1、总体电路原理图14附录2:实物图15附录3:元器件清单161 课程设计的目的1利用单片机定时器/计数器中断设计计数器,0到99的累加。2综合运用所学的单片机原理与应用理论知识,通过实践加强对所学知识的理解,具备设计单片机应用系统的能力。 3通过本次课程设计加深对单片机掌握定时器、外部中断的设置和编程原理的全面认识复习和掌握,对单片机实际的应用作进一步的了解。4通过本次试验,增强自己的动手能力。认识单片机在日常生活中的应用的广泛性,实用性。 明确学习目的,端正学习态度,提高对课程设计重要性的认识,以积极认真的态度参加课程设计工作,按要求完成规定的设计任务。2 设计思路本实验利用单片机的定时器/计
2、数器定时和计数的原理,通过采用仿真软件来模拟实现。模拟利用AT89C2052单片机、LED数码管以及各种控制器件来控制表的计数以及计数的开启/计数与复位等。利用单片机AT89S51单片机来制作一个手动计数器,在AT89S51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接一个共阴数码管,作为00-99计数的个位数显示,用单片机的P0.0-P0.7接一个共阴数码管,作为00-99计数的十位数显示,用单片机P1.0-P1.6接一个并排的7个LED灯,作为00-99计数的二进制显示。设计总图如图2-1所示图2-1 设计总图3 设计过程 3.1 方案论证AT89C
3、51是一种带4K字节FLASH存储器(FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压、高性能CMOS 8位微处理器,俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器,AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了
4、一种灵活性高并且价廉的方案。数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一,动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端连在一起,另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路,位选通由各自独立的I/O线控制,当单片机输出字形码时,所有数码管都接收到相同的字形码,但究竟是哪个数码管会显示出字形,取决于单片机对位选通COM端电路的控制,所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开,该位就显示出字形,没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的COM端,就使各个数码管轮流受控显示,这就是动态驱动。在轮流显示过程中,每位数码管的点亮时间为12
5、ms,由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应,尽管实际上各位数码管并非同时点亮,但只要扫描的速度足够快,给人的印象就是一组稳定的显示数据,不会有闪烁感,动态显示的效果和静态显示是一样的,能够节省大量的I/O端口,而且功耗更低。用单片机技术来实现双显计数器的控制。多功能定时计数器控制系统的原理。它主要由单片机、发光二极管、晶振和双位数码管等部分组成。A单片机采用STC89C51型。B数据显示电路:七段四位共阴极数码管,P1口接7个LED二极管,用二进制显示数据;P0和P2口分别接两个数码管,用十进制显示数据。C数据输入电路:有触发按键完成输入,一次按键LED显示和数码管显示分别加1,LED满
6、二进位,数码显示满十进位。D电源指示电路:电路接通电源后电源指示灯亮起,表示电源接通。 设计总体框架图如图3-1所示 数码管显示 STC89C51触发电路LED显示图3-1总体框架图最小控制系统的设计,STC89C51单片机最小系统包括晶体振荡电路、复位开关和电源部分。STC89C51单片机的最小系统图如图3-2所示图3-2 单片机最小控制系统当RST引脚有一个高电平并维持两个机器周期,则CPU就可以响应并将系统复位。需要100欧,10k电阻各一个,22pf电容一个,按键一个。时钟电路需要在XTAL1,2,两个端口跨接石英晶体及两个电容,电容一般取10uF左右。3.2 电路的设计 1指示电路如
7、图3-3所示图3-3 指示电路2数码管为共阴极,八段选端接P1口,四个位选端接P3口,如上图所示。数码管显示电路如图3-4所示。图3-4数码管电路3复位电路如图3-5所示。图3-5 复位电路4 应用程序#include #includestdlib.hvoid delay5ms(void)unsigned char i,j;for(i=10;i0;i-)for(j=248;jj-);void delay2ms(void)unsigned char i,j,k;for(i=20;for(j=20;j-)for(k=248;kk-);unsigned char code LEDcode=0x3f,
8、0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;unsigned char code LEDcoda=0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09,0x0a,0x0b,0x0c,0x0d,0x0e,0x0f,0x10,0x11,0x12,0x13,0x14,0x15,0x16,0x17,0x18,0x19,0x1a,0x1b,0x1c,0x1d,0x1e,0x1f,0x20,0x21,0x22,0x23,0x24,0x25,0x26,0x27,0x28,0x29,0x2a,0x2b,0x2c,0x2
9、d,0x2e,0x2f,0x30,0x31,0x32,0x33,0x34,0x35,0x36,0x37,0x38,0x39,0x3a,0x3b,0x3c,0x3d,0x3e,0x3f,0x40,0x41,0x42,0x43,0x44,0x45,0x46,0x47,0x48,0x49,0x4a,0x4b,0x4c,0x4d,0x4e,0x4f,0x50,0x51,0x52,0x53,0x54,0x55,0x56,0x57,0x58,0x59,0x5a,0x5b,0x5c,0x5d,0x5e,0x5f,0x60,0x61,0x62,0x63;unsigned char count;sbit sp1
10、=P37;void main(void)count=0;P0=LEDcodecount/10;P2=LEDcodecount%10;P1=LEDcodacount;while(1)if(sp1=0)delay5ms();if(sp1=0)count+;if(count=100)while(sp1=0);dodelay5ms(); 5 系统调试与焊接5.1电路的安装与焊接电路安装要注意几个原则: 1.先装矮后装高、先装小后装大、先装耐焊等; 2.一定要注意排版,不能东倒西歪,方向应尽量一致; 3. 布线尽量使电源线和地线靠近实验电路板的周边,以起一定的屏蔽作用; 4. 最好分模块安装。此外焊接时
11、不能出现虚焊、假焊、漏焊,更不能出现过焊, 因为有些器件,不能耐高温,比如焊接三极管时,电烙铁绝对不能停留太久;同时过 焊铜片将脱落,给焊接带来不必要的麻烦、也将影响板子的视觉效果。 5.在焊完之后,不要忙于去调试,而应该用万用表来查其电路是否接触良好、是 否与电路图的布置一致、是否有器件在焊接的过程中烧坏了等。5.2系统试调系统通电后,进入计数设置功能,等待信号的数据输入,当完成设置数值后,开始计数,此时如果对所记录的数据清零则返回到设置数值界面,可以重新设置数值。当所记录的数值等于预设定的数时,蜂鸣器发声报警。 在软件编写与调试时,我发现有很多我原来所没有注意到的问题,硬件完成焊接后,先用
12、万用表简单的进行是否短路检测,没有问题后进行通电测试,发现上电指示灯亮,然后程序到单片机内检测是否能下载程序;刚开始的时候,我的不能下程序,我首先按照原理图检查了一遍最小系统,发现复位电路存在问题,经修改后还是不能下程序,怎么试不行,我又检查了电路和最小系统发现都没有问题,最后听同学说可能是杜邦线的问题,经过检查后发现我的四根杜邦线有两根都是坏的。这是我所没有想到的,换了好的后,就可以程序了。当编写完程序进行调试时,又发现存在很多的问题,首先是数码管的段码的问题,这个需要自己根据自己的电路来计算而不是统一的一样,这个问题直到我知道后才解决掉。然后是矩阵键盘扫描的程序的调试,这个也要自己根据自己
13、的电路接口来计算所要输送的十六进制数码,而且还要通过软件去抖动,还要判断按键是否松开等问题,这个花费的时间较长些,最后通过把按键扫描和数码管动态显示组合到一起,发现还是有问题,这个当然是软件上的问题。实现这个功能之后,我要实现自己的计数功能和显示功能,在这个过程中,设置的数的显示和所要计的数的显示又存在问题,原因是他们会同时显示,出现重叠乱码现象,为此我请教了很多同学,最后,通过分别定义不同变量,用数组解决了这个问题。最后经过讨论与研究终于找到了解决问题的办法。我们花费很多时间,虽然出现了许多问题但在老师和同学的帮助下都慢慢克服。6 结论 调试方法:首先用软件将C编译成HEX文件,打开软件,新
14、建一个文文件,输入C程序,保存成C格式文件,然后新建工程,连接单片机为AT89C51,选择Options for target,选择OUTPUT子菜单,在Create HEX 前打钩,子菜单中,Settings选择Proteus VSM Simulator,USE前打钩,再次运行文件,成功后在目录下会生成HEX文件,打开Proteus软件,或直接点击DSN檔,双击单片机模板,点击文件夹式样的图标选择对应的HEX驱动文件,然后点击开始,进行调试经调试运行基本成功,不过也有小小的不足之处。经过查找错误,已经调试成功。完成以STC89C52为核心的计数器的设计和制作,并能实现计数显示和设置功能。7 心得体会经过两一的努力,我终于完成关于多功能定时计数器的控制的单片机课程设计,通过两周不断的查资料让我积累了许多实际操作经验,已初步掌握了单片机的应用技术,以及电路的知识和有关器件的应用,我深刻体会到了单片机技术对当今现代社会的重要作用。 经过这次设计,我学会了许多
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