对外部脉冲计数系统的设计计数器课程设计单片机.docx
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对外部脉冲计数系统的设计计数器课程设计单片机
湖南工业大学
课程设计
资料袋
理学学院（系、部）2012~2013学年第1学期
课程名称单片机应用系统指导教师周玉职称副教授
学生姓名张思远专业班级电子科学102学号
题目对外部脉冲计数系统的设计
成绩起止日期2013年01月06日～2013年01月10日
目录清单
序号
材料名称
资料数量
备注
1
课程设计任务书
1
2
课程设计说明书
1
3
课程设计图纸
1
4张
4
5
6
湖南工业大学
课程设计任务书
2012—2013学年第1学期
理学院学院（系、部）电子科学专业102班级
课程名称：
单片机应用系统
设计题目：
对外部脉冲计数系统的设计
完成期限：
自2013年01月06日至2013年01月10日共1周
内
容
及
任
务
1．1外部脉冲自动计数，自动显示。
1．1．1设计一个255计数器：
0－255计数，计满后自动清0，重新计数（在数码管中显示）。
1．1．2设计一个50000计数器：
0－50000计数，计满后自动清0，重新计数（在数码管中显示）。
注：
要求首先采用PROTEUS完成单片机最小系统的硬件电路设计及仿真；程序仿真测试通过后，再下载到单片机实训板上执行。
进
度
安
排
起止日期
工作内容
2013．01.06
讲述设计内容及基本原理
2013．01.07-2013.01.09
进行系统的设计
2013．01.10
进行系统的调试，检查
主
要
参
考
资
料
[1]刘苗生、潘宗预.单片机测控系统设计.中国物质出版社，2006年
[2]欧伟明、何静、凌云、刘剑.单片机原理与应用系统设计.电子工业出版社，2009年
指导教师（签字）：
年月日
系（教研室）主任（签字）：
年月日
附件三
（单片机应用系统）
设计说明书
（题目）
对外部脉冲计数系统的设计
起止日期：
2013年01月06日至2013年01月10日
学生姓名
张思远
班级
电子科学102
学号
成绩
指导教师（签字）
电气与信息工程学院
2012年12月10日
一、设计任务：
1．1外部脉冲自动计数，自动显示。
1．1．1设计一个255计数器：
0－255计数，计满后自动清0，重新计数（在数码管中显示）。
1．1．2设计一个50000计数器：
0－50000计数，计满后自动清0，重新计数（在数码管中显示）。
注：
要求首先采用PROTEUS完成单片机最小系统的硬件电路设计及仿真；程序仿真测试通过后，再下载到单片机实训板上执行。
二、硬件设计介绍：
※STC89C52单片机；
※6位共阴或者共阴极数码管；
※外部晶振电路；
※ISP下载接口（Insystemprogram,在系统编程）；
※DC+5V电源试配器（选配）；
※ISP下载线（选配）
※6个PNP（NPN）三极管
※12个碳膜电阻
三、硬件设计思路
方案一：
五个1位7段数码管，无译码器
方案二：
五个1位7段数码管，译码器
方案三：
1个6位7段数码管，译码器
方案四：
1个6位7段数码管，无译码器
考虑实际中外围设备、资金、单片机资源利用率、节省端口数量，可实行性以及连接方便等问题，采用6为数码管（共阳或者共阴极）由于实际中没买到6位的，采用2个三位数码管并接组合一个6位数码管形式；由于实际P口驱动能力有限，故采用6位三极管增大驱动能力，已便足以使得6位数码管亮度明显正常工作，增加6个电阻限流保护数码管不被烧坏。
让数码管a-g7段分别接P1.6—P1.0，
6位位选分别接P2.5—P2.0。
方法一：
共阴极数码管
硬件图1.0所示：
通过npn管放大后，段选高电平有效，位选低电平有效
图1.0共阴极数码管硬件原理图
方法二：
共阳极数码管
原理图如图2.0：
段选低电平有效，位选低电平有效（通过pnp管连接，不再是高电平有效了，由于特意此接法，共阳极共阴极数码管只是差别段选控制，为程序修改提供极大的方便之处，故程序只需要修改段选地址即可，实现共阳极共阴极互换）
图2.0共阳极数码管硬件原理图
三、程序设计思路：
由于设计是255和50000计数器，对于计数器工作模式二，TL最大值为255，可以实现对255计数，但是对于50000得另寻他路，为了建立不限制计数器模型，改进程序的可更改性可移植性可读行，对计数器模式二另TL1=0FFH（以T1为例，下文不再说明），只要来一个脉冲，就跳转中断服务程序执行，而计数不是直接通过TL操作，而是采用多寄存器组合的方式，方便修改，本设计采用R5，R6，R7，三寄存器通过数学上的逻辑组合形成6位数，如R7的低4位记录个位，高4位记录十位，R7本身只记录到99,在进一则归零，向百位进一（R6），而显示是通过对R7/10取余取整（0-9）通过查表指令实现相应的数字显示，位选通过高频扫描，实现“连续显示”无需再进行BCD转换，其他R5R6同理。
极大的方便客户修改计数初值，灵活的实现计数。
对计数范围不限定且可系统模块化。
故对255和50000均适用
图3计数程序流程图（255、50000均适用）
四、硬件实物图
如图4.0
五、汇编程序（255、50000共用）
;对于255，设置R5=00，R6=02,,R7=55
;对于50000，设置R5=05，R6=00，R7=00
5.1对于共阴极数码管：
;----------------------------------------
ORG0000H
AJMPMIAN
ORG000BH
AJMPINTERP
ORG0030H
MIAN:
MOVR5,#00;为十万、万位
MOVR6,#00;千、百位
MOVR7,#00;十、个位
MOVTMOD,#06H
MOVTL0,#0FFH
MOVTH0,#0FFH
SETBTR0
SETBET0
SETBEA
XIANSHI:
MOVR0,#0BFH
MOVA,R7
LCALLCHANGE
MOVA,R6
LCALLCHANGE
MOVA,R5
LCALLCHANGE
SJMPXIANSHI
CHANGE:
MOVR1,A;位选移位，进行扫描。
R1保护操作值，暂存于R1
MOVA,R0
SETBC
RRCA
MOVR0,A
MOVA,R1
MOVB,#10
DIVAB
XCHA,B;组合整数部分余数部分
MOVDPTR,#0100H
MOVCA,@A+DPTR
MOVP2,R0
MOVP1,A
LCALLDELAY
MOVA,B
MOVR1,A
MOVA,R0
SETBC
RRCA
MOVR0,A
MOVA,R1
MOVCA,@A+DPTR;段选查表显示
MOVP2,R0
MOVP1,A
LCALLDELAY;延时10ms
RET
INTERP:
CJNER5,#05,RE1;计数值设置：
万位十万位
CJNER6,#00,RE1;计数值设置:
百位千位
CJNER7,#00,RE1;计数值设置个位十位
MOVR7,#0
MOVR6,#0
MOVR5,#0
RETI
RE1:
CJNER7,#99,LOOP1
MOVR7,#0
CJNER6,#99,LOOP2
MOVR6,#0
CJNER5,#99,LOOP3
MOVR5,#0
LOOP1:
INCR7
RETI
LOOP2:
INCR6
RETI
LOOP3:
INCR5
RETI
DELAY:
MOVR4,#10
DE1:
MOVR3,#50
DE2:
DJNZR3,DE2
DJNZR4,DE1
RET
ORG0100H
DB7EH,30H,6DH,79H,33H
DB5BH,5FH,70H,7FH,7BH
RED
;------------------------------------------------
;----------------------------
5.2对于共阳极数码管
只需将DB7EH,30H,6DH,79H,33H
DB5BH,5FH,70H,7FH,7BH
改成：
DB01H,4FH,12H,06H,4CH
DB24H,20H,0FH,00H,04H
即可
六、C51程序：
//对于255，设置c=00，b=02,,a=55
//对于50000，设置c=05，b=00，a=00
6.1对于共阴极数码管：
#include
#include
#include
//a位个位十位，b位百位千位c位万位十万位
chara,b,c;
//延时
DelayMS（intx）
{
chari;
while（x--）
{
for（i=0;i<100;i++）;
}
}
//T1计数中断，工作方式2
Timer1_Interrupt（）interrupt3using1
//计数操作模块
//a位个位十位，b位百位千位c位万位十万
{
if（a!
=99）
{
a++;
}
else
{
a=0;
if（b!
=99）{
b++;
}
else{
b=0;
if（c!
=99）{
c++;
}
else{
c=0;
}
}
}
if（c==0&&b==2&&a==55）{//判断是否计数到255（c==5&&b==0&0&a==00）为计数50000
a=0;
b=0;
c=0;
}
}
voidmain（）
//段选编码数组
{charcodeDISP[]={0x7E,0x30,0x6D,0x79,0x33,0x5B,0x5F,0x70,0x7F,0x7B};
charR0,R1;
P2=0XBF;//位选初值设置
TMOD=0X60;
TH1=0XFF;
TL1=0XFF;
TR1=1;
ET1=1;
EA=1;
while
（1）{
P2=0XBF;//循环移位后，重赋初值
R0=a%10;
R1=a/10;
P2=_cror_（P2,1）;//循环右移位选
P1=DISP[R0];//查数组显示
DelayMS（3）;//
P2=_cror_（P2,1）;
P1=DISP[R1];
DelayMS（3）;
//
R0=b%10;
R1=b/10;
P2=_cror_（P2,1）;
P1=DISP[R0];
DelayMS（3）;//
P2=_cror_（P2,1）;
P1=DISP[R1];
DelayMS（3）;
R0=c%10;
P2=_cror_（P2,1）;
P1=DISP[R0];
DelayMS（3）;
}
}
//END
6.2对于共阳极数码管：
程序只需将
CharcodeDISP[]={0x7E,0x30,0x6D,0x79,0x33,0x5B,0x5F,0x70,0x7F,0x7B};
改成：
CharcodeDISP[]={0x01,0x4F,0x12,0x06,0x4C,0x24,0x20,0x0F,0x00,0x04}；
即可。
七、PCB图
九、心得体会
在这次实验中，我学到很多东西，加强了我的动手能力，并且培养了我的独立思考能力。
特别是在做实验报告时，因为在做数据处理时出现很多问题，如果不解决的话，将会很难的继续下去。
例如：
数据处理时，遇到要进行数据获取显示，这就要求懂得数码管的工作，怎么个去控制，然后汇编程序怎么去实现数码管各个引脚的控制，对于多位数码管还得扫描显示。
我们做实验绝对不能人云亦云，要有自己的看法，要有自己独特的思路。
这样我们就要有充分的准备，若是做了也不知道是个什么实验，那么做了也是白做。
实验总是与课本知识相关的，在做设计前，首先你先想好最方便最实用最经济的硬件连接电路，然后用软件弥补不足之处，硬件是软件的躯体，而软件是硬件的血液，两者相辅相连，关系极为紧密。
硬件的不足可以适当用软件弥补，同样，良好的程序是建立在好性能的硬件上的。
在编写程序的时候，我觉得思路清晰，结构明确，最好具有模块化，建立模型，使得程序具有方便修改性，易于移植，且不受局限性，这样一来，程序灵活自如，结构明确易于别人看懂且为以后方便修改等。
首先只进行仿真时，接的带译码的数码管，最多也只能驱动6个1位数码管，而如果用1位数码管就浪费了很多资源不说，而给实际电路连接带来麻烦，所以后来考虑6位数码管，那么问题就的进行高频扫描，实现动态显示，先是加了译码器，最后位了节省资源，省去译码器而程序改写进行查表指令代替，省去了很多其他硬件。
仿真无误后，用杜邦线插上数码管等线路，发现数码管亮度微乎及微，因为单片机P口驱动能力有限，驱动一位数码管还可以，但是要驱动2位，3位乃至6位、9位就不行了，必须地扩大其驱动能力，所以，我接了三极管以增大其驱动能力。
买来了所需要的相应的电阻、三极管等，由于板子面子有限只有7cm×5cm，先在草稿上画好版图，布局以确定最佳布局。
焊接完后，激动人心的时候到了，结果接上电，在按下开关那一瞬间，晕了，C、E两端不亮啊，检查了程序，检查硬件有没有段，结果就是检查不出啊，后来看了三极管才发现原因了，有2个三极管和其他4个型号不一样
，我才知道，原来吧两种三极管混放在一起了，当做是同一型号用了，发现源泉后，马上换了2个三极管，问题解决了，可用迎来另外一个问题，虽然看上去没大问题但是，显示的时候有残影效果，通过各种测试，发现了个问题，原来我程序里每个数码管显示时间不够，也就是说延时不够，我扩大了常规显示效果即延时10ms左右，问题成功解决了，而且亮度也平均增强了。
很是cool，虽然弄了一个通宵，但是每个问题都解决了，实在是爽歪歪，有点累却是值得的，很感谢周老师认真心细的指导、对学生及其的负责，教育我们耐心、教诲我们独自思考能力，教会我们创新能力，我想作为周老师的学生很是幸运，是我们的好伙伴，感谢老师！
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