單片機課程設計 外部脈沖計數(shù)器

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1、目錄 摘要：單片機是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計時器等功能集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的計算機系統(tǒng)。本課程設計的指導思想是控制單片機實現(xiàn)從0到99的計數(shù)功能，其結果顯示在兩位一體的共陽極數(shù)碼管上。 關鍵詞：脈沖計數(shù)器 數(shù)碼管 單片機 本設計基于單片機技術原理,以單片機芯片STC89C52作為核心控制器,通過硬件電路的制作以及軟件程序的編制,設計制作出一個計數(shù)器,包括以下功能：輸出脈沖,按下鍵就開始計數(shù),并將數(shù)值顯示在兩位一體

2、的共陽極數(shù)碼管上。 1課題原理 PCB板上設置開始計數(shù)按鍵和清零按鍵，以上按鍵與89C52單片機的P1口連接，通過查詢按鍵是否被按下來判斷進行計數(shù)或者清零。若按下計數(shù)健，則單片機控制兩位一體的共陽極數(shù)碼管顯示從00開始的數(shù)字，按下一次，則數(shù)字加一，一次類推；若按下清零鍵，則程序返回程序開始處，并且數(shù)碼管顯示00。  2 硬件及軟件設計 2.1 硬件系統(tǒng) 2.1.1 硬件系統(tǒng)設計 此設計是在單片機最小系統(tǒng)的基礎上進行開發(fā)和拓展，增加了按鍵電路和和數(shù)碼管顯示電路，由于單片機輸出電流不足以驅動數(shù)碼管發(fā)光，所以數(shù)碼管需要驅動電路。我們采用了三極管對數(shù)碼管電流進行放大，使

3、電流大小達到要求值。 2.1.2 單元電路設計 基本框架如下圖2.1 加 一 按 鍵 開 始 按 鍵 清零按鍵 數(shù)碼管 顯示 89C52單片機 控制 2.1基本框架圖2.2 計數(shù)器原理圖 圖2.3 計數(shù)器PCB圖  1．STC89C52芯片 STC89C52RC芯片包括： 8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32位I/O口線，看門狗定時器，兩個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結構，全雙工串行口， 片內(nèi)晶振及時鐘電路。STC89C52RC芯片可降至0H

4、z靜態(tài)邏輯操作，時鐘頻率0-80MHz，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結， 單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。8位微控制器8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程。芯片如圖2.4所示。 圖2.4 STC89C52芯片 2．按鍵電路 K1鍵為啟動鍵,K2鍵為清零鍵,K3鍵為計數(shù)鍵,通過按鈕的連接，實現(xiàn)開始、計數(shù)清零功能，連接電路如圖2.5所示。 圖2.5 按鍵電路

5、 3．復位電路 單片機的第9腳RST為硬件復位端，只要將該端持續(xù)4個機器周期的高電平即可實現(xiàn)復位，復位后單片機的各狀態(tài)都恢復到初始化狀態(tài)，其電路圖如圖2.6所示： 圖2.6復位電路 4．晶振電路 單片機必須在時鐘的驅動下才能工作。在單片機內(nèi)部有一個時鐘振蕩電路，只需要外接一個振蕩源就能產(chǎn)生一定的時鐘信號送到單片機內(nèi)部的各個單元，決定單片機的工作速度。時鐘電路如下圖2.7所示。 圖2.7 晶振電路 5．數(shù)碼管顯示電路 選用的是兩位一體的共陽數(shù)碼管，將P0口分別接數(shù)碼管的八段發(fā)光二極管，將電源VCC端口接經(jīng)數(shù)碼管位選三極管，構成顯示電路。電路圖如圖2.8所示

6、 圖2.8 數(shù)碼管顯示電路 6.電平轉換與PC機接口電路 電平轉換電路，實現(xiàn)芯片與PC機的電壓相匹配，同時實現(xiàn)與PC機之間的連接。電路圖如圖2.9所示 圖2.9電平轉換與PC機接口電路 2.2 軟件系統(tǒng) 2.2.1 軟件系統(tǒng)分析 1.單片機機器接口設計； 2.數(shù)碼管顯示電路設計，兩位數(shù)碼管顯示； 3.按鍵取值電路設計，K1，K2，K3 分別控制計數(shù)器的開始，清零和加一。 2.2.2 流程圖 外部脈沖計數(shù)器的軟件流程圖如圖2.10 注：K1鍵是啟動鍵；K2鍵是復位鍵；K3鍵是外部脈沖鍵。 K1鍵接P0口;K2鍵接P1口;K3鍵P2口.  Y

7、N Y N Y N N Y Y N 顯示 R1加一 R1≥9? R0≥9? K3按下? K2按下? K1按下? 顯示 R0加一 R0清零 #DPTR→DPTR R0，R1清零 圖2.10 外部脈沖計數(shù)器的流程圖  2.2.3 程序 匯編語言源程序： ORG 0000H LJMP START ORG 0100H START: JB P1.0 ,

8、 START ;檢查K1是否按下 LCALL DELAY1 ;消除抖動 JB P1.0,START MOV R0,#0 ;個位清零 MOV R1,#0 ;十位清零 MOV DPTR,#DTAB ;表格首地址賦給DPTR，為后面顯示做準備 JISHU: JNB P1.1,D3 ;檢查K2否按下 ，如果按下則復位 LCALL DISPLAY JB P1.2,JISHU ;檢查有沒脈沖

9、 LCALL DELAY1 ;消除抖動 JB P1.2,JISHU ;確認有脈沖 MOV DPTR,#DTAB ;表格首地址賦給DPTR，為后面顯示做準備 CJNE R0,#9H,SMALL ;判斷個位是否等于9，等于9則跳到SAMLL SMALL: JNC BIG ;判斷是否大于9，大于9則跳到BIG INC R0 LCALL DISPLAY AJMP JISHU BIG: MOV R0,#00H

10、 ;個位清零 CJNE R1,#9H,D1 ;判斷十位是否等于9 D1: JNC D3 ;判斷是否大于9，大于9 則跳到D3 INC R1 AJMP JISHU D3: MOV R0,#0 ;個位清零 MOV R1,#0 ;十位清零 AJMP JISHU ;循環(huán)計數(shù) DISPLAY:CLR A ;顯示程序 CLR P1.4 MOV A,R

11、0 MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A LCALL DELAY SETB P1.4 CLR P1.5 CLR A MOV A,R1 MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A LCALL DELAY SETB P1.5 JNB P1.1,LOOP JNB P1.2,LOOP AJMP DISPLAY LOOP: RET DTAB: DB 0C0H,0F9H,

12、0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,88H DELAY: MOV R7,#012H ;短延時子程序 DEL1: MOV R6,#0FFH DEL2: DJNZ R6,DEL2 DJNZ R7,DEL1 RET DELAY1: MOV R7,#06FH ;長延時子程序 DEL3: MOV R6,#0FFH DEL4: DJNZ R6,DEL4 DJNZ R7,DEL3 RET END 3實習心得 4 參考文獻 [1] 張毅剛 單片機原理及應用 高等教育出版社 [2] 吳炳勝 80C51 單片機原理與應用技術 冶金工業(yè)出版社 [3] 鄒久明 80C51 單片機實用技術 北京航空航天大學出版社 [4] 孫俊逸 單片機原理及應用 清華大學出版社 [5] 張大明 單片微機控制應用技術實操指導書機 械工業(yè)出版社 [6] 胡漢才 單片機原理及其接口技術 清華大學出版社