单片机实验报告计数器Word下载.docx
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书
《单片机原理及应用》课程设计任务书
一、课题名称
音乐倒数计数器
二、课程设计目的
课程设计是课程教学中的一项重要内容，是达到教学目标的重要环节，是综合性较强的实践教学环节，它对帮助学生全面牢固地掌握课堂教学内容、培养学生的实践和实际动手能力、提高学生全面素质具有很重要的意义。
《单片机原理及应用》是一门理论性、实用性和实践性都很强的课程，课程设计环节应占有更加重要的地位。
单片机原理及应用课程设计的目的是让学生在理论学习的基础上，通过完成一个涉及MCS-51单片机多种资源应用并具有综合功能的小系统目标板的设计与编程应用，使学生不但能将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来，而且能进一步加深对电子电路、电子元器件等知识的认识与理解，同时在软件编程、排错调试、相关软件和仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高。
为今后能够独立进行某些单片机应用系统的开发设计工作打下一定的基础。
通过单片机硬件和软件设计、调试、整理资料等环节的培训，使学生初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。
三、课程设计内容
设计以89C51单片机和外围元器件构成的单片机应用系统，并完成相应的软硬件调试。
1.系统方案设计：
综合运用单片机课程中所学到的理论知识，学生根据所选课题的任务、要求和条件进行总体方案的设计。
2.硬件电路设计：
对方案中以单片机为核心的电路进行设计计算，包括元器件的选择和电路参数的计算，并画出总体电路图。
3.软件设计：
根据已设计出的软件系统框图，用汇编语言或C51编制出各功能模块的子程序和整机软件系统的主程序。
4.调试：
在单片机EDA仿真软件环境Proteus下进行仿真设计并调试；
或在单片机周立功实验箱上进行相关设计并调试。
四、课程设计要求
利用AT89C51单片机结合字符型LCD显示器设计一个简易的倒数计数器，可用来煮方便面、煮开水或小睡片刻等。
做一小段时间倒计数，当倒计数为0时，则发出一段音乐声响，通知倒计数终了，该做应当做的事。
定时闹钟的基本功能如下。
字符型LCD（16
*
2）显示器。
显示格式为“TIME分分:
秒秒”。
用4个按键操作来设置当前想要倒计数的时间。
一旦按下键则开始倒计数，当计数为0时，发出一阵音乐声。
程序执行后工作指示灯LED闪动，表示程序开始执行，按下操作键K1～K4动作如下。
K1—可调整倒计数的时间1～60分钟。
K2—设置倒计数的时间为5分钟，显示“0500”。
K3—设置倒计数的时间为10分钟，显示“1000”。
K4—设置倒计数的时间为20分钟，显示“2000”。
复位后LCD的画面应能显示倒计时的分钟和秒数，此时按K1键则在LCD上显示出设置画面。
此时，若：
a.按操作键K2—增加倒计数的时间1分钟。
b.按操作键K3—减少倒计数的时间1分钟。
c.按操作键K4—设置完成。
五、进度安排
序号
内容
天数
1
布置任务，熟悉课题要求
0.5
2
总体方案确定，硬件电路设计
1.5
3
软件编程
4
Proteus仿真
5
总结，撰写课程设计报告
七、课程设计报告内容：
总结设计过程，写出设计报告，设计报告具体内容要求如下：
1．课程设计的目和设计的内容。
2．课程设计的要求。
3．控制系统总框图及系统工作原理。
4．控制系统的硬件电路连接图，电路的原理。
5．软件设计流程图及其说明。
6．电路设计，软件编程、调试中遇到的问题及分析解决方法。
7．实验结果及其分析。
8．体会。
第二部分
课
程
设
计
报
告
本项目的任务是利用AT89C51单片机结合字符型LCD显示器设计一个简易的倒数计数器。
做一小段时间倒计数，当倒计数为0时，则发出一段音乐声响。
1.1课程设计目的
1.2课程设计内容
1.3课程设计要求
键盘实现菜单功能的方法，已在题目4详细说明，不再赘述。
本题目最大难点是实现音乐的播放。
作者利用定时计数器，通过载入不同的计数初值，产生频率不同的方波，输入到蜂鸣器（SOUNER）中，使其发出频率不同的声音。
本设计中单片机晶振为1.0592MHz，通过计算各音阶频率，可得1、2、3、4、5、6、7共7个音应赋给定时器的初值为64580、64684、64777、64820、64898、64968、65030。
在此基础上，可将乐曲的简谱转化为单片机可以“识别”的“数组谱”，进一步加入对音长、休止符等的控制量后，可以实现音乐的播放。
2系统方案设计
2.1系统硬件设计
本项目的系统设计框图如图2-1所示：
图2-1总体设计方框图
由系统框图可看出，本设计由单片机AT89C51、LCD液晶显示器、控制键盘、蜂鸣器和复位电路几大模块构成。
2.2系统软件设计
主程序开始初始化，然后扫描键盘、复位电路和计数器。
当键盘按键有按下时，调整计数器值，LCD显示新值。
当复位键有按下时，计数器复位为初值，重新倒计数。
当计数器值倒计为0时，蜂鸣器发出声音，计数器停止倒计，程序结束。
数器值，LCD显示新值。
是
是
否是
否
否
图3-1电路原理图
3.1电路原理图
图3-1系统总电路图
3.2AT89C51单片机
AT89C51是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C51单片机在电子行业中有着广泛的应用。
AT89C51单片机如图3-2所示：
图3-2AT89C51单片机
3.3LCD1602液晶显示电路设计与原理
工业字符型液晶，能够同时显示16x02即32个字符（16列2行）。
1602字符型LCD通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD，多出来的2条线是背光电源。
VCC（15脚）和地线GND（16脚），其控制原理与14脚的LCD完全一样。
1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM）已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：
阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”。
Proteus7.7中的1602液晶只有14个引脚，少了背光电源的两根引脚，完全兼容。
本设计中，液晶的数据口与单片机的P3口相连，液晶的控制口与单片机的P2口相连。
LCD1602液晶显示器如图3-3所示：
图3-3LCD1602液晶显示器
VCC（15脚）和地线GND（16脚），其控制原理与14脚的LCD完全一样，各引脚符号及其功能表和连接线如下表3-1所示。
引脚
符号
功能说明
连接线
VSS
一般接地
地
VDD
接电源（+5V）
V0
液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高（对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度）。
RS
RS为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。
P2.0
R/W
R/W为读写信号线，高电平
（1）时进行读操作，低电平（0）时进行写操作。
P2.1
6
E
E（或EN）端为使能（enable）端，下降沿使能。
P2.2
7
DB0
底4位三态、双向数据总线0位（最低位）
P3.0
8
DB1
底4位三态、双向数据总线1位
P3.1
9
DB2
底4位三态、双向数据总线2位
P3.2
10
DB3
底4位三态、双向数据总线3位
P3.3
11
DB4
高4位三态、双向数据总线4位
P3.4
12
DB5
高4位三态、双向数据总线5位
P3.5
13
DB6
高4位三态、双向数据总线6位
P3.6
14
DB7
高4位三态、双向数据总线7位（最高位）（也是busyflag）
P3.7
15
BLA
背光电源正极
16
BLK
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