单片机课程设计报告书

基于基于 MCS51 的简易数字频率计的简易数字频率计 学院：学院： 年级：年级： 专业：专业： 学号：学号： 姓名：姓名： 指导老师：指导老师： 1 一课程设计的目的及意义一课程设计的目的及意义 （1）目的：通过本次课程设计，巩固和加深“单片机原理 与应用”中的理论知识，了解和应用 dvcc 仿真系统，结合软硬件， 基本掌握单片机的应用的一般设计方法，提高电子电路的设计和实 验能力，并且提高自身查找和运用资料能力 （2）意义：通过本次课程设计，使得理论知识系统化，从 中或得一些实战工作经验，提高个人与团体指挥的作用。 二课程设计课题：二课程设计课题： 频率计系统设计：用 AT89C51 单片机设计一个六位 LED 显示 的频率计。 三频率计原理：三频率计原理： 本系统采用测量频率法，可将频率脉冲直接连接到 AT89C51 的 T0 端，将 T/C1 用做定时器。T/C0 用做计数器。在 T/C1 定时的 时间里，对频率脉冲进行计数。在 1S 定时内所计脉冲数即是该脉 冲的频率。 图图 1：测量时序图：测量时序图 由于 T0 并不与 T1 同步，并且有可能造成脉冲丢失，所以 2 对计数器 T0 做一定的延时，以矫正误差。具体延时时间根据 具体实验确定。 四功能及按键说明四功能及按键说明 P0.0P0.5 为 LED 位选择，其中 P0.5 指向十万位 P0.0 指向 个位，RP1 为 P0 口的上拉电阻。P2.0P2.7 为 LED 的段位选择，对 应 LED 的 A,B,C,D,E,F,G,DP。P3.4 为待测频率入口。 五程序流程图五程序流程图 1.主程序 main 流程图 3 2定时 50ms 中断子程序 xtimer1()流程图 3显示子程序 display 流程图 4 六六 原理图原理图 图 2：频率计原理图 七七 源程序代码源程序代码 /*简易数字频率计：T1 定时计器，T0 计数器，由 P34（/T0）口输入待测频率*/ /*T1 定时 1S，在这 1S 内 T1 的计数值就是待测的频率值。*/ #include/头文件 #include/头文件 #define uchar unsigned char/宏定义 #define uint unsigned int/宏定义 sfr16 DPTR=0 x82;/定义 DPTR bit status_F=1;/状态标志位 uint aa, qian, bai,shi,ge,bb,wan,shiwan; /定义变量 uchar cout; unsigned long temp;/定义长整型变量 /*数码管显示 0-9*/ uchar code table=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f,0 x77,0 x7c,0 x39,0 x5e, 0 x79,0 x71; /*子函数声明*/ void delay(uint z); void init(); void display(uint shiwan,uint wan,uint qian,uint bai,uint shi,uint ge); void xtimer0(); void xtimer1(); 5 /*主函数*/ void main() P0=0XFF; /初始化 P0 口 init();/调用定时器，计数器初始化 while(1) if(aa=19)/定时 20*50MS=1S aa=0;/定时完成一次后清 0 status_F=1;/完成计数 TR1=0; /关闭 T1 定时槛，定时 1S 完成 delay(46); /延时较正误差 TR0=0;/关闭 T0 DPL=TL0; /计数量的低 8 位 DPH=TH0;/计数量的高 8 位 temp=DPTR+cout*65535; /计数值放入变量 shiwan=temp%/; wan=temp%/10000; qian=temp%10000/1000;/显示千位 bai=temp%1000/100;/显示百位 shi=temp%100/10;/显示十位 ge=temp%10;/显示个位 display(shiwan,wan,qian,bai,shi,ge); /调用显示函数 /*定时器，计数器初始化*/ void init() temp=0;/变量赋初值 aa=0; cout=0; IE=0X8A;/开中断，T0，T1 中断 TMOD=0 x15;/T1 为定时器工作于方式 1，T0 为计数器工作于方式 1 TH1=0 x3c;/定时器赋高 8 初值 , 12M 晶振 TL1=0 xb0;/定时器赋低 8 初值 , 12M 晶振 TH0=0;/计数器赋高 8 初值初值 TL0=0;/计数器赋低 8 初值 TR1=1;/开定时器 1 TR0=1;/开计数器 0 6 /*显示子函数*/ void display(uint shiwan,uint wan,uint qian,uint bai,uint shi,uint ge) P0=0 xdf;/P0 口是位选 1101 1111 改成 1111 1101 =0XDF P2=tableshiwan;/显示 shiwan 位 delay(5); P0=0 xef;/P0 口是位选 1110 1111 改成 1111 1110 =0XFE P2=tablewan;/显示 wan 位 delay(3); P0=0 xf7;/P0 口是位选 1111 01111 改成 0111 1111=0X7F P2=tableqian;/显示千位 delay(3); P0=0 xfb;/P0 口是位选 1111 1011 改成 1011 1111=0XBF P2=tablebai;/显示百位 delay(3); P0=0 xfd; /P0 口是位选 1111 1101 改成 1101 1111 =0XDF P2=tableshi;/显示十位 delay(3); P0=0 xfe;/P0 口是位选 1111 1110 改成 1110 1111 =0XEF P2=tablege;/显示个位 delay(3); /*定时中断子函数*/ void xtimer1() interrupt 3 TH1=0 x3c;/定时器赋高 8 初值 TL1=0 xb0;/定时器赋低 8 初值 aa+; /*计数器中断子函数*/ void xtimer0() interrupt 1 cout+; /*延时子函数。延时 1MS*/ void delay(uint z) uint i,j; for(i=0;iz;i+) for(j=0;j110;j+);/j 上限为 125 7 八八 仿真结果与分析仿真结果与分析 此简易频率计的特点是由于加入了延时补偿，对于低频率脉冲 能够准确计数，对于较高频率，则频率越高，误差越大。但总体来 讲，误差相对较小。 1.在 13257HZ,测量结果是准确的，如图 1 所示 1HZ，1KHZ，3257HZ 的仿真图： 图图 3：1HZ，1KHZ，3257HZ 的仿真图： 8 2在在 3258HZ9.5KHZ 的时候测量有误差并且慢慢减少。的时候测量有误差并且慢慢减少。 在在 3258HZ 时候达到最大误差时候达到最大误差 0.03069%，如图。，如图。9.5KHZ 时候达到最小误差时候达到最小误差 0.01368%。如图。如图。 图图 3：测量 3258HZ 的仿真结果 图图 4：测量 95013HZ 的仿真结果 3从从 9.6KHZ999.7629KHZ，测量误差越来越大，在，测量误差越来越大，在 9.6KHZ 为为 0.01458%，在，在 999.7629KHZ 时为时为 0.0237% 图图 5：测量 9.6KHZ 的仿真结果 9 图图 6：测量999.7629KHZ 的仿真结果 九课程设计心得体会九课程设计心得体会 在单片机应用系统设计时，必须先确定该系统的技术要求，这是系统设计 的依据和出发点，整个设计过程都必须围绕这个技术要求来工作。在设计时遵 循从整体到局部也即自上而下的原则。把复杂的问题分解为若干个比较简单的、 容易处理的问题，分别单个的加以解决。在设计开始时，我们应根据应用的和 设计要求提出设计的总体任务，绘制硬件和软件的总框图。将总任务分解成可 以独立表达的子任务，这些子任务再向下分，直到每个子任务足够简单，能够 直接而容易的实现为止。在程序调试时应按各个功能模块分别调试。 在程序设计时，正确合理的设计是非常重要的，比如说，有些执行程序以 实时中断方式调用时，如果不正确的设计，有可能陷入无休止的中断申请，使 程序无法正常工作。正确的程序设计包括程序的结构是否合理，一些循环结构 和循环指令的使用是否恰当，能否使用较少的循环次数或较快的指令，是否能 把某些延迟等待的操作改为中断申请服务，能否把某些计算方法和查表技术适 当简化等。另外程序的设计要具有可扩展性，程序的结构要标准化，便于阅读、 修改和扩充。 通过本次课程设计，我更加地了解和掌握单片机的基本知识和基本的编写 程序，也更加深入地了解单片机这么课程，掌握汇编语言的设计和调试方法， 熟悉 DVCC 系统的操作及其功能应用，更加熟悉设计的流程及程序的组合、调 用和系统的调试。在程序设计中，要善于