1、 PAGE15 / NUMPAGES19科技學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)課程設(shè)計(jì)題 目基于單片機(jī)的 00-99計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì) 學(xué)生 xxxxxxxxxx 專業(yè)班級(jí) 11級(jí)自動(dòng)化3班 學(xué) 號(hào) xxxxxxxxxxx院 （系） 電氣工程學(xué)院 指導(dǎo)教師 xxxxxxx完成時(shí)間 2014年12月26日 科技學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)應(yīng)用技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 專業(yè) 11自動(dòng)化 班級(jí)3班 學(xué)號(hào)xxxxx xxxxx一、設(shè)計(jì)題目基于單片機(jī)的0099計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì) 二、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1. 把單片機(jī)系統(tǒng)中的P0.0/AD0P0.7/AD7端口與LED數(shù)碼顯示器a1h1相連；要求：P0.0/AD0對(duì)應(yīng)著a1，P0.1/AD1對(duì)應(yīng)著b1，P0.7/AD7

2、對(duì)應(yīng)著h1。2. 把單片機(jī)系統(tǒng)中的P2.0/A8P2.7/A15端口與LED數(shù)碼顯示器a2h2連。3. 把單片機(jī)系統(tǒng)中的P1.7端口與獨(dú)立式鍵盤SP1相連。三、參考文獻(xiàn)1 學(xué)龍.使用單片機(jī)控制的智能遙控電風(fēng)扇控制器J.電子電路制作, 2003,9.2 耿長(zhǎng)清.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)M.,化學(xué)工業(yè),2001,8.3 西明.單片機(jī)編程與應(yīng)用技術(shù)入門M.:機(jī)械工業(yè)出版,2004,9.4 公茂法.單片機(jī)人機(jī)接口實(shí)例集M.:航天航空大學(xué),1998,10.5 全力.單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)M.:高等教育,2001，7.設(shè)計(jì)時(shí)間2014年12月 15日 至 2014 年 12 月 26日指導(dǎo)教師簽名：年 月 日目 錄T

3、OC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc17018 1 課程設(shè)計(jì)的目的 PAGEREF _Toc17018 1 HYPERLINK l _Toc28499 2 設(shè)計(jì)思路 PAGEREF _Toc28499 1 HYPERLINK l _Toc8689 3 方案設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc8689 1 HYPERLINK l _Toc29768 3.1 方案分析 PAGEREF _Toc29768 1 HYPERLINK l _Toc15770 3.2 最小控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc15770 2 HYPERLINK l _Toc25552 4 電路的設(shè)計(jì) PA

4、GEREF _Toc25552 4 HYPERLINK l _Toc24860 4.1 數(shù)碼管顯示電路 PAGEREF _Toc24860 4 HYPERLINK l _Toc30234 4.2 鍵盤輸入 PAGEREF _Toc30234 4 HYPERLINK l _Toc14955 4.3 復(fù)位電路 PAGEREF _Toc14955 5 HYPERLINK l _Toc9671 4.4 晶振電路 PAGEREF _Toc9671 5 HYPERLINK l _Toc27417 4.4 總原理圖 PAGEREF _Toc27417 7 HYPERLINK l _Toc25814 5 程序

5、設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc25814 8 HYPERLINK l _Toc15872 6 系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果 PAGEREF _Toc15872 10 HYPERLINK l _Toc10116 7 結(jié)論 PAGEREF _Toc10116 11 HYPERLINK l _Toc19054 8 心得體會(huì) PAGEREF _Toc19054 11 HYPERLINK l _Toc4988 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc4988 13 HYPERLINK l _Toc29276 附錄1：總體電路原理圖 PAGEREF _Toc29276 14 HYPERLINK l _Toc31059 附錄2

6、：實(shí)物圖 PAGEREF _Toc31059 15 HYPERLINK l _Toc17563 附錄3：元器件清單 PAGEREF _Toc17563 161 課程設(shè)計(jì)的目的(1) 利用單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷設(shè)計(jì)秒表，從而實(shí)現(xiàn)秒、十分之一秒的計(jì)時(shí)。綜合運(yùn)用所學(xué)的單片機(jī)原理與應(yīng)用理論知識(shí)，通過(guò)實(shí)踐加強(qiáng)對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，具備設(shè)計(jì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的能力。 (2) 通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)加深對(duì)單片機(jī)掌握定時(shí)器、外部中斷的設(shè)置和編程原理的全面認(rèn)識(shí)復(fù)習(xí)和掌握，對(duì)單片機(jī)實(shí)際的應(yīng)用作進(jìn)一步的了解。(3) 通過(guò)本次試驗(yàn)，增強(qiáng)自己的動(dòng)手能力。認(rèn)識(shí)單片機(jī)在日常生活中的應(yīng)用的廣泛性，實(shí)用性。明確學(xué)習(xí)目的，端正學(xué)習(xí)態(tài)度，提高

7、對(duì)課程設(shè)計(jì)重要性的認(rèn)識(shí)，以積極認(rèn)真的態(tài)度參加課程設(shè)計(jì)工作，按要求完成規(guī)定的設(shè)計(jì)任務(wù)。培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)思想，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。應(yīng)用和分析能力、提倡獨(dú)立思考和創(chuàng)新的精神。2 設(shè)計(jì)思路課程設(shè)計(jì)利用單片機(jī)的計(jì)數(shù)原理，采用仿真軟件來(lái)模擬實(shí)現(xiàn)數(shù)碼顯示。利用單片機(jī)STC89C52單片機(jī)來(lái)制作一個(gè)計(jì)數(shù)器，在STC89C52單片機(jī)的P1.7管腳接一個(gè)開關(guān)，作為手動(dòng)計(jì)數(shù)的按鈕，用單片機(jī)的P2.0-P2.7接共陰數(shù)碼管的a2-h2管腳，作為00-99計(jì)數(shù)的個(gè)位數(shù)顯示，用單片機(jī)的P0.0-P0.7接共陰數(shù)碼管的a1-h1管腳，作為00-99計(jì)數(shù)的十位數(shù)顯示。3 方案設(shè)計(jì)3.1 方案分析單片機(jī)采用STC89C52型。STC

8、89C52是一種低功耗、高性能8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。利用STC89C52單片機(jī)來(lái)制作一個(gè)手動(dòng)計(jì)數(shù)器。通過(guò)具體的項(xiàng)目設(shè)計(jì)包括確定控制任務(wù)、系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、控制程序的設(shè)計(jì)等，以便掌握單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體思路和方法，掌握基于單片機(jī)控制的電子產(chǎn)品開發(fā)的技術(shù)方法,培養(yǎng)個(gè)人的創(chuàng)新意識(shí)和動(dòng)手能力。利用STC89C52單片機(jī)來(lái)制作一個(gè)手動(dòng)計(jì)數(shù)器。按一次按鈕，計(jì)數(shù)一次。計(jì)數(shù)的圍是099，計(jì)數(shù)滿時(shí)，又從零開始計(jì)數(shù)。一個(gè)完整0099手動(dòng)計(jì)數(shù)

9、器想當(dāng)于一個(gè)簡(jiǎn)單的單片機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)置電路、單片機(jī)、顯示電路等構(gòu)成。3.2 最小控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)包括晶體振蕩電路、復(fù)位開關(guān)和電源部分。圖3-1為STC89C52單片機(jī)的最小系統(tǒng)：圖3-1 單片機(jī)最小控制系統(tǒng)圖STC89C52引腳功能說(shuō)明：VCC（40引腳）：電源電壓VSS（20引腳）：接地P0端口（P0.0P0.7，3932引腳）：P0口是一個(gè)漏極開路的8位雙向I/O口。作為輸出端口，每個(gè)引腳能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL負(fù)載，對(duì)端口P0寫入“1”時(shí)，可以作為高阻抗輸入。在訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0口也可以提供低8位地址和8位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。此時(shí)，P0口部上拉電阻有效。在

10、Flash ROM編程時(shí)，P0端口接收指令字節(jié)；而在校驗(yàn)程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。驗(yàn)證時(shí)，要求外接上拉電阻。P2端口（P2.0P2.7，2128引腳）：P2口是一個(gè)帶部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P2的輸出緩沖器可以驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。對(duì)端口寫入1時(shí)，通過(guò)部的上拉電阻把端口拉到高電平，這時(shí)可用作輸入口。P2作為輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛胁康纳侠娮瑁切┍煌獠啃盘?hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器和16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行“MOVX DPTR”指令）時(shí)，P2送出高8位地址。在訪問(wèn)8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行“MOVX R1”指令）時(shí)，P2口引腳上的容（

11、就是專用寄存器（SFR）區(qū)中的P2寄存器的容），在整個(gè)訪問(wèn)期間不會(huì)改變。/VPP（31引腳）：訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。為使能從0000H到FFFFH的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令，必須接GND。注意加密方式1時(shí)，將部鎖定位RESET。為了執(zhí)行部程序指令，應(yīng)該接VCC。在Flash編程期間，也接收12伏VPP電壓。XTAL1（19引腳）：振蕩器反相放大器和部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2（18引腳）：振蕩器反相放大器的輸入端。RST（9引腳）：復(fù)位輸入。當(dāng)輸入連續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平時(shí)為有效，用來(lái)完成單片機(jī)單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。4 電路的設(shè)計(jì)4.1 數(shù)碼管顯示電路圖4-1 數(shù)碼管電路圖數(shù)碼管

12、為共陰極如上圖所示。利用單片機(jī)STC89C52單片機(jī)來(lái)制作一個(gè)計(jì)數(shù)器，在STC89C52單片機(jī)的P1.7管腳接一個(gè)開關(guān)，作為手動(dòng)計(jì)數(shù)的按鈕，用單片機(jī)的P2.0-P2.7接共陰數(shù)碼管的a2-h2管腳，作為00-99計(jì)數(shù)的個(gè)位數(shù)顯示，用單片機(jī)的P0.0-P0.7接共陰數(shù)碼管的a1-h1管腳，作為00-99計(jì)數(shù)的十位數(shù)顯示。4.2 鍵盤輸入圖4-2 鍵盤輸入圖鍵盤輸入每輸入一個(gè)低電平實(shí)現(xiàn)一次計(jì)數(shù)功能，鍵盤右端接入P1.7口處。4.3 復(fù)位電路圖4-3 復(fù)位電路圖復(fù)位電路的原理是單片機(jī)RST引腳接收到電平信號(hào)，只要保證電容的充放電時(shí)間大于2us，即可實(shí)現(xiàn)復(fù)位。復(fù)位電路由電容串聯(lián)電阻構(gòu)成,結(jié)合“電容電壓

13、不能突變”的性質(zhì)，可以知道，當(dāng)系統(tǒng)一上電，RST腳將會(huì)出現(xiàn)高電平，并且，這個(gè)高電平持續(xù)的時(shí)間由電路的R、C值來(lái)決定。在這個(gè)電路中，這里選用10K的電阻和10uf的電容。4.4 晶振電路圖4-4 晶振電路圖單片機(jī)晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號(hào)。通常一個(gè)系統(tǒng)共用一個(gè)晶振，便于各部分保持同步。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過(guò)電子調(diào)整頻率的方法保持同步。也就是說(shuō).晶振是給單片機(jī)提供工作信號(hào)脈沖的。這個(gè)脈沖就是單片機(jī)的工作速度。比如 這里選用的是12MHZ的晶振。如果一個(gè)單片機(jī)選擇了12MHZ晶振，它的時(shí)鐘周期是1/12us，它的一個(gè)機(jī)器周期是12(1/12)us，也就是1us。晶振

14、與單片機(jī)XTAL1和XTAL2引腳構(gòu)成的振蕩電路中會(huì)產(chǎn)生偕波,這個(gè)波對(duì)電路的影響不大,但會(huì)降低電路的時(shí)鐘振蕩器的穩(wěn)定性。晶振電路中兩個(gè)電容的取值都是一樣的，或者說(shuō)相差不大，如果相差太大，容易造成諧振的不平衡，容易造成停振或者干脆不起振。這里我們選用22pf的電容。4.4 總原理圖圖4-5 電路原理圖STC89C52單片機(jī)的P1.7管腳接一個(gè)輕觸開關(guān)，作為手動(dòng)計(jì)數(shù)的按鈕，在STC89C52單片機(jī)的P1.7管腳接一個(gè)開關(guān)，作為手動(dòng)計(jì)數(shù)的按鈕，用單片機(jī)的P2.0-P2.7接共陰數(shù)碼管的a2-h2管腳，作為00-99計(jì)數(shù)的個(gè)位數(shù)顯示，用單片機(jī)的P0.0-P0.7接共陰數(shù)碼管的a1-h1管腳，作為00-

15、99計(jì)數(shù)的十位數(shù)顯示。單片機(jī)對(duì)計(jì)的數(shù)值要進(jìn)行數(shù)碼顯示，計(jì)得的數(shù)是十進(jìn)數(shù)，含有十位和個(gè)位，我們要把十位和個(gè)位拆開分別送出這樣的十位和個(gè)位數(shù)值到對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管上顯示。5 程序設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)容(1) 單片機(jī)對(duì)按鍵的識(shí)別過(guò)程處理。(2) 單片機(jī)對(duì)正確識(shí)別的按鍵進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)滿時(shí)，又從零開始計(jì)數(shù)。(3) 單片機(jī)對(duì)計(jì)數(shù)的數(shù)值要進(jìn)行數(shù)碼顯示，計(jì)數(shù)器使十進(jìn)制，含有十位和個(gè)位，我們要把十位和個(gè)位拆開分別送出這樣的十位和個(gè)位數(shù)值到對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管顯示。(4) 通過(guò)查表方式，分別顯示出個(gè)位和十位數(shù)字。程序框圖如圖5-1圖5-1 程序流程圖編程：#include unsignedcharcode LEDcode=0 x3f

16、,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f;unsigned char Count;sbit SP1=P17;void delay10ms(void)unsigned char i,j,k;for(i=5;i0;i-)for(j=4;j0;j-)for(k=248;k0;k-);void main (void)Count=0;P0=LEDcodeCount/10;P2=LEDcodeCount%10;while(1)if(SP1=0)delay10ms();if(SP1=0)Count+;if(Count=100) Count=

17、0; P0=LEDcodeCount/10; P2=LEDcodeCount%10; while(SP1=0); do delay10ms(); while(SP1=0); 6 系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果軟件編寫與調(diào)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)有很多原來(lái)所沒有注意到的問(wèn)題，硬件完成焊接后，先用萬(wàn)用表簡(jiǎn)單的進(jìn)行是否短路檢測(cè)，沒有問(wèn)題后進(jìn)行通電測(cè)試，發(fā)現(xiàn)上電指示燈亮，然后程序到單片機(jī)檢測(cè)是否能下載程序；剛開始的時(shí)候不能下程序，首先按照原理圖檢查了一遍最小系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)復(fù)位電路存在問(wèn)題，經(jīng)修改后還是不能下程序，怎么試不行，我又檢查了電路和最小系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)都沒有問(wèn)題，最后聽同學(xué)說(shuō)可能是杜邦線的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)檢查后發(fā)現(xiàn)我的四根杜邦線有兩根都是壞

18、的。這是我所沒有想到的，換了好的后，就可以程序了。當(dāng)編寫完程序進(jìn)行調(diào)試時(shí)，又發(fā)現(xiàn)存在很多的問(wèn)題，首先是數(shù)碼管的段碼的問(wèn)題，這個(gè)需要自己根據(jù)自己的電路來(lái)計(jì)算而不是統(tǒng)一的一樣，這個(gè)問(wèn)題直到我知道后才解決掉。然后是矩陣鍵盤掃描的程序的調(diào)試，這個(gè)也要自己根據(jù)自己的電路接口來(lái)計(jì)算所要輸送的十六進(jìn)制數(shù)碼，而且還要通過(guò)軟件去抖動(dòng)，還要判斷按鍵是否松開等問(wèn)題，這個(gè)花費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)些，最后通過(guò)把按鍵掃描和數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示組合到一起，發(fā)現(xiàn)還是有問(wèn)題，這個(gè)當(dāng)然是軟件上的問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能之后，我要實(shí)現(xiàn)自己的計(jì)數(shù)功能和顯示功能，在這個(gè)過(guò)程中，設(shè)置的數(shù)的顯示和所要計(jì)的數(shù)的顯示又存在問(wèn)題，原因是他們會(huì)同時(shí)顯示，出現(xiàn)重疊亂碼現(xiàn)

19、象，為此我請(qǐng)教了很多同學(xué)，最后，通過(guò)分別定義不同變量，用數(shù)組解決了這個(gè)問(wèn)題。最后經(jīng)過(guò)討論與研究終于找到了解決問(wèn)題的辦法。在這個(gè)上面，我們花費(fèi)很多時(shí)間，雖然出現(xiàn)了許多問(wèn)題但在老師和同學(xué)的幫助下都慢慢克服。7 結(jié)論調(diào)試方法：首先用軟件將C編譯成HEX文件，打開軟件，新建一個(gè)文文件，輸入C程序，保存成C格式文件，然后新建工程，連接單片機(jī)為STC89C52，選擇Options for target，選擇OUTPUT子菜單，在Create HEX 前打鉤，子菜單中，Settings選擇Proteus VSM Simulator，USE前打鉤，再次運(yùn)行文件，成功后在目錄下會(huì)生成HEX文件，打開Proteu

20、s軟件，或直接點(diǎn)擊DSN檔，雙擊單片機(jī)模板，點(diǎn)擊文件夾式樣的圖標(biāo)選擇對(duì)應(yīng)的HEX驅(qū)動(dòng)文件，然后點(diǎn)擊開始，進(jìn)行調(diào)試經(jīng)調(diào)試運(yùn)行基本成功，不過(guò)也有小小的不足之處。經(jīng)過(guò)查找錯(cuò)誤，已經(jīng)調(diào)試成功。完成以STC89C52為核心的計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)和制作，并能實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)顯示和設(shè)置功能。8 心得體會(huì)通過(guò)這一次的課程設(shè)計(jì)，加深了我對(duì)單片機(jī)的理論知識(shí)的理解，以與動(dòng)手能力的提高。使我深刻的意識(shí)到，做好一次課程設(shè)計(jì)是十分不容易的，我從實(shí)踐當(dāng)中鍛練了自己。雖然剛開始不太懂，但是通過(guò)上圖書館找資料，我慢慢的了解了頻率計(jì)這方面的知識(shí)。這次實(shí)訓(xùn)讓我總結(jié)出來(lái)：在調(diào)試過(guò)程中，最好先測(cè)試各單元電路，保證各部份電路能夠正常工作，檢查問(wèn)題時(shí)采取逐步縮小故障圍，最后定位，再對(duì)相應(yīng)的位置做檢查，解決問(wèn)題。在這一次課程設(shè)計(jì)當(dāng)中，不僅讓我學(xué)到了許多課本知識(shí)，同時(shí)也讓我意識(shí)到：一個(gè)程序?qū)懲曛蟛⒉皇邱R上就完工了，需要很多次的修改優(yōu)化才能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。同時(shí)我也感受到了團(tuán)隊(duì)合作的重要性，我們組的成員之間相互配合的很好，充分發(fā)揮了