单片机实训.doc

_51单片机实训指南一、 实习课题基于单片机最小系统的频率计设计二、 实习内容单片机最小系统电路原理设计分析与讲解，PCB设计分析与讲解，电路板焊接培训与实际操作，程序设计、调试分析与讲解，程序调试实际操作。三、硬件资源 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）； 单片机实训模块（频率计分频预处理电路）。四、电路原理分析与设计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。 图1 元件布局图图2 单片机最小系统原理图 频率计模块介绍一基于单片机最小系统的频率计设计简介1测频率原理分析：若某一信号在T秒时间里重复变化了N 次，则根据频率的定义可知该信号的频率fs 为：fs=N/T 通常测量时间T取1秒或它的十进制时间。2单片机的外部计数口测频率的局限性分析：在每个机器周期的S5P2期间，CPU采样引脚的输入电平。若前一机器周期采样值为1，下一机器周期采样值为0，则计数器增1，此后的机器周期S3P1期间，新的计数值装入计数器。所以检测一个1到0的跳变需要两个机器周期，故外部脉冲频率不超过振荡器频率的124。3扩展测量频率范围解决方案： 将输入到单片机引脚的频率通过分频器预先处理。然后在程序设计中通过算法，将分频系数还原。从而达到扩展测量频率的范围。二电路原理图：二电路原理分析：74HC393为二进制计数器，将输入信号进行预分频，输出端口接54hc151，多路复用器（8通道）。单片机通过采用54SN151 A，B，C端口的组合值来确定分频系数，通过程序算法获得正确的频率值。74HC393真值表：54hc15真值表：C语言源程序：#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit Key=P10;sbit Led=P30;uchar code led_code18=0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,/段码 0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x81,0x7f,0xff;uchar data dis_data6=0,0,0,0,0,0;unsigned long data counter;uchar data timer_counter=0;void Init();void Timer_Init();void delayms(uchar n);void Data_Deal();void display(uchar *p,uchar n);void Delay100ms(unsigned int _100ms);void Delay1ms(unsigned int ms);/*主程序*/void main() Init(); while(1) if(timer_counter=20) TR1=0; /关闭计时TR0=0; /关闭计数TH0=0; /计数清0TL0=0;TH1=0x4c; /50ms定时TL1=0x00;timer_counter=0;Key=1;if(Key) Delay1ms(5);if(Key)counter=counter*16;counter=counter/100;Led=0;Data_Deal(); /更新数据 else if(counter200000) /超过200K范围后显示全FF dis_data0=0x0f; dis_data1=0x0f; dis_data2=0x0f; dis_data3=0x0f; dis_data4=0x0f; dis_data5=0x0f; else Led=1; Data_Deal(); /更新数据 counter=0;TR1=1; /启动计时TR0=1; /启动计数 display(dis_data,6);/*程序初始化*/void Init()Delay100ms(5); /开机先调用一段延时Timer_Init();/*定时器初始化*/void Timer_Init()TMOD=0x15; /定时器1定时方式1，定时器0计数方式1TH0=0; /计数清0TL0=0;TH1=0x4c; /50ms定时TL1=0x00;ET1=1;EA=1;TR1=1; /启动计时TR0=1; /启动计数Led=1;/*显示程序*/void display(uchar *p,uchar n) uchar i; for(i=0;i0;loop-) x=ms; for(;x0;x-) for(n=225;n0;n-) _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); /*void Delay100ms(unsigned int _100ms) /100ms级延时 unsigned char n,i,ms,loop; for(loop=6;loop0;loop-) ms=_100ms; for(;ms0;ms-) for(n=145;n0;n-) for(i=251;i0;i-)_nop_(); /*定时中断程序*/void Timer1(void) interrupt 3 TR0=0; TH1=0x4