基于51单片机的零件计数器设计.docx
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基于51单片机的零件计数器设计
单片机课程设计报告
题目零件计数器
专业通信工程
学号
姓名
指导教师刘玉宏
学校河海大学常州校区
摘要：
零件计数器生产实践中具有很实际的用途，我们所设计的零件计数器的功能是把接在INT0上的单稳信号当作零件信号，每来一个零件，单片机计数一次，当计满10次时，蜂鸣器发出一声警告音，并使继电器闭合一次，产生零件打包动作，要求LED上显示当前一共生产了多少零件，并能通过串口将零件数目发送给PC机。
选择这个项目可以帮助我们更加了解中断、定时器及串口是如何工作的，提高对实际问题的动手操作能力以及解决问题的能力。
本课程采用C51编写程序，通过Keil C编写为机器代码，烧写入单片机中，在实验箱上进行操作，完成单片机这种实用工具的整体的学习。
关键字：
单片机零件计数器LED显示串口通信
一、系统设计
1.1主要组件及电路框图···································4
1.2软件设计方框图及流程图·······························5
1.3电路功能··············································7
二、实验过程及结果
2.1程序设计·············································9
2.2调试过程·············································13
2.3问题及解决···········································13
2.4调试结果············································13
三、结论
3.1课程设计特点及贡献·································14
3.2改善建议···········································14
3.3心得体会···········································14
参考文献·················································15
附录·····················································16
一、系统设计
1.1主要组件及电路框图
本课程设计使用的实验箱主要由单片机最小系统，LED数码管显示部分，外部中断控制部分，独立式与行列式键盘按键输入部分，串行口通信部分，蜂鸣器与继电器等部分组成。
电路总图与功能如图所示，每当来一次外部中断时，内部计数一次，并将数值通过4位共阴数码管动态显示出来。
而单片机的P2口可以选择四根不同的数码管来动态显示，通过视觉暂留达到同时显示的效果。
同时内部程序检测每当计数十次时，会形成一个继电器闭合的零件打包动作，并通过程序使得蜂鸣器发出警报。
1.2软件设计框图及流程图
零件计数器系统由多个函数构成，其中包括主函数，初始化函数，延时函数，串口发送函数，蜂鸣器函数，继电器函数等。
单片机零件计数器软件系统各个函数框图
流程图：
1.3主要电路功能
B部分是单片机的最小系统部分，单片机为内含8KFLASH程序存储器的STC89C52RC，EA接高电平；各并行口都加了10K的上拉电阻；晶振为11.0592M。
设置了上电复位和手动复位电路。
S1为手动复位按钮。
C部分电路由4位一体的数码管LED1、单个数码管LED2和8个独立发光二极管L1-L7组成。
这3个部分都是共阴结构，并联在一起，连接在P0口上。
LED1用于完成LED动态显示实验，各个位选线为P24－P27，段码由P0口输出；LED2的COM端接地，完成LED静态显示实验；L1－L7，可以方便地读出P0输出的二进制数据，亦可做流水灯实验。
7407在此起驱动作用。
I部分电路为蜂鸣器和继电器电路。
蜂鸣器采用9012三极管驱动，其基极接到RD端，当RD端为低电平时，三极管导通，蜂鸣器响。
否则关断。
继电器采用9013三极管驱动，其基极接到WR端，当WRD端为低电平时，三极管关断，继电器不吸合，常闭触点闭合，常开触点打开，D1熄灭；反之则反。
二、实验过程与结果
2.1程序设计
#include
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
/*******LED的字模,共阴数码管0-9*************/
ucharcodetable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40};
uintcount1=0;//定义计数变量
uintcount2=0;
uintLeout[4];
sbitBeep=P3^7;//定义蜂鸣器对应单片机引脚
sbitRELAY=P3^6;//定义继电器对应单片机引脚
/*******延时函数*************/
voiddelay（uintz）
{
uinti、j；
for（i=z;i>0;i--）
for（j=110;j>0;j--）;
}
/*******数码管动态显示函数*************/
voiddisplay（）
{
uchari;
LedOut[3]=table[count2%10000/1000];
LedOut[2]=table[count2%1000/100];
LedOut[1]=tablecount2%100/10];
LedOut[0]=table[count2%10];
for（i=0;i<4;i++）
{
P0=LedOut[i];
switch（i）
{
case0:
P2=0x7f;break;
case1:
P2=0xbf;break;
case2:
P2=0xdf;break;
case3:
P2=0xef;break;
}
delay（5）;
}
}
/*******蜂鸣器函数*************/
voidbeep（）
{
Beep=0;
delay（100）;
Beep=1;
}
/*******继电器函数*************/
voidrelay（）
{
RELAY=~RELAY;
}
/*******串口发送函数*************/
voidsend（）
{
ucharLedOut1[4];
LedOut1[3]=count2%10000/1000+0x30;
LedOut1[2]=count2%1000/100+0x30;
LedOut1[1]=count2%100/10+0x30;
LedOut1[0]=count2%10+0x30;
SBUF=LedOut1[3];
while（!
TI）;
TI=0;
SBUF=LedOut1[2];
while（!
TI）;
TI=0;
SBUF=LedOut1[1];
while（!
TI）;
TI=0;
SBUF=LedOut1[0];
while（!
TI）;
TI=0;
SBUF='\n';
while（!
TI）;
TI=0;
}
/*******外部中断0函数*************/
voidcounter（）interrupt0
{
EX0=0;
count1++;//中断计数
count2++;
send（）;
EX0=1;
}
/*******串口初始化函数*************/
voidinitUart（void）
{
TMOD|=0x20;
SCON=0x50;
PCON&=0x7f;
TH1=0xfd;
TL1=0xfd;
TR1=1;
}
/*******主函数*************/
voidmain（）
{
initUart（）;
IT0=1;//下降沿触发
EA=1;//开外部中断
EX0=1;
while
（1）
{
display（）;
if（count1==10）
{
count1=0;
beep（）;
relay（）;
}
}
}
2.2调试过程
由于单片机实验箱的存在，因此硬件部分无需做过多准备，主要是进行软件程序方面的调试。
程序的调试我们是分一个一个模块进行的，具体的顺序是先进行数码管动态显示模块的调试，然后是蜂鸣器和继电器的调试，最后是串口通信的调试。
这样调试的好处是，当某一个功能没有实现时，我们可以知道是哪一段程序出了问题，可以迅速地对其修改，直到每个模块都能正确而准确地完成各自的功能为止。
等到所有的模块调试完毕，就能实现零件计数器的功能。
这样与整体调试相比，等到出现问题，再一个个地去找是哪一段程序发生了错误，大大地提高了工作效率，节省了时间。
2.3问题与解决
问题一：
蜂鸣器的声音太小，几乎无法听到。
解决方案：
改变蜂鸣器的延时时间，直到合适为止。
问题二：
数码管动态显示的调试时，显示的数字闪的比较厉害。
经过多次调试，最终取得了比较好的显示效果。
解决方案：
是因为数码管显示延迟的时间太短，改变延时的时间，直到调试成功。
问题三：
进行的串口调试时，PC机但发现收到的数据是乱码，不是发送的数据。
解决方案：
把发送的数据由十六进制显示改为字符显示，在程序中也有所调整后，发现PC机收到的数据即是当前的计数数据。
2.4调试结果
经过反复调试，最终解决了遇到的问题，较好地实现了零件计数器的功能：
1、每来一个零件，单片机计数一次，LED上显示当前一共生产了多少零件；2、当计满10次时，蜂鸣器发出一声警告音，并使继电器闭合一次，产生零件打包动作；3、可以通过串口在PC上显示零件个数。
三、结论
3.1本课程设计的主要特点及贡献
本次课程设计的主要特点是利用C51编程实现基于单片机的零件计数器，而非使用汇编语言。
在编程中，要学会写出各种子程序，然后合理的调用它们，还要根据实际显示结果不断地去修改和完善，使其最终显示出符合要求的结果。
设计中用到烧写工具以及串口助手等软件工具，无需考虑硬件设计，只需完成软件设计部分。
本次课程设计完成了基于单片机的零件计数器的设计，不仅考察了我对于单片这门课的学习掌握情况，还考察了我对C语言的基础知识是否扎实，让我们学会将各学科的知识融会贯通。
3.2改善建议
本课程设计中还有一些需要改善的方面：
一、当零件计满10个时，继电器闭合一次，产生零件打包动作，却不能够显示打包的次数，可以设计一段可以显示打包次数的程序。
二、可以通过一些记忆芯片，实现当前计数结果的保存，一共查询及对数据的相关处理。
3.3心得体会
通过这学期对单片机这门课程的学习，我对单片机的原理和运用有了一定的了解。
但是当自己动手去设计零件计数器时，还是遇到了很多的问题。
程序出现了许多错误，使得调试时无法成功。
我们选择的零件计数器考功能是当来一次外部中断时，内部计数一次，并将数值通过4位共阴数码管动态显示出来。
而单片机的P2口可以选择四根不同的数码管来动态显示，通过视觉暂留达到同时显示的效果。
同时内部程序检测每当计数十次时，会形成一个继电器闭合的零件打包动作，并通过程序使得蜂鸣器发出警报。
考查的主要是中断、定时器、串口通信部分的内容。
考试后对单片机的许多内容都有了一点生疏，经过这段时间的学习，我对过去所学的知识进行了温习，对我的课题零件计数器所用到的知识也进行了专门的梳理和消化。
这次课程设计使我对单片机的C语言编程有了更深刻的认识和更扎实的掌握，通过不断修改，不断尝试，我对源代码各个模块的函数都有了一个非常深入的掌握。
我懂得了从书本上学到的知识是什么有限的，只有自己真正地动手去做，才能知道自己还有许许多多的不足，对这门课程的掌握还是远远不够。
书本上的知识是死的，只有通过实践和具体的实例运用，才能真正掌握知识、取得进步。
在自己实际操作时，发现错误并且解决错误的这样一个过程时十分重要的，这也是能够最快提高我们对专业知识的掌握的方法。
我们都知道理论与实际相结合是很重要的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
通过这次课程设计，我了解到各学科之间的知识是融会贯通的，所以打好基础十分重要，我也知道了自己的不足。
这次动手操作的机会对我来说十分重要，我感觉我又了解了许多我以前不知道的东西。
今后我也会更加注意动手能力的培养，再实践中巩固自己的理专业知识。
参考文献
[1]张友德，赵志英.单片微型机原理、应用与实验第五版.复旦大学出版社
[2]刘玉宏.单片机实验和课程设计任务书
[3]丁海军、何坤金、王林等编著，程序设计基础（C语言）.北京航空航天大学出版社
附录
一、烧写程序
二、串口调试
三、零件计数器效果图
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