14 22:56

米霁113 发表于 2022-4-14 17:44
那这要怎么改呀，求大神帮帮忙

换芯片吧～

ID:494908 · 发表于 2022-4-14 23:03

lkc8210 发表于 2022-4-14 22:56
换芯片吧～

你说的这个耗时725us是怎么计算的？？

ID:494908 · 发表于 2022-4-14 23:14

lkc8210 发表于 2022-4-14 22:56
换芯片吧～

不换芯片的话，程序可以做改动吗？

ID:491577 · 发表于 2022-4-14 23:16

中断函数要尽量简单，复杂运算放在主函数中运行。晶振用30M的。最好换单片机，新一点的单片机都有定时器对外输出管脚，定时器可以直接对外输出方波，连中断都不需要。输出10MHz都可以。89C52只是学习用，做产品扔了吧。

ID:494908 · 发表于 2022-4-14 23:58

hhh402 发表于 2022-4-14 23:16
中断函数要尽量简单，复杂运算放在主函数中运行。晶振用30M的。最好换单片机，新一点的单片机都有定时器对 ...

那我这个square_table[num]*0.1*fd 运算改怎么在主函数改，求求大神帮帮忙！！做设计的，感谢！！

ID:123289 · 发表于 2022-4-15 11:29

波形极限周期：T=DAC转换时间 * 波形周期点数
点数32是死的，就看DA的时间了，需要查手册，看看DA的时间。
升频要点：
下达DA转换命令后，不要死等转换完成！！！，浪费时间，而是利用这段时间准备好下一个转换数据，这样DA完成后，下个数据就可以立即给到DA了。这样最快！

ID:625730 · 发表于 2022-4-15 11:48

米霁113 发表于 2022-4-14 23:58
那我这个square_table[num]*0.1*fd 运算改怎么在主函数改，求求大神帮帮忙！！做设计的，感谢！！

你最好把你的设计要达到的目标讲一讲，你放到主函数也未必能解决你的问题，设计上有空间的话，单独用一个单片机来输出波形，别让一个单片机干这么多事。

ID:494908 · 发表于 2022-4-16 18:12

yzwzfyz 发表于 2022-4-15 11:29
波形极限周期：T=DAC转换时间 * 波形周期点数
点数32是死的，就看DA的时间了，需要查手册，看看DA的时间 ...

这样的话程序应该怎么改呢？

ID:494908 · 发表于 2022-4-16 18:14

TEC 发表于 2022-4-15 11:48
你最好把你的设计要达到的目标讲一讲，你放到主函数也未必能解决你的问题，设计上有空间的话，单独用一个 ...

设计目的就是实现一个可以调节频率、幅度的波形发生器，使用PCF8591芯片，STC89C52，频率越高越好。我现在做的最高只有20HZ，单片机的话应该没有时间改了

ID:123289 · 发表于 2022-4-18 14:37

DA有无中断信号（查DA手册）
有：DA用中断做，下达开始转换后，立即退出。转去执行下个数据的输出准备工作（准备好输出数据）。
中断响应后，立即将（准备好的输出数据）送DA，重复上述过程。
无：查手册给出DA转换时间TS，下达开始转换后，立即执行下个数据的输出准备工作（准备好输出数据）并统计准备工作用了多少时间，如果不足TS，用延时去补。达到TS时间时，立即立即将（准备好的输出数据）送DA，重复上述过程。
不懂汇编的人，做这种对时序要求严的程序，吃亏许多。

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