单片机099计数器设计.docx

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单片机099计数器设计

自主创新实践报告

1单片机概述.........................2

2创新实践任务和要求.................3

3创新方案和原理分析.................3

4硬件原理图设计....................4

5软件设计..........................5

6Proteus+KeiluV2联合仿真.................6

7设计说明书........................8

8总结...............................11

单片机概述

二十世纪跨越了三个“电”的时代,即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。

不过,这种电脑,通常是指个人计算机,简称PC机。

它由主机、键盘、显示器等组成。

还有一类计算机,大多数人却不怎么熟悉。

这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。

顾名思义,这种计算机的最小系统只用了一片集成电路,即可进行简单运算和控制。

因为它体积小,通常都藏在被控机械的“肚子”里。

单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。

尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：

CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。

同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。

而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。

单片机也被称为微控制器（Microcontroller），由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。

最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。

单片机是70年代中期发展起来的一种大规模集成电路芯片，是CPU、RAM、ROM、I/O接口和中断系统集成于同一硅片的器件。

单片机用于控制有利于实现系统控制的最小化和单片化，简化一些专用接口电路，如编程计数器、锁相环（PLL）、模拟开关、A/D和D/A变换器、电压比较器等组成的专用控制处理功能的单板式微系统。

单片机是所有微处理机中性价比最高的一种，随着种类的不断全面，功能不断完善，其应用领域也迅速扩大。

单片机在智能仪表、实时控制、机电一体化、办公机械、家用电器等方面都有相当的应用领域。

当前，8位单片机主要用于工业控制，如温度、压力、流量、计量和机械加工的测量和控制场合；高效能的16位单片机（如MCS-96、MK-68200）可用在更复杂的计算机网络。

可以说，微机测控技术的应用已渗透到国民经济的各个部门，微机测控技术的应用是产品提高档次和推陈出新的有效途径。

1.创新目标

利用AT89C51单片机来制作一个手动计数器。

2.创新实践任务和要求

利用AT89C51单片机来制作一个手动计数器。

按一次按钮，计数一次。

计数的范围是0~99,计数满时，又从零开始计数。

3.创新方案和原理分析

一个完整00~`99手动计数器想当于一个简单的单片机系统，该系统设置电路、单片机、显示电路等构成。

单片机是集成IC芯片，只需根据实际设计要求选型。

其他部分都需要根据应用要求和性能指标自行设计。

在AT89C51单片机的P3.7管脚接一个轻触开关，作为手动计数的按钮，用单片机的P2.0－P2.7接一个共阳数码管，作为00－99计数的个位数显示，用单片机的P0.0－P0.7接一个共阳数码管，作为00－99计数的十位数显示。

单片机对计的数值要进行数码显示，计得的数是十进数，含有十位和个位，我们要把十位和个位拆开分别送出这样的十位和个位数值到对应的数码管上显示。

如何拆开十位和个位我们可以把所计得的数值对10求余，即可个位数字，对10整除，即可得到十位数字了。

通过查表方式，分别显示出个位和十位数字。

4.硬件原理图设计

5.软件设计

a.程序流程图设计

b.程序设计

汇编源程序:

CountEQU30H

SP1BITP3.7

ORG0

START:

MOVCount,#00H

NEXT:

MOVA,Count

MOVB,#10

DIVAB

MOVDPTR,#TABLE

MOVCA,@A+DPTR

CPLA

MOVP0,A

MOVA,B

MOVCA,@A+DPTR

CPLA

MOVP2,A

WT:

JNBSP1,WT

WAIT:

JBSP1,WAIT

LCALLDELY10MS

JBSP1,WAIT

INCCount

MOVA,Count

CJNEA,#100,NEXT

LJMPSTART

DELY10MS:

MOVR6,#20

D1:

MOVR7,#248

DJNZR7,$

DJNZR6,D1

RET

TABLE:

DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH

END

6.硬件+软件（Proteus+KeiluV2）仿真

硬件仿真图1.1

硬件仿真1.2

程序仿真图

7．设计说明书

（1）芯片由UNTITLED—ISISPROFESSIONAL实验系统提供（AT89C51）

1．主要特性：

与MCS-51兼容

4K字节可编程闪烁存储器

寿命：

1000写/擦循环

数据保留时间：

10年

全静态工作：

0Hz—24Hz

三级程序存储器锁定

128*8位内部RAM

32可编程I/O线

两个16位定时器/计数器

5个中断源

可编程串行通道

低功耗的闲置和掉电模式

片内震荡器和时钟电路

2．管脚说明：

①电源引脚

Vcc（40脚）：

典型值＋5V。

Vss（20脚）：

接低电平。

②外部晶振

XTAL1、XTAL2分别与晶振两端相连接。

③输入输出口引脚：

P0口：

I/O双向口。

作输入口时，应先软件置“1”。

P1口：

I/O双向口。

作输入口时，应先软件置“1”。

P2口：

I/O双向口。

作输入口时，应先软件置“1”。

P3口：

I/O双向口。

作输入口时，应先软件置“1”。

④控制引脚：

RST、ALE/-PROG、-PSEN、-EA/Vpp组成了MSC-51的控制总线。

RST（9脚）：

复位信号输入端（高电平有效）。

ALE/-PROG（30脚）：

地址锁存信号输出端。

第一功能：

编程脉冲输入。

-PSEN（29脚）：

外部程序存储器读选通信号。

-EA/Vpp（31脚）：

外部程序存储器使能端。

第二功能：

编程电压输入端（+21V）。

AT89C51单片机的P口特点：

P0口：

是一个8位漏极开路输出型双向I/O端口。

作为输出端口时，每位能以吸收电流的方式驱动8个TTL输入，对端口写1时，又可作高阻抗输入端用。

在访问外部程序或数据存储器时，它是时分多路转换的地址（低8位）/数据总线，在访问期间将激活内部的上拉电阻。

P1口：

P1口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。

P1口的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。

对端口写1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可作输入口。

P2口作输入口使用时，因为内部有上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。

P2口：

P2口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。

P2口的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。

对端口写1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可作输入口。

P2口作输入口使用时，因为内部有上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流（Iil）。

在访问外部程序存储器时和16位外部地址的外部数据存储器（如执行MOVX@DPTR）时，P2口送出高8位地址。

在访问8位地址的外部数据存储器（如执行MOVX@RI）时，P2口引脚上的内容（就是专用寄存器（SFR）区中的P2寄存器的内容），在整个访问期间不会改变。

P3口：

P3口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。

P3口的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。

对端口写1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可作输入口。

P3口作输入口使用时，因为内部有上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。

（2）排阻的作用

所谓排阻就是若干个参数完全相同的电阻，它们的一个引脚都连到一起，作为公共引脚。

其余引脚正常引出。

所以如果一个排阻是由n个电阻构成的，那么它就有n+1只引脚，一般来说，最左边的那个是公共引脚。

它在排阻上一般用一个色点标出来。

排阻一般应用在数字电路上，比如：

作为某个并行口的上拉或者下拉电阻用。

使用排阻比用若干只固定电阻更方便。

　　排阻有a型和b型的区别。

a型排阻的引脚总是奇数的。

它的左端有一个公共端（用白色的圆点表示），常见的排阻有4、7、8个电阻，所以引脚共有5或8或9个。

b型排阻的引脚总是偶数的。

它没有公共端，常见的排阻有4个电阻，所以引脚共有8个。

排阻的阻值读法如下：

“103”表示：

10kΩ，“510”表示：

51Ω。

以此类推。

常用于显示数码管。

以上是所用芯片图及排阻

8.总结

经过这段时间的学习，我对单片机原理与运用也有了更深层次的了解。

同时也对过去所学的知识进行了温习，对我设计的课题《单片机0~99计数器》所用到的知识也进行了专门的梳理和消化。

在学习中，我收获了很多。

我发现学习单片机不仅仅需要软件的知识，还需要硬件的知识。

在这个过程中，对于一些不懂的问题，老师也会耐心地给我们相应的指导。

通过这个项目实践，我真正学到了我以前所没有接触到的一些知识。

有的是书本上没有的，有的是书上不容易理解的…这样，既巩固了旧知识，又掌握了新知识。

通过这次自主创新我知道了单片机应用系统开发设计的步骤和方法，也知道如何使用Proteus7.6设计系统硬件电原理图以及KeiluV2进行单片机应用软件设计与调试。

通过自主创新期间所做的课题，我更加了解了单片机的知识，让自己的专业知识得以进一步提升，同时通过实际调试过程，考验了自己各方面的能力。

通过自主创新实践，我也知道了自己的不足。

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。

这次自主创新实践的经历也会使我终身受益，我感受到做任何事情都是要真正用心去做的，也是真正的自己学习的过程和研究的过程，没有学习就不可能有研究的能力，没有自己的研究，就不会有所突破，那也就不叫创新实践了。

希望这次的经历能让我在以后学习中激励我继续进步。

受益匪浅！

专心做自己的事，是一种乐趣；互相交流，是大家一起进步的必要过程；上网查阅资料，是获得所需信息的有效途径。

我想，这些练习和经验都将是我一种宝贵的财富！

感谢期间给与我无私帮助的人。

我会在以后的学习中更加努力，朝着自己的目标不断奋进。