单片机课程设计对外部脉冲计数及出租车计费系统的设计.doc

湖南工业大学课 程 设 计资 料 袋 电气与信息工程 学院（系、部） 2011 2012 学年第 1 学期 课程名称 单片机应用系统 指导教师 周汝 职称 讲师 学生姓名 何武 专业班级 自动化092 学号 09401700727 题 目 对外部脉冲计数及出租车计费系统的设计 成 绩 起止日期 2011 年 12 月 19 日 2011 年 12 月 30 日目 录 清 单序号材 料 名 称资料数量备 注1课程设计任务书2课程设计说明书3课程设计图纸张456 湖南工业大学课程设计任务书2011 2012 学年第 1 学期 学院（系、部） 专业 班级课程名称： 单片机应用系统 设计题目： 对外部脉冲计数及出租车计费系统的设计 完成期限：自 2011 年 12 月 19 日至 2011 年 12 月 30 日共 2 周内容及任务11 外部脉冲自动计数，自动显示。111设计一个255计数器：0255计数，计满后自动清0，重新计数（在数码管中显示）。112设计一个50000计数器：050000计数，计满后自动清0，重新计数（在数码管中显示）。12 设计一个出租车计费系统： 起步价为5元（2km以内），2km后，0.8元/0.5km;要求每500m刷新计费一次，在8位数码管中，前3位显示数码管显示里程数,后3位数码管显示价钱（角，元，十元，百元）注：要求首先采用PROTEUS完成单片机最小系统的硬件电路设计及仿真；程序仿真测试通过后，再下载到单片机实训板上执行。进度安排起止日期工作内容200812.19讲述设计内容及基本原理200812.20-2008.12.28进行系统的设计200812.29-2008.12.30进行系统的调试主要参考资料1 刘苗生、潘宗预. 单片机测控系统设计. 中国物质出版社，2006年指导教师（签字）： 年 月 日系（教研室）主任（签字）： 年 月 日2（单片机应用系统）设计说明书（题目）对外部脉冲计数及出租车计费系统的设计起止日期： 2011 年 12 月 19 日 至 2011 年 12 月 30 日学生姓名何武班级自动化092学号09401700727成绩指导教师(签字)电气与信息工程学院（部）年 月 日单片机课程设计指导书电气与信息工程学院实验室一、设计任务：11 外部脉冲自动计数，自动显示。111设计一个255计数器：0255计数，计满后自动清0，重新计数（在数码管中显示）。112设计一个50000计数器：050000计数，计满后自动清0，重新计数（在数码管中显示）。12 设计一个出租车计费系统： 起步价为5元（2km以内），2km后，0.8元/0.5km;要求每500m刷新计费一次，在8位数码管中，前3位显示数码管显示里程数,后3位数码管显示价钱（角，元，十元，百元）注：要求首先采用PROTEUS完成单片机最小系统的硬件电路设计及仿真；程序仿真测试通过后，再下载到单片机实训板上执行。二、单片机最小系统硬件资源介绍： 89S51单片机； 6位共阳极数码管； 段码驱动器74HC573，位选译码器74HC138； 4路独立式按键； 外部晶振电路； ISP下载接口（In system program,在系统编程）； DC+5V电源试配器（选配）； ISP下载线（选配）。单片机最小系统实训板硬件资源分布见图1元件布局图和图2电路原理图：其中P1为外部电源输入座（DC+5V），S8为电源最小系统的电源开关，E1和C3为电源滤波，去耦电容。D1为系统电源指示灯。J2为ISP下载接口，S7系统复位按键。CRY1，C1，C2为外部时针电路。IC1为89S51（DIP-40），左上角为第一脚。PRE1，PRE2。为上拉排阻（阻值4.7k10k）。J5，J9，J6，J10分别对应单片机的P0，P1，P2，P3口。便于二次开发。6路共阳极数码管动态显示电路，P0口通过74HC573（起驱动和隔离作用，让电流通过74CH573流入公共地），来控制数码管的8路段码，P20-P22通过74HC138译码器（使用其中的6路）控制数码管的公共端（中间还有三极管做驱动器）。这样设计的理由：为了保证该单片机最小系统的二次开发的资源充足和合理性。如果单只做一个动态显示电路，可以省去74HC573，和74HC138。 图1 元件布局图图2 单片机最小系统原理图三、设计思路：1、255计数：255可用8位二进制数表示，故本设计可直接采用可以重装载的计数器T1模式二进行计数。然后对TL1的内容进行相应的二进制-十进制转换：首先TL1的内容除以64H，所的商就是十进制的百位，然后用余数除以0AH，所得的商就是十进制数的十位，余数即相应的十进制的个位。接着将相应的十进制数进行译码，并在LED数码管上显示出来。每来一个脉冲其显示的结果加一，直加至255然后T1重新开始计数。开始初始化堆栈，定时器初始化清零相关RAM地址单元TF1=1?调用显示子程序脉冲数加1即20H加120H=100?21H加120清零计算出脉冲数的个,十,百位分别存放于30H,31H,32H(20H=54)&(21H=2?)脉冲数计到255后重新计数即20H，21H清零说明：1. 20H存放脉冲的个位和十位数值，21H存放脉冲的百位和千位数值。 2.计算脉冲数的个位和十位数值：(20H)/10的商即十位数值存放于31H,余数即个位数值存放于30H。 3. 计算脉冲数的百位数值：(20H)/10的余数即百位数值存放于32H。例如：脉冲数212（十进制），(20H)=12,(21H)=2。脉冲的个位数值(30H)=2, 脉冲的十位数值(31H)=1, 脉冲的百位数值(32H)=2. 图3 255计数程序流程图1、255计数：255可用8位二进制数表示，故本设计可直接采用可以重装载的计数器T1模式二进行计数。然后对TL1的内容进行相应的二进制-十进制转换：首先TL1的内容除以64H，所的商就是十进制的百位，然后用余数除以0AH，所得的商就是十进制数的十位，余数即相应的十进制的个位。接着将相应的十进制数进行译码，并在LED数码管上显示出来。每来一个脉冲其显示的结果加一，直加至255然后T1重新开始计数。1、000255循环计数程序：ORG 0000H AJMP START ORG 0030HSTART: MOV TMOD,#60H ;计数器T1，工作方式2 MOV TH1,#00H;计数初值 MOV TL1,#00H SETB TR1;开启计数器T1 MOV DPTR,#TABLE;查表首地址MAIN: MOV A,TL1;二-十进制转换 MOV B,#64H DIV AB;取百位存于A，余数存于B MOV 30H,A;百位存于30H地址 MOV A,B;取余数继续转换 MOV B,#0AH DIV AB;取十位存于A，个位存于B MOV 31H,A;取十位存于31H地址 MOV 32H,B;取个位存于32H地址 LCALL DISPLAY;显示 JNB TF1,MAIN CLR TF1;清除溢出标志（因为没有开中断，也可以不清除） SJMP MAIN;循环执行DISPLAY: MOV R0,#00H;位选首值MOV R1,#30H;段选值对应首地址MOV R2,#03H;3位数码管，循环3次LOOP1:MOV P2,R0;循环取数 MOV A,R1 MOVC A,A+DPTR;查表取段码 MOV P1,A LCALL DELAY;显示上延时INC R0;改变位选取值INC R1;改变段选对应地址取值 DJNZ R2,LOOP1 RETDELAY: MOV R7,#64H;延时子程序LOOP: NOP NOP NOP DJNZ R7,LOOP RETTABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H;数码管段码显示二进制数 DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FH2、050000计数：由于超出了255，而直接将TH1,TL1中的数取出来转换显得有些繁琐，于是采用中断，每中断一次将脉冲数存在Rn寄存器中，而每一个Rn中只存099，计到100就向高位进一，而本寄存器则清零。2、050000循环计数程序：ORG 0000H AJMP START ORG 001BH;中断入口地址 AJMP INTT1 ;转中断程序 ORG 0030HSTART: MOV TMOD,#50H ;计数器T1，工作方式1 MOV TH1,#0FFH ;计数初值 MOV TL1,#0FFH SETB TR1 ;开启计数器T1 SETB EA ;开总中断 SETB ET1 ;开T1中断允许 MOV DPTR,#TABLE;查表首地址 MOV R1,#00H MOV R2,#00H MOV R3,#00H MOV R6,#02HDD: LCALL MAIN ;等待中断处理，循环执行 SJMP DDMAIN: MOV A,R1 ;R1存099 MOV B,#0AH DIV AB MOV 30H,A MOV 31H,B MOV A,R2 ;R2存099，但表示09900 MOV B,#0AH DIV AB MOV 32H,A MOV 33H,B MOV A,R3 ;R3存05，但表示050000 MOV B,#0AH DIV AB MOV 34H,A MOV 35H,B LCALL DISPLAY ;显示 RETINTT1: MOV TH1,#0FFH;继续赋初值 MOV TL1,#0FFH INC R3LOOPA: CJNE R1,#05H,LOOPB;最高位到5转移 DJNZ R6,LOOPD MOV R6,#02H ;为能显示50000专门设置 MOV R1,#00H ;显示了50000后返回0 SJMP LOOPDLOOPB: CJNE R2,#64H,LOOPC;计到99转移 MOV R2,#00H ;清零 INC R1 ;向高位进一 SJMP LOOPA ;继续判断，以防出现显示遗漏LOOPC: CJNE R3,#64H,LOOPD;计到99转移 MOV R3,#00H ;清零 INC R2 ;向高位进一 SJMP LOOPB ;继续判断，以防出现显示遗漏LOOPD: RETI ;中断返回，加一后继续显示DISPLAY:MOV R5,#06H ;显示子程序 MOV R4,#00H MOV R0,#30HL1: MOV P2,R4 ;位选 MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR MOV P1,A ;段选 LCALL DELAY INC R4 INC R0 DJNZ R5,L1 RETDELAY: MOV R7,#64H ;延时子程序LOOP: NOP NOP NOP DJNZ R7,LOOP RETTABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H;数码管显示段码二进制 DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FH3、出租车计费程序：LL EQU 50 ;假设来一个脉冲表示车轮转的圈数与车轮周长的乘积 ORG 0000H ;即每个脉冲表示车子走的路程设为50m（为显示方便设大点） AJMP START ORG 001BH AJMP INTT1 ;转中断处理 ORG 0030HSTART: MOV SP,#3FH MOV TMOD,#50H ;来2个脉冲表示行进100m,每走100m进入中断处理 MOV TH1,#0FFH MOV TL1,#0FEH SETB TR1 SETB EA SETB ET1 MOV DPTR,#TABLE;查表首地址 MOV R1,#00H MOV R2,#00H MOV R3,#00H MOV R4,#00H MOV R5,#00H MOV R6,#32HDD: LCALL MAIN SJMP DDMAIN: MOV A,R4 ;R4对应数码管前2位，表示路程， MOV B,#0AH ;精度为0.1km DIV AB MOV 30H,A MOV 31H,B MOV A,R2;R2对应数码管3、4位，表示路程，单位为km MOV B,#0AH DIV AB MOV 32H,A MOV 33H,B MOV A,R5 ;R5对应数码管4、5位，表示费用，单位为元 MOV B,#0AH ;精度为0.8元 DIV AB MOV 34H,A MOV 35H,B MOV A,R6;R6对应数码管6、7位，表示费用 MOV B,#0AH DIV AB MOV 36H,A MOV 37H,B LCALL DISPLAY RETINTT1: MOV TH1,#0FFH MOV TL1,#0FEH INC R3 INC R2 CJNE R2,#64H,LOOPC INC R4 MOV R2,#00H ;R2存中断次数LOOPC: CJNE R5,#64H,LOOPA ;R5计到100则重新开始 MOV R2,#00H MOV R4,#00H MOV R1,#00H MOV R3,#00H MOV R5,#00H MOV R6,#32H SJMP LOOPBLOOPA: CJNE R3,#05H,LOOPB ;每中断5次进行相应处理 INC R1 MOV R3,#00H CJNE R1,#05H,LOOPB MOV R1,#04H ;专门设置为处理2.0km以内的计费问题 MOV A,R6 ADD A,#08H ;2.0km以后每加0.5km R6加0.8元 MOV R6,A SUBB A,#64H JC LOOPB;判断R6中的数是否大于100 INC R5;若超出一百，则向R5进一，并舍弃R6的百位 MOV A,R6 MOV B,#64H DIV AB MOV R6,B LOOPB: RETI ;中断返回DISPLAY:MOV P2,#00H ;显示 MOV A,30H MOVC A,A+DPTR MOV P1,A LCALL DELAY MOV P2,#01H MOV A,31H MOVC A,A+DPTR MOV P1,A LCALL DELAY MOV P2,#02H MOV A,32H MOVC A,A+DPTR ADD A,#80H MOV P1,A LCALL DELAY MOV P2,#03H MOV A,33H MOVC A,A+DPTR MOV P1,A LCALL DELAY MOV P2,#04H MOV A,34H MOVC A,A+DPTR MOV P1,A LCALL DELAY MOV P2,#05H MOV A,35H MOVC A,A+DPTR MOV P1,A LCALL DELAY MOV P2,#06H MOV A,36H MOVC A,A+DPTR ADD A,#80H MOV P1,A LCALL DELAY MOV P2,#07H MOV A,37H MOVC A,A+DPTR MOV P1,A LCALL DELAY RET DELAY: MOV R7,#64H ;延时子程序LOOP: NOP NOP NOP DJNZ R7,LOOP RETTABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H ;数码管显示段码二进制 DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FH四：下图为000255的计数图下图为050000的计数下图为计程车的计费系统图五：课程设计心得时光飞逝，一转眼，一个学期又进尾声了，本学期的单片机综合课程设计也在两周内完成了。俗话说“好的开始是成功的一半”。说起课程设计，我认为最重要的就是做好设计的预习，认真的研究老师给的题目，要分析的透彻。其次，老师对实验的讲解要一丝不苟的去听去想，因为只有都明白了，做起设计就会事半功倍，如果没弄明白，就迷迷糊糊的去选题目做设计，到头来一点收获也没有。最后，要重视程序的模块化，修改的方便，也要注重程序的调试，掌握其方法。本次单片机课程设计的任务， 11 外部脉冲自动计数，自动显示。111设计一个255计数器：0255计数，计满后自动清0，重新计数（在数码管中显示）。112设计一个50000计数器：050000计数，计满后自动清0，重新计数（在数码管中显示）。12 设计一个出租车计费系统： 起步价为5元（2km以内），2km后，0.8元/0.5km;要求每500m刷新计费一次，在8位数码管中，前3位显示数码管显示里程数,后3位数码管显示价钱（角，元，十元，百元）注：要求首先采用PROTEUS完成单片机最小系统的硬件电路设计及仿真；程序仿真测试通过后，再下载到单片机实训板上执行。我们都是在寝室自己动手，编写程序，用proteus仿真。在这次难得的课程设计过程中我锻炼了自己的思考能力和动手能力。通过编写程序和设计电路的过程中，加强了我思考问题的完整性和实际生活联系的可行性。在方案设计选择和芯片的选择上，培养了我们综合应用单片机的能力，对单片机的各个管脚的功能也有了进一步的认识。还锻炼我们个人的查阅技术资料的能力，动手能力，发现问题，解决问题的能力。并且我们熟练掌握了有关器件