单片机课程设计外部脉冲计数器.doc下载

weixin_39821228 2023-03-19 15:30:17
目录 摘要:单片机是一种集成在电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能 力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器 /计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。本课程设计的指导 思想是控制单片机实现从0到99的计数功能,其结果显示在两位一体的共阳极数码管上。 关键词:脉冲计数器 数码管 单片机 本设计基于单片机技术原理,以单片机芯片STC89C52作为核心控制器,通过硬件电路的制 作以及软件程序的编制,设计制作出一个计数器,包括以下功能:输出脉冲,按下键就开始 计数,并将数值显示在两位一体的共阳极数码管上。 1课题原理 PCB板上设置开始计数按键和清零按键,以上按键与89C52单片机的P1口连接,通过查 询按键是否被按下来判断进行计数或者清零。若按下计数健,则单片机控制两位一体的 共阳极数码管显示从00开始的数字,按下一次,则数字加一,一次类推;若按下清零键 ,则程序返回程序开始处,并且数码管显示00。 2 硬件及软件设计 2.1 硬件系统 2.1.1 硬件系统设计 此设计是在单片机最小系统的基础上进行开发和拓展,增加了按键电路和和数码管显 示电路,由于单片机输出电流不足以驱动数码管发光,所以数码管需要驱动电路。我们 采用了三极管对数码管电流进行放大,使电流大小达到要求值。 2.1.2 单元电路设计 基本框架如下图2.1 2.1基本框架 1.STC89C52芯片 STC89C52RC芯片包括: 8k字节Flash,512字节RAM, 32位I/O口线,看门狗定时器,两个数据指针,三个16位定时器/计数器,一个6向量2级 中断结构,全双工串行口, 片内晶振及时钟电路。STC89C52RC芯片可降至0Hz静态逻辑操作,时钟频率0- 80MHz,支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下,CPU停止工作,允许RAM、定时器/计 数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结, 单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。8位微控制器8K字节在系统可编 程。芯片如图2.4所示。 图2.4 STC89C52芯片 2.按键电路 K1键为启动键,K2键为清零键,K3键为计数键,通过按钮的连接,实现开始、计数清零 功能,连接电路如图2.5所示。 图2.5 按键电路 3.复位电路 单片机的第9脚RST为硬件复位端,只要将该端持续4个机器周期的高电平即可实现复位 ,复位后单片机的各状态都恢复到初始化状态,其电路图如图2.6所示: 图2.6复位电路 4.晶振电路 单片机必须在时钟的驱动下才能工作。在单片机内部有一个时钟振荡电路,只需要外 接一个振荡源就能产生一定的时钟信号送到单片机内部的各个单元,决定单片机的工作 速度。时钟电路如下图2.7所示。 图2.7 晶振电路 5.数码管显示电路 选用的是两位一体的共阳数码管,将P0口分别接数码管的八段发光二极管,将电源V CC端口接经数码管位选三极管,构成显示电路。电路图如图2.8所示 图2.8 数码管显示电路 6.电平转换与PC机接口电路 电平转换电路,实现芯片与PC机的电压相匹配,同时实现与PC机之间的连接。电路图 如图2.9所示 图2.9电平转换与PC机接口电路 2.2 软件系统 2.2.1 软件系统分析 1.单片机机器接口设计; 2.数码管显示电路设计,两位数码管显示; 3.按键取值电路设计,K1,K2,K3 分别控制计数器的开始,清零和加一。 2.2.2 流程图 外部脉冲计数器的软件流程图如图2.10 注:K1键是启动键;K2键是复位键;K3键是外部脉冲键。 K1键接P0口;K2键接P1口;K3键P2口. 图2.10 外部脉冲计数器的流程图 2.2.3 程序 汇编语言源程序: ORG 0000H LJMP START ORG 0100H START: JB P1.0 , START ;检查K1是否按下 LCALL DELAY1 ;消除抖动 JB P1.0,START MOV R0,#0 ;个位清零 MOV R1,#0 ;十位清零 MOV DPTR,#DTAB ;表格首地址赋给DPTR,为后面显示做准备 JISHU: JNB P1.1,D3 ;检查K2否按下 ,如果按下则复位 LCALL DISPLAY JB P1.2,JISHU ;检查有没脉冲 LCALL DELAY1 ;消除抖动 JB P1.2,JISHU ;确认有脉冲 MOV DPTR,#DTAB ;表格首地址赋给DPTR,为后面显示做准备 CJNE R0,#9H,SMALL ;判断个位是否等于9,等于9则跳到SAMLL SMALL: JNC BIG ;判断是否大于9,大于9则跳到BIG INC R0 LCALL DISPLAY AJMP , 相关下载链接:https://download.csdn.net/download/qq_43934844/87506319?utm_source=bbsseo
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目录 摘要:单片机是一种集成在电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能 力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器 /计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。本课程设计的指导 思想是控制单片机实现从0到99的计数功能,其结果显示在两位一体的共阳极数码管上。 关键词:脉冲计数器 数码管 单片机 本设计基于单片机技术原理,以单片机芯片STC89C52作为核心控制器,通过硬件电路的制 作以及软件程序的编制,设计制作出一个计数器,包括以下功能:输出脉冲,按下键就开始 计数,并将数值显示在两位一体的共阳极数码管上。 1课题原理 PCB板上设置开始计数按键和清零按键,以上按键与89C52单片机的P1口连接,通过查 询按键是否被按下来判断进行计数或者清零。若按下计数健,则单片机控制两位一体的 共阳极数码管显示从00开始的数字,按下一次,则数字加一,一次类推;若按下清零键 ,则程序返回程序开始处,并且数码管显示00。 2 硬件及软件设计 2.1 硬件系统 2.1.1 硬件系统设计 此设计是在单片机最小系统的基础上进行开发和拓展,增加了按键电路和和数码管显 示电路,由于单片机输出电流不足以驱动数码管发光,所以数码管需要驱动电路。我们 采用了三极管对数码管电流进行放大,使电流大小达到要求值。 2.1.2 单元电路设计 基本框架如下图2.1 2.1基本框架 1.STC89C52芯片 STC89C52RC芯片包括: 8k字节Flash,512字节RAM, 32位I/O口线,看门狗定时器,两个数据指针,三个16位定时器/计数器,一个6向量2级 中断结构,全双工串行口, 片内晶振及时钟电路。STC89C52RC芯片可降至0Hz静态逻辑操作,时钟频率0- 80MHz,支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下,CPU停止工作,允许RAM、定时器/计 数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结, 单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。8位微控制器8K字节在系统可编 程。芯片如图2.4所示。 图2.4 STC89C52芯片 2.按键电路 K1键为启动键,K2键为清零键,K3键为计数键,通过按钮的连接,实现开始、计数清零 功能,连接电路如图2.5所示。 图2.5 按键电路 3.复位电路 单片机的第9脚RST为硬件复位端,只要将该端持续4个机器周期的高电平即可实现复位 ,复位后单片机的各状态都恢复到初始化状态,其电路图如图2.6所示: 图2.6复位电路 4.晶振电路 单片机必须在时钟的驱动下才能工作。在单片机内部有一个时钟振荡电路,只需要外 接一个振荡源就能产生一定的时钟信号送到单片机内部的各个单元,决定单片机的工作 速度。时钟电路如下图2.7所示。 图2.7 晶振电路 5.数码管显示电路 选用的是两位一体的共阳数码管,将P0口分别接数码管的八段发光二极管,将电源V CC端口接经数码管位选三极管,构成显示电路。电路图如图2.8所示 图2.8 数码管显示电路 6.电平转换与PC机接口电路 电平转换电路,实现芯片与PC机的电压相匹配,同时实现与PC机之间的连接。电路图 如图2.9所示 图2.9电平转换与PC机接口电路 2.2 软件系统 2.2.1 软件系统分析 1.单片机机器接口设计; 2.数码管显示电路设计,两位数码管显示; 3.按键取值电路设计,K1,K2,K3 分别控制计数器的开始,清零和加一。 2.2.2 流程图 外部脉冲计数器的软件流程图如图2.10 注:K1键是启动键;K2键是复位键;K3键是外部脉冲键。 K1键接P0口;K2键接P1口;K3键P2口. 图2.10 外部脉冲计数器的流程图 2.2.3 程序 汇编语言源程序: ORG 0000H LJMP START ORG 0100H START: JB P1.0 , START ;检查K1是否按下 LCALL DELAY1 ;消除抖动 JB P1.0,START MOV R0,#0 ;个位清零 MOV R1,#0 ;十位清零 MOV DPTR,#DTAB ;表格首地址赋给DPTR,为后面显示做准备 JISHU: JNB P1.1,D3 ;检查K2否按下 ,如果按下则复位 LCALL DISPLAY JB P1.2,JISHU ;检查有没脉冲 LCALL DELAY1 ;消除抖动 JB P1.2,JISHU ;确认有脉冲 MOV DPTR,#DTAB ;表格首地址赋给DPTR,为后面显示做准备 CJNE R0,#9H,SMALL ;判断个位是否等于9,等于9则跳到SAMLL SMALL: JNC BIG ;判断是否大于9,大于9则跳到BIG INC R0 LCALL DISPLAY AJMP
前言 单片机的应用介绍 单片机全称叫单片微型计算机(Single Chip Microcomputer),是一种集成在电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据 处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、 定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器 、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。  目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪 迹。导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业 自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC卡,民用豪华轿车的安全 保障系统,录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等, 这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各 种智能机械了。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用 设备的智能化管理及过程控制等领域,大致可分如下几个范畴: 1.在智能仪器仪表上的应用 ,例如精密的测量设备 2.在工业控制中的应用   用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能 化管理,电梯智能化控制、各种报警系统,与计算机联网构成二级控制系统等。 3.在家用电器中的应用可从手机,电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统 、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话,集群移动通信,无线电对讲 机等。 5.单片机在医用设备领域中的应用  例如医用呼吸机,各种分析仪,监护仪,超声诊断设备及病床呼叫系统等等。 6.在各种大型电器中的模块化应用  如音乐集成单片机,看似简单的功能,微缩在纯电子芯片中(有别于磁带机的原理 ),就需要复杂的类似于计算机的原理。   此外,单片机在工商,金融,科研、教育,国防航空航天等领域都有着十 分广泛的用途。 目 录 前言 1 一.课程设计的目的和要求 3 二.总体设计思路 3 三.硬件设计 6 四.软件设计 9 五.使用Keil、preoteus软件调试仿真说明 10 六.结束语 10 七.参考文献 11 一.课程设计的目的和要求 1、设计目的 1) 学习基本理论在实践中综合运用的初步经验,掌握电路设计的基本方法、设计步骤, 培养综合设计与调试能力。 2) 掌握汇编语言程序设计方法。 3) 培养实践技能,提高分析和解决实际问题的能力。 2、课程设计题目:00-99加计数器 3、设计任务及要求 1) 上电时,数码管显示为00。 2) 利用单片机来制作一个手动计数器,在单片机的管脚上接一个轻触开关,作为手动 计数的按钮,用单片机的I/O口接数码管,作为计数器,进行加计数显示。 3) 计数器计数到99后,再按计数按钮,则数码管从00重新开始计数。 二.总体设计思路 1.硬件设计思路及系统框图 1)硬件设计思路:00- 99加计数器硬件系统主要由AT89S51单片机,数码管,电容,电源等元件组成,利用单片 机的P0口、P1口作为输出端,来控制数码管的显示,通过单片中烧入程序,然后利用 P3.7口作为输入端,通过点动控制实现开关量的控制和计数,然后再通过数码显示器显示 出来。通过调试仿真从而实现00-99加计数。 "元件名称 "型号 "数量/个 "用途 " "单片机 "AT89S51 "1 "控制核心 " "晶振 "12MHZ "1 "晶振电路 " "电容 "30uF "2 "晶振电路 " "排阻 "Respack8 "2 "上位电阻 " "电阻 "10k "1 "复位电路 " "电源 "+5v "1 "提供电源 " "拨码开关 "BUTTON_1 "1 "发出信号 " "数码管 "7SEG-MPX1-CC "2 "显示电路 " 2) 原器件清单 3) 系统框图 系统框图 软件设计思路及程序流程框图 1) 软件设计思路:实现00- 99计数功能,子程序实现将高低电位转化为数码管的十进制数字,实现手动开关计数。 通过手动给脉冲信号,实现计数,再加到99时,在手动给脉冲时,回到初始状态00,从 而实现00到99加计数。 2)对照表 ""0" "3FH " ""8" "7FH " " ""1" "06H " ""9" "6FH " " ""2" "5BH " ""A" "77H " " """ "4FH " ""b" "7CH " " ""4" "66H " ""C" "39H " " ""5" "6DH " ""d" "5EH " " ""6" "7DH " ""E" "79H " " ""7" "07H " ""F" "71H " " 3) 程序流程图 程序框图 三.硬件设计 1.芯片由UNTITLED—ISISPROFESSIONA
单片机课程设计报告 基于单片机的数字钟 班 级: 姓 名: 学 号: 设计时间: 单片机课程设计正文 一、引言 现代社会科技飞速发展,人们生活节奏加快,时间就是金钱,时间就是生命。时间对 人们来说总是那么宝贵,工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做 的事情,当事情不是很重要的时候,这种遗忘无伤大雅。但是,一旦重要事情,一时的 耽误可能酿成大祸。 20世纪末,电子技术得到飞速发展,各类电子产品相继出现在市场,电子产品主要朝 着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发 展。数字化电子产品已渗入到人类生活的方方面面。 单片计算机即单片微型计算机(Single-Chip Microcomputer ),是 集CPU ,RAM ,ROM ,定时,计数和多输入输出口于一体的微控制器。它体积小,成本低,功能强,广泛应用 于智能产品和工业自动化上。而52 单片机是51单片机的升级版,功能更强大。单片机应用的重要意义还在于,它从根本上 改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大 部分功能,现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也 称为微控制技术,是传统控制技术的一次革命。 基于以上发展与现实需要本次设计课题就是基于单片机的设计----- 基于单片机的多功能数字钟。数字钟是采用数字电路实现对时,分,秒,数字显示的计时 装置,广泛用于个人家庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展 和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表, 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便,而且大大地扩展了钟表原先的报时功 能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、 定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等,所有这些,都是以钟 表数字化为基础的。因此,研究数字钟及扩大其应用,有着非常现实的意义。 2. 题目及要求 设计一个多功能数字钟,使其具有以下功能: 1. 由晶振电路产生标准秒信号。 2. 能够显示时、分、秒:完成显示由秒00一直加1至59,再恢复为00;分加1,由00至01 ,一直加1至59,再恢复00;时加1,由00至01,一直加1到23,再恢复00。 3. 要有手动快速校时、校分、秒。 4. 要有报时电路(蜂鸣器每分钟短叫一声,一小时长叫一声)。 5. 自定义电路,设计、调试,并完成实验报告。 要求设计基于单片机的多功能数字钟,即用单片机来实现课程设计。 3. 总体思路 数字钟实际上是一个对标准频率(1HZ)进行计数的计数电路。由于计数的起始时间 不可能与标准时间一致,故需要在电路上加一个校时电路。对于一般的数字钟多会有报 时功能。针对以上叙述,可整体构想:标准频率可由振荡电路产生,更精确时,可由石 英晶体产生。计数,可由2个60进制计数器,分别作为秒、分计数单元,一个24进制,作 为时计数单元。计数单元同样可采用中断定时方式,这就需要由软件来实现。对于校时 部分,一般都是手动进行,通过按键来控制时、分、秒的快速校准。报时电路,可每小 时短报时,也可设定每天的几点准时闹铃。至于,显示时间的部分可由数码管也可由液 晶显示来完成。 针对以上设计思路,可有多种设计方案。对于具体的,参考方案论证。 4. 方案论证 方案一:纯电路设计 此方案电路总方框图如下: 图 1 系统原理框图 (1)振荡电路:振荡电路主要是用来产生一固定频率的方波,可由定时器555与RC组合 具体电路如下: 图 2 555与RC组成的多谐振荡器图 但由于一般情况下,数字钟需要较高的精确度,所以我们可以石英晶体来产生方波信号 ,电路图如下: 图 3 石英晶体振荡器图 振荡器是数字钟的核心。振荡器的稳定度及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程 度,通常选用石英晶体构成振荡器电路。石英晶体振荡器的作用是产生时间标准信号。 因此,一般采用石英晶体振荡器经过分频得到这一时间脉冲信号。 (2)分频电路:分频电路主要是用来将振荡器产生的固定频率方波,经一次或多次分频 得到1Hz的方波即1秒的时间。 (3)计数电路:可用2个60进制计数器分别作为分、秒的计数单元,1个24进制计数器作 为时的计数单元。以1Hz的方波作为秒计数的CLK时钟信号,以秒计数溢满进位位作为分 的CLK时钟信号,以分计数溢满进位位作为时的CLK时钟信号。部分电路如下: 图4 秒、分计数电路 (4)校时电路:可通过手动来断开电路工作,然后快速调节时、分、秒,调整后,系统 再继续计数。 (5)报时电路:可设定每小时短时报时,可以分计数溢满进位位控制蜂鸣器。或者每次 的固定时间闹铃。 对以上电路分析知,方案一完全由硬

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