数字频率计实验报告-利用单片机.doc

湖南科技大学信息与电气工程学院实验报告实验名称：数字频率计实验日期：2013年10月28日至2013年12月5日学 院：信息与电气工程学院实 验 室：班 级：12级自动化三班姓 名：方云熠学 号：1204020309一、实验目的制作数字频率计：1、掌握数字电路的设计、制作、调试方法；2、掌握稳压电源的原理；3、基本掌握PROTEL(或其它绘图软件)；4、提高焊接技术；5、熟悉设计报告的撰写要求，掌握Word 的排版。二、实验要求1、 通过查找资料设计电路（只能用模电、数电实现）；2、 用PROTEL(或其它绘图软件)设计电路的原理图、PCB 图（分别设计成单面板和双面板）；3、 制作实物（用万能板焊接）、调试；4、 撰写设计报告；5、 验收。三、实验元件序号电子元件数量1STCAT89C52单片机12单片机开发板13四位共阳数码管24排针（排）2510uF电解电容1612MHz晶振17红色二极管18电阻若干930uF瓷片电容210573芯片111六脚自锁开关112按键1 焊台*1 焊锡 洞洞板*1四、实验材料说明1、 AT89S52单片机：40个针脚，32个I/O口（分别为P0.0P0.7；P1.0P1.7；P2.0P2.7；P3.0P3.7），每个I/O口作为输出端需接上拉电阻；2、 最小系统的复位电路中电容的作用：阻容复位，通过给电容充电，充电时导通reset脚为高电平（1），而后充满断开，所有电压（5V）加载在电容上，reset脚为低电平（0），从而实现复位功能；3、 最小系统的时钟电路的两个电容作用：维持复位信号所需要的高低电平时间（充放电的间隔时间决定），其相互影响晶振的周期的规律为：电容大，电路更加稳定，但晶振精度下降；电容小，降低电路的抗干扰性，所以30uF电容为典型值；4、 数字频率计电路设计中加入电阻作用：防止电流过大击穿烧坏二极管；5、 四位共阳数码管具体所对应针脚说明:A,B,C,D,E,F,DP分别对应一种微型点阵，如图所示6、 整体电路图焊接时应当注意尽量少采用或者不采用飞线，以提高硬件系统的稳定性。五、实验原理说明1、二极管发光原理：晶体二极管为由P型半导体和n型半导体组成的p-n结，在输入高电平（1）时，其不导通不发光，输入低电平（0）时，其导通发光；3、共阳数码管工作原理：共阳数码管就是将所有正极接到一起，连接到一个公共端COM，当输入端为低电平（0）时，数码管相应位置点亮；4、单片机工作原理：单片机由运算器，控制器，存储器，输入/输出设备构成，所用的AT89S52型号单片机有40个针脚，32个I/O口，256字节的RAM，8K字节的ROM，一条指令对应着一种基本操作；单片机所能执行的全部指令，就是该单片机的指令系统，不同种类的单片机，其指令系统亦不同。为使单片机能自动完成某一特定任务，必须把要解决的问题编成一系列指令（这些指令必须是选定单片机能识别和执行的指令），这一系列指令的集合就成为程序，程序需要预先存放在具有存储功能的部件存储器中。存储器由许多存储单元（最小的存储单位）组成，就像大楼房有许多房间组成一样，指令就存放在这些单元里，单元里的指令取出并执行就像大楼房的每个房间的被分配到了唯一一个房间号一样，每一个存储单元也必须被分配到唯一的地址号，该地址号称为存储单元的地址，这样只要知道了存储单元的地址，就可以找到这个存储单元，其中存储的指令就可以被取出，然后再被执行。六、实验步骤（硬件系统+软件系统，程序）1、 绘制电路图电路图包括：A、最小系统B、四位共阳数码管的接脚下图为百度的四位共阳数码管的内部引脚图（焊接的时候用排针分别引脚，而后用排插连接）D、下图为整体电路图2、 焊制最小系统最小系统由单片机（AT89S52），电源，晶振电路（接入12MHz频率的晶振），复位电路四样构成3、 单独焊接LED灯电路每盏LED灯串联一个300欧姆的电阻，目的为降低电流，防止LED灯因电流过大而烧坏。所有电阻通过焊锡焊成的电路接到一起，以后接入主电路用每盏LED灯前接上一个排针，便于以后用排线连接4、 单独焊接四位共阳数码管电路先焊接圆孔排座，以便将四位共阳数码管的针脚插入焊接三极管（型号8550，类型PNP），其最中间的脚接300欧姆的电阻，作用为降低电流，保护三级管不被烧坏数码管的针脚终端连上一个排针，便于以后用排线连接到单片机的I/O口四位共阳数码管编码表字符编码（段码）字符编码(段码)00xc080x8010xf990x9020xa4A0x8830xb0b0x8340x99C0xc650x92D0xa160x82E0x8670xf8F0x8e6、 将所有单独的电路连接到一起（LED灯电路，四位共阳数码管电路，最小系统电路，USB供电电路），连接正负端口，确保+5V接入点及GND接地正确7、 检查电路，确认不出现漏焊，虚焊硬件系统制作完毕七、软件系统程序的编制1、 构造编程思想，说明：由于之前没有编过此类程序，根据要求以下程序经过百度和询问学长而来。2、 程序说明： #include unsigned char code dispbit=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f; unsigned char code dispcode=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99, 0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff,0xef; unsigned char dispbuf8=0,0,0,0,0,0,10,10; unsigned char temp8; unsigned char dispcount; unsigned char T0count; unsigned char timecount; bit flag; unsigned long x; void main(void) unsigned char i; TMOD=0x15; TH0=0; TL0=0; TH1=(65536-4000)/256; TL1=(65536-4000)%256; TR1=1; TR0=1; ET0=1; ET1=1; EA=1; while(1) if(flag=1) flag=0; x=T0count*65536+TH0*256+TL0; for(i=0;i8;i+) tempi=0; i=0; while(x/10) tempi=x%10; x=x/10; i+; tempi=x; for(i=0;i6;i+) dispbufi=tempi; timecount=0; T0count=0; TH0=0; TL0=0; TR0=1; void t0(void) interrupt 1 using 0 T0count+; void t1(void) interrupt 3 using 0 TH1=(65536-4000)/256; TL1=(65536-4000)%256; timecount+; if(timecount=250) TR0=0; timecount=0; flag=1; P0=dispcodedispbufdispcount; P2=dispbitdispcount; dispcount+; if(dispcount=8) dispcount=0; 3、 生成.hex后缀的文件，而后用AVR fight烧写程序进单片机（AT89S52）中4、 在焊接的板子上装上烧写好的单片机，接入电源，复位，执行程序。八、学习心得本次考察让我体味到设计电路、连接电路、调测电路过程中的乐苦与甜。设计是我们将来必需的技能，这次恰恰给我提供了一个应用自己所学知识的机会，从到图书馆查找资料到对电路的设计对电路的调试再到最后电路的成型，都对我所学的知识进行了检验。同时在设计的过程中，遇到了一些以前没有见到过的元件，但是通过查找资料来学习这些元件的功能和使用。制作过程是一个考验人耐心的过程，不能有丝毫的急躁，马虎，要一步一步来，不能急躁。这又要我们要灵活处理，在不影响试验的前提下可以加快进度。合理的分配时间。特别是焊接的过程，因为我自己之前没怎么焊接过，且不说焊的过程花费了不少时间，更加的是开始焊好了，最后结果出不来，只得又重新焊。总得来说，经过初次的试兵，