计数器设计.docx
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计数器设计
专业项目设计
&综合项目设计
题目警报计数器的设计与实现
学院计算机学院
专业计算机科学与技术
班别10级（6）班
学号
姓名
指导老师
2014年1月10日
目录
前言2
一、课程设计目的3
二、运行环境3
三、需求分析3
四、详细设计3
1、AT89C52介绍3
2、AT89C52系列单片机外引脚功能4
3、仿真电路图5
4、警报电路设计5
5、矩阵键盘设计6
6、主要功能函数代码6
五、各模块详细功能8
1.计数功能8
2.设置计数初值功能9
3.设置警报9
六、心得与体会10
七、参考文献10
八、附录：
（源代码）11
前言
摘要：
单片机在电子产品中的应用越来越广泛，其具有使用方便、价格低廉等优势，其中计数器在单片机电子产品中得到广泛的应用，例如电子时钟，秒表，各类检测器等。
本设计是基于AT89C52的一个警报计数器，包括74HC245，7445，7SEG-MPX8-CC，能够实现警报，计数，设置的多功能计数器。
所有功能能够通过按钮实现，符合人们实际的生活所需，具有整体性好、人性化强、可靠性高等优点
关键词：
计数器AT89C524X4矩阵键盘7SEG-MPX8-CC
一、课程设计目的
1.掌握MCS-51系列单片机的基本结构和原理。
2.学会用C语言对单片机的内部和外围器件的编程。
3.掌握计数器中断处理程序的编程。
4.掌握ProtuesISIS仿真环境。
二、运行环境
Proteus7Professional，KeiluVision4，MicrosoftVisualStudio2010
三、需求分析
基于AT89C52芯片开发功能性需求如下：
1.设计一个计数器，使其能够进行顺数，倒数计数。
2.能够自由设置计数初值。
3.计数器具有警报功能。
4.能够自由设置警报值
四、详细设计
系统主要由3部分组成，分别是7SEG-MPX8-CC、74HC245、7445组成的显示时间模块、4X4矩阵输入模块、蜂鸣警报器模块。
用AT89C52芯片作为核心主控芯片。
1、AT89C52介绍
AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes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，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。
AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2 个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。
其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。
2、AT89C52系列单片机外引脚功能
AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。
主要功能特性：
兼容MCS51指令系统·8k可反复擦写（>1000次）FlashROM
·32个双向I/O口·256x8bit内部RAM
·3个16位可编程定时/计数器中断·时钟频率0-24MHz
·2个串行中断·可编程UART串行通道
·2个外部中断源·共6个中断源
·2个读写中断口线·3级加密位
·低功耗空闲和掉电模式·软件设置睡眠和唤醒功能
3、仿真电路图
定义P0为段输出口，定义P2为位输出口，定义P1为矩阵键盘接口，定义P3为警报器接口
4、警报电路设计
因为单片机的IO口驱动能力不够让蜂鸣器发出声音，所以我们通过三极管放大驱动电流，从而可以让蜂鸣器发出声音，你要是输出低电平，三极管导通，集电极电流通过蜂鸣器让蜂鸣器发出声音，当输出高电平时，三极管截止，没有电流流过蜂鸣器，所以就不会发出声音。
5、矩阵键盘设计
P1口接矩阵键盘，其中P1.0~P1.3接行线，P1.4~P1.7接列线。
本设计使用的方法就是通过给单片机的端口赋值两次，最后得出所按键的值。
例如：
1.我们给P1口赋值0x0f，即00001111，假设7键按下了，则这时P1口的实际值为00000001；
2.我们给P1口再赋值0xf0，即11110000，如果0键按下了，则这时P1口的实际值为00010000；
3.我们把两次P1口的实际值相加得00010001，即0x11。
由此我们便得到了按下7键时所对应的数值0x11，以此类推可得出其他15个按键对应的数值，8键为00000001|00100000=0x21有了这种对应关系，矩阵键盘编程问题也就解决了，
6、主要功能函数代码
矩阵键盘扫描：
ucharbutton_scan（void）/**扫描按键函数－2步判别扫描法**/
{
ucharreadkey,rereadkey;
ucharx_temp,y_temp;
BUTTON_PORT=0x0f;
x_temp=BUTTON_PORT&0x0f;
if（x_temp==0x0f）return（0xff）;/*无按键，退出*/
BUTTON_PORT=0xf0;
y_temp=BUTTON_PORT&0xf0;
readkey=x_temp|y_temp;
time（8）;/*延时10ms后再测按键*/
BUTTON_PORT=0x0f;
x_temp=BUTTON_PORT&0x0f;
if（x_temp==0x0f）return（0xff）;/*无按键，退出*/
BUTTON_PORT=0xf0;
y_temp=BUTTON_PORT&0xf0;
rereadkey=x_temp+y_temp;
if（readkey==rereadkey）{/*2次一致*/
return（~rereadkey）;
}
return（0xff）;
}
按键处理程序：
voidbutton_process（void）/*键值处理程序*/
{
switch（button_value）/*根据中断源分支*/
{
/*按第1行键*/
case0x11:
dt=7;
i++;
printf（"Key（R1,C1）ispressed\n"）;
/*输入数字7*/
break;
case0x21:
dt=8;
i++;
printf（"Key（R1,C2）ispressed\n"）;
/*输入数字8*/
break;
…………………………………………（省略若干按键功能详述）
case0x88:
flag=1;
if（bt==1）//警报设置赋值
{
bgg=g1*10+g2;
bhh=h1*10+h2;
bmm=m1*10+m2;
bss=s1*10+s2;
gg=0;
hh=0;
mm=0;
ss=0;
}
if（bt==0）//计数设置赋值
{
gg=g1*10+g2;
hh=h1*10+h2;
mm=m1*10+m2;
ss=s1*10+s2;
}
printf（"Key（R4,C4）ispressed\n"）;
/*确定按钮*/
break;
default:
break;
}
if（flag==-1）
{
if（i==1）g1=dt;
if（i==2）g2=dt;
if（i==3）h1=dt;
if（i==4）h2=dt;
if（i==6）m1=dt;
if（i==7）m2=dt;
if（i==8）s1=dt;
if（i==9）s2=dt;
}
}
五、各模块详细功能
1.计数功能
顺数，从0计数到10
倒数，从15倒数至5，在15时先按下顺数/倒数键，再按启动/暂停键，进行倒数，到5时再按启动/暂停键
2.设置计数初值功能
按下设置键，输入12334556，然后按下确定键，再按启动进行计算（若按设置键前是顺数计数则顺数计数）
3.设置警报
按下设置警报键，设置警报值12345678，然后按下确定键，再按启动进行计算
等到到达警报值，蜂鸣器连续响7下以示警报，然后继续计数。
若不进行设置初始警报值为学号后四位6097
六、心得与体会
本次的专项设计不仅仅是单片机知识的应用，其中还包含了很多其他科目的知识应用其中，例如电工学，C语言设计等，使得项目变得更具综合性，使我的综合专业知识得到了一定的提高。
在本次的设计中，最难的部分就是蜂鸣器的电路设计，由于自己的电工学知识略显不足，三极管的不正确运用使得蜂鸣器的驱动电路无法正常运行，为此还数次请教指导老师，在老师的帮助下，自己对三极管的应用有了更深的了解，最终还是完成了该功能。
其次就是矩阵电路的设计和编程，矩阵键盘却没有自己想的那么灵敏，大概是自己使用行列法而非状态法的原因吧，使得其效率较低，但由于自己的知识有限，只能暂时挑选较为简单的行列法。
最后的问题就是I/O口的运用问题，第一次出来的电路图I/O口浪费十分严重，以至于后面的扩展功能无法加入，但经过老师指导和上网搜集资料，改为使用段位显示的7SEG-MPX8-CC，配合老师推荐的74HC245，7455，为此省下了不少的I/O口来扩展功能。
在这次专项设计中，不仅学习到了不少的专业知识，更重要的是锻炼了自己的自学能力，看似不能完成的任务，其实可以通过自己力所能及的能力一点一点的做起来。
倘若我们都不去走第一步，那么我们未开始就注定失败，倘若一步一脚印的走来，我们可能虽不是最成功的，但我们终究有收获的，最后感谢老师的悉心指导。
七、参考文献
[1]谭浩强.C程序设计.北京：
清华大学出版社，2005.
[2]张齐.单片机原理与嵌入式系统设计.北京：
电子工业出版社，2011
[3]秦曾煌.电工学.北京：
高等教育出版社，2010
[4]陈赜.ARM嵌入式技术原理与应用.北京：
北京航空航天大学出版社，2002
八、附录：
（源代码）
#include"common.h"
#include
#defineTRUE1
#definedataPortP0/*定义P0为段输出口*/
#defineledConPortP2/*定义P2为位输出口*/
#defineBUTTON_PORTP1/*按键接在BUTTON_PORT口*/
//gg……ss分别为显示管从左到右的两位数，g1……s2分别是他们的高低四位
intgg=0,hh=0,mm=0,ss=0,g1=0,g2=0,h1=0,h2=0,m2=0,m1=0,s1=0,s2=0,dt=0;
intbgg=0,bhh=0,bmm=60,bss=97;//警报初值
intpacket=0,start=0,bt=0,flag=-1;//paket,start,flag分别为顺数倒数，清零启动，设置警报，设置计数的标志
ucharbutton_value=0xff;//存放键值
ucharbutton_scan（void）;//扫描按键函数－2步判别扫描法
voidbutton_process（void）;//键值处理程序
unsignedchari=0;//显示计数变量
unsignedcharcodech[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//LED灯0~9译码
unsignedcharcounter;
sbitbell_set=P3^0;//警报设置按钮
sbitbell=P3^1;//蜂鸣器
voidtime（unsignedintucMs）;//延时单位：
ms
voiddisplay（）;
voiddisplay2（）;
voidinit（）;
voidbell_scan（）;//警报设置函数
voidmain（void）
{
bell=1;
initUart（）;//初始化串口
TMOD=0x10;//设置定时器1为工作方式1
TH0=-50000>>8;TL0=-50000%256;
TH1=-10000>>8;TL1=-10000%256;//定时器1每10000计数脉冲发生1次中断,12MHz晶振，定时时间10000us
TCON=0x55;
IE=0x8f;//打开定时器中断
TR0=0;
button_value=0xff;
bell_scan（）;//警报按键扫描
while（TRUE）
{
bell_scan（）;
if（button_value==0x48）//启动/暂停切换
{
if（TR0==0）
{
TR0=1;
}
elseTR0=0;
}
if（button_value==0x28）//顺数、倒数切换
{
TR0=0;
if（packet==0）
{
packet=1;
}
elsepacket=0;
}
if（button_value==0x81）//清零
{
TR0=0;
init（）;
while
（1）
{
button_process（）;//键值处理程序
display2（）;
if（start==1）break;
}
start=0;
gg=g1*10+g2;
hh=h1*10+h2;
mm=m1*10+m2;
ss=s1*10+s2;
button_value=0xff;//重置键值
}
if（button_value==0x84）//如果按下设置键
{
init（）;
bt=0;
while
（1）
{
button_process（）;//键值处理程序
display2（）;
if（flag==0||flag==1）break;
}
dt=0;
flag=-1;
i=0;
button_value=0xff;//重置键值
}
display（）;
}
}
/*******************************************************************************************/
voidtimer1int3（void）interrupt3
{
TH1=0xd8;TL1=0xf0;//定时器1每10000计数脉冲发生1次中断,12MHz晶振，定时时间10000us
button_value=button_scan（）;
}
voidtimer1int0（void）interrupt1
{
TH0=0x08;TL0=0x88;//定时器0每10000计数脉冲发生1次中断,12MHz晶振，定时时间10000us
if（gg==bgg&hh==bhh&mm==bmm&ss==bss&&bt==0）
{
inti;
TR0=0;
for（i=0;i<8;i++）
{
bell=0;
time（500）;
bell=1;
time（500）;
}
TR0=1;
}
if（packet==0）//顺数计数
{
ss++;
if（ss>=100）
{
ss=0;
mm++;
}
if（mm>=100）
{
mm=0;
hh++;
}
if（hh>=100）
{
hh=0;
gg++;
}
if（gg>=100）
{
gg=0;
}
}
if（packet==1）//倒数计数
{
ss--;
if（ss<0）
{
ss=100;
mm--;
}
if（mm<0）
{
mm=99;
hh--;
}
if（hh<0）
{
hh=99;
gg--;
}
if（gg<0）
{
gg=99;
}
}
}
voidbell_scan（）//警报设置函数
{
if（bell_set==0）
{
init（）;
bt=1;
while
（1）
{
button_process（）;//键值处理程序
display2（）;
if（flag==0||flag==1）break;
}
dt=0;
flag=-1;
i=0;
button_value=0xff;//重置键值
}
}
voidbutton_process（void）/*键值处理程序*/
{
switch（button_value）/*根据中断源分支*/
{
/*按第1行键*/
case0x11:
dt=7;
i++;
printf（"Key（R1,C1）ispressed\n"）;
/*输入数字7*/
break;
case0x21:
dt=8;
i++;
printf（"Key（R1,C2）ispressed\n"）;
/*输入数字8*/
break;
case0x41:
dt=9;
i++;
printf（"Key（R1,C3）ispressed\n"）;
/*输入数字9*/
break;
case0x81:
printf（"Key（R1,C4）ispressed\n"）;
/*清零按钮*/
break;
/*按第2行键*/
case0x12:
dt=4;
i++;
printf（"Key（R2,C1）ispressed\n"）;
/*输入数字4*/
break;
case0x22:
dt=5;
i++;
printf（"Key（R2,C2）ispressed\n"）;
/*输入数字5*/
break;
case0x42:
dt=6;
i++;
printf（"Key（R2,C3）ispressed\n"）;
/*输入数字6*/
break;
case0x82:
flag=0;
bt=0;
printf（"Key（R2,C4）ispressed\n"）;
/*取消按钮*/
break;
/*按第3行键*/
case0x14:
dt=1;
i++;
printf（"Key（R3,C1）ispressed\n"）;
/*输入数字1*/
break;
case0x24:
dt=2;
i++;
printf（"Key（R3,C2）ispressed\n"）;
/*输入数字2*/
break;
case0x44:
dt=3;
i++;
printf（"Key（R3,C3）ispressed\n"）;
/*输入数字3*/
break;
case0x84:
printf（"Key（R3,C4）ispressed\n"）;
/*设置按钮*/
break;
/*按第4行键*/
case0x18:
dt=0;
i++;
printf（"Key（R4,C1）ispressed\n"）;
/*输入数字0*/
break;
case0x28:
printf（"Key（R4,C2）ispressed\n"）;
/*顺数倒数切换按钮*/
break;
case0x48:
start=1;
printf（"Key（R4,C3）ispressed\n"）;
/*启动暂停切换*/
break;
case0x88:
flag=1;
if（bt==1）//警报设置赋值
{
bgg=g1*10+g2;
bhh=h1*10+h2;
bmm=m1*10+m2;
bss=s1*10+s2;
gg=0;
hh=0;
mm=0;
ss=0;
}
if（bt==0）//计数设置赋值
{
gg=g1*10+g2;
hh=h1*10+h2;
mm=m1*10+m2;
ss=s1*10+s2;
}
printf（"Key（R4,C4）ispressed\n"）;
/*确定按钮*/
break;
default:
break;
}
if（flag==-1）
{
if（i==1）g1=dt;
if（i==2）g2=dt;
if（i==3）h1=dt;
if（i==4）h2=dt;
if（i==6）m1=dt;
if（i==7）m2=dt;
if（i==8）s1=dt;
if（i==9）s2=
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