基于51单片机的计数器设计

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.1611 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

2、和掌握，对单片机实际的应用作进一步的了解。4通过本次试验，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-

3、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 P0.0-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2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

4、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，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

5、通控制电路，位选通3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

6、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 STC89C51 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4图 3-1 总体框架图最小控制系统的设计，S

7、TC89C51 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， STC89C51 数码管显示LED显示 触发电路5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

8、示电路如图 3-4 所示。6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=248;j0;j-);void delay2ms(void)unsigned char i,j,k;for(i=20;i0;i-)7for(j=20;j0;j-)for(k=248;k0;k-);unsigned char code LEDcode=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,

9、0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f;unsigned char code LEDcoda=0 x00,0 x01,0 x02,0 x03,0 x04,0 x05,0 x06,0 x07,0 x08,0 x09,0 x0a,0 x0b,0 x0c,0 x0d,0 x0e,0 x0f,0 x10,0 x11,0 x12,0 x13,0 x14,0 x15,0 x16,0 x17,0 x18,0 x19,0 x1a,0 x1b,0 x1c,0 x1d,0 x1e,0 x1f,0 x20,0 x21,0 x22,0 x23,0 x24,0 x25,0 x26,0 x27,0 x28,0 x

10、29,0 x2a,0 x2b,0 x2c,0 x2d,0 x2e,0 x2f,0 x30,0 x31,0 x32,0 x33,0 x34,0 x35,0 x36,0 x37,0 x38,0 x39,0 x3a,0 x3b,0 x3c,0 x3d,0 x3e,0 x3f,0 x40,0 x41,0 x42,0 x43,0 x44,0 x45,0 x46,0 x47,0 x48,0 x49,0 x4a,0 x4b,0 x4c,0 x4d,0 x4e,0 x4f,0 x50,0 x51,0 x52,0 x53,0 x54,0 x55,0 x56,0 x57,0 x58,0 x59,0 x5a,0 x

11、5b,0 x5c,0 x5d,0 x5e,0 x5f,0 x60,0 x61,0 x62,0 x63;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)8count+;if(count=100)count=0;P0=LEDcodecount/10;P2=LEDcodecount%10;P1=LEDcodacount;while(sp1=0);dodela

12、y5ms();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，给焊接带来不必要的麻烦、也9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

13、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，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

14、，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

15、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10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 OUTPUT 子菜单，在Create HEX 前打钩，子菜单中，Setti

16、ngs 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

17、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，我学会了许多东西，学会了严密的思考，构想及怎样把计划付诸于实际行动之中。同时与社会的不断高速发展的步伐相比，我认识到自己所学的知识和技能还远远不足，有些实际性的问题还不能够解决，缺少很多11有实际运用价值的知识储备，缺乏应有的动手解决实际问题的能力，缺乏高效利用及筛选大量资料的能力，缺乏资源共享及应有的团队合作精神，有待进一步提高，我应当学好自己的专业知识以适应不断发展的社会。在这次课程设计中，我学会了如何有效的利用网络资源及图书馆的藏书，找到了几个很不错的专业网站，通过这次课程设计，加强了我动手、思考和解决问题的能力.

18、但是控制器控制信号灯不好。虽然花了很多的时间，但学到了很多东西。做课程设计的时候,自己把整个书本都看了几遍，增强了自己对知识的理解，很多以前不是很懂的问题现在都已经一一解决了。在课程设计的过程中，我想了很多种方案，对同一个问题都想了很多种不同的接法，运用不同的芯片进行了比较，最后还是采取了上面的方法进行连接。为以后的查阅专业方面的信息和相互之间的交流打下了坚实的基础，学会了如何看电路图，识别电路图，提高了自己的专业技能，同时也培养了自己独立解决实际问题的能力，也培养了自己认真和严谨的科学态度，收到了很大的启发，为以后的工作积累了些宝贵的经验。本课设过程中一开始就出现数码管的焊接错误， 其实在焊

19、接前就问同学数码管的管脚 是从哪开始数。但在线路的布置时，却不知而然的顺时针数，后来发现要重新把数码管的焊点吸出，重新焊接，所以觉得麻烦，而且浪费时间和影响美观等，接着想到把数码管引脚倒过来插。所以今后做如此的焊接实验时必须更仔细点。在数码管这一块，以为直接 焊上去就可以达到灯亮和基数的效果，结果没达到理想效果，通过网上查阅才明白怎么样焊接。在最后过程中，老师提出应该用不同的数码管，接不通的电路；同时老师在检查时提到原理问题时，其实在做 12之前是看过、查阅过的，只不过因为当时头脑一热，只有几个词语，所以一言不语，当时也不明白数码管的具体结构组成以及其目的等 （认为这是在实验报告中要完成的任务） ，所以在今后还是要做好充分的准备工作，做到细心、谨慎、负责。通过实验意识到要从现在开始养成那种细心的好习惯。还有由于知识的局限性，对一些深层次的问题还是有所欠缺。这对以后的课程设计、毕业设计甚至是今后工作 上都非常有帮助。再者通过这次实习锻炼了自己的动手及查资料的能力，也体会到了 成功带来了的喜悦和自己的不足之处，可以说是受益匪