烟台大学单片机课程设计频率计模拟无误版.docx

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烟台大学单片机课程设计频率计模拟无误版

单片机课程设计

题目：

频率计

班级：

机101-5

学号

2013年6月4日

设计任务...............................................

功能与框图..........................................

单片机部分.........................................

基本人机接口设计..........................

附录........................................................

总程序..................................................

任务分工..............................................

参考文献..............................................

一.设计任务

1.1设计题目：

频率计

1.2任务要求:

检测十秒内人按按钮的最快频率,并用三位LED显示出实际检测的频率。

1.3设计内容：

⑴设计思路：

根据任务要求，确定设计要分为三个小部分：

首先，设计程序检测出人按按键的频率;然后，设计一个比较子程序，筛选出人按按键的最快频率；最后，将筛选出的频率值输出到LED上进行显示。

其中最主要的是如何检测人按按钮的频率，对此，有三种设计方案，

（1）通过定时器定时1S，检测人按按钮的频率；

（2）通过检测相邻两次按键动作的时间间隔计算频率，也需用到定时器；（3）直接定时检测十秒内人按按键的频率（因为任务要求可以理解为不同的含义）。

综合考虑，我们选择了第一种设计方案。

（2）基本人机接口设计

1完成显示接口设计。

2完成按键接口设计。

设计要求：

①完成设计说明书；

②软件设计；

3件设计；

4序仿真；

1.4设计步骤

⑴理解并确定设计要求

⑵确定整体控制方案

⑶编写程序

说明书附录附上电路图一张及汇编控制程序一份。

二.功能与框图

按键接外部中断一→89C51单片机→LED显示端口

AT89C51是一种低功耗/低电压/高性能的8位单片机，其输出引脚指令系统都与MCS-51兼容；片内的FlashROM允许在系统内改编程序或用常规的非易失控型编程器来编程，内部除CPU外，还包括256字节RAM，四个8位并行I/O口，5个中断源，2个中断优先系统，2个16位可编程定时计数器。

AT89C51功能强、灵活性高且价格合理，完全可以满足本系统设计需要。

其连接电路如图3.1所示。

晶振选择为11.0592MHz，以产生精确的时钟频率。

本次课程设计中P0作为LED的输出口，P1.0-P1.6与P2.0-2.6口用于3只LCD的选通控制，P3口用于按键可开关控制。

上图，按键按下，外部中断一产生中断，此时定时器0已经开始计时，等时间到后记录数据，将数据送至单片机。

此后单片机换算整理数据，将所算得的频率送至显示电路。

三.单片机部分

一主要特性：

　　·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-24MHz

　　·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

·片内振荡器和时钟电路

二管脚说明

　　VCC：

供电电压。

　　GND：

接地。

　　P0口：

P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。

当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。

P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/

89C51引脚图

地址的低八位。

在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

　　P1口：

P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。

P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。

在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

　　P2口：

P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。

并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。

这是由于内部上拉的缘故。

P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。

在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。

P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

　　P3口：

P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。

当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。

作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。

　　P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：

　　口管脚备选功能

　　P3.0RXD（串行输入口）

　　P3.1TXD（串行输出口）

　　P3.2/INT0（外部中断0）

　　P3.3/INT1（外部中断1）

　　P3.4T0（记时器0外部输入）

　　P3.5T1（记时器1外部输入）

　　P3.6/WR（外部数据存储器写选通）

　　P3.7/RD（外部数据存储器读选通）

　　P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

　　RST：

复位输入。

当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

　　ALE/PROG：

当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。

在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。

在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。

因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。

然而要注意的是：

每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。

如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。

此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。

另外，该引脚被略微拉高。

如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。

　　/PSEN：

外部程序存储器的选通信号。

在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。

但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。

　　/EA/VPP：

当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。

注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。

在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。

　　XTAL1：

反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

XTAL2：

来自反向振荡器的输出

复位电路与时钟电路

该电路采用上电复位，利用电容充电来实现的，即上电瞬间RST端的电位与VCC相同，随着充电电流的减少，RST的电位逐渐下降。

由于频率较大时，三角波、正弦波、方波中每一点延时时间为几微秒，故延时时间还要加上指令时间才能获得较大的功率波形，该电路采用12MHZ晶振。

原理图如下：

复位电路与时钟电路

。

三振荡器特性

　　XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。

该反向放大器可以配置为片内振荡器。

石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。

如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。

由于输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。

四芯片擦除

　　整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms来完成。

在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。

　　此外，AT89C51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。

在闲置模式下，CPU停止工作。

但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。

在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。

五结构特点

　　8位CPU；

　　片内振荡器和时钟电路；

　　32根I/O线；

　　2个16位的定时器/计数器；

　　5个中断源，两个中断优先级；

　　全双工串行口；

四.基本人机接口设计

本系统采用3个LED数码管为显示单元，从左到右依次显示频率值的三位数。

LED显示采用静态显示方式（因所需显示位数较少，只有三位），用共阳极接法，型号为7SEG-COM-ANODE。

五.附录

六.总程序

FCOUNTDATA10H；存放第一个数的地址

FDATADATA15H；存放第二个数的地址

ORG0000H；上电和复位后（pc）=0000H,是主程序的入口

MOVA,#00H；将00H送入ACC,（初始化）

MOVR5,#0AH；将0AH送入R5

MOVP0,#0C0H；P0,初值为0（LED处置状态显示0）

MOVP1,#0C0H

MOVP2,#0C0H

LJMPSTART；只有3字节存放一条长转移指令

ORG001BH；定时器1中断服务程序入口地址为001BH

LJMPT1INT；设置T1INT中断服务程序进入点

ORG0013H；外部中断1服务程序入口地址为0013H

LJMPEINT1；设置EINT1中断服务程序进入点

ORG0030H；程序开始于30H地址

START:

MOVSP,#60H；使用中断时，初始化时设置堆栈指针

MOVTMOD,#10H；置定时器1计数器T1工作方式

MOVTH1,#3CH；计时器初值

MOVTL1,#0B0H

SETBPX1；INT1中断优先级控制

SETBIT1；外部中断1下降沿触发

SETBET1；定时器1允许中断

SETBEX1；外部中断1允许中断

SETBTR1；定时开始

SETBEA；开中断

MOVFCOUNT,#00H；指向数控首地址

MOVFDATA,#00H

SJMP$；等待中断指令

EINT1:

PUSHACC；保护

PUSHPSW

INCFCOUNT；记录按键次数

POPPSW

POPACC

RETI；中断返回

T1INT:

MOVTH1,#3CH

MOVTL1,#0B0H

INCR7

CJNER7,#20,ELP0；R7不等于20跳转（定时器50ms溢出一次）

MOVR7,#00H

MOVFDATA,FCOUNT

ACALLCOMPARE

DJNZR5,ELP0

CLREA；清除

CLREX1

CLRET1

LJMPXS

ELP0:

RETI

*************************比较每秒按键次数并求出最大值*************************

COMPARE:

MOVR0,A

SUBBA,FDATA

JCLOP

MOVA,R0

RET

LOP:

MOVA,FDATA

RET

A1:

MOVDPTR,#TABLE；数据指针指到TABLE的开头

MOVCA,@A+DPTR；到TABLE取数据

RET

********************将最大频率的百十个位分别放入R0,R1,R2中********************

XS:

MOVB,#100

DIVAB

MOVR0,A

XCHA,B

MOVB,#10

DIVAB

MOVR1,A

MOVA,B

MOVR2,A

********************查表，并将R0,R1,R2中的数显示到相应的LED管中***************

MOVA,R0

ACALLA1

MOVP0,A

MOVA,R1

ACALLA1

MOVP1,A

MOVA,R2

ACALLA1

MOVP2,A

LJMPSTART

ORG0300H

TABLE:

DB0C0H,0F9H,0A4H

DB0B0H,99H,92H

DB82H,0F8H,80H

DB90H

END