基于51单片机的计数器设计.doc

1、单片机课程设计目 录1 课程设计的目的12 设计思路13 设计过程23.1 方案论证23.2 电路的设计54 应用程序65 系统调试与焊接85.1电路的安装与焊接85.2 系统试调96 结论107 心得体会10参考文献13附录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

2、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P

3、0.0-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AT89C51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，

4、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

5、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12ms，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ST

6、C89C51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

7、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 #include#includevoid delay5ms(void)unsigned char i,j;for(i=10;i0;i-)for(j

8、=248;j0;j-);void delay2ms(void)unsigned char i,j,k;for(i=20;i0;i-)for(j=20;j0;j-)for(k=248;k0;k-);unsigned char code LEDcode=0x3f,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,0x10,0x11,0x12,0x1

9、3,0x14,0x15,0x16,0x17,0x18,0x19,0x1a,0x1b,0x1c,0x1d,0x1e,0x1f,0x20,0x21,0x22,0x23,0x24,0x25,0x26,0x27,0x28,0x29,0x2a,0x2b,0x2c,0x2d,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,0x4

10、f,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=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)count=0;P0=LEDcodecount/10;P2=L

11、EDcodecount%10;P1=LEDcodacount;while(sp1=0);dodelay5ms();while(sp1=0);dodelay5ms();while(sp1=0); 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

12、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

13、，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

14、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OUT

15、PUT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