红外线自动计数器的设计(张博)

红外线自动计数器的设计(张博)
红外线自动计数器的设计(张博)

江西城市职业学院毕业论文(设计)

分院:机电工程学院

班级:08应用电子技术(1)班

学号:0859********

学生姓名:张博

起讫日期:2010年11月15日

指导教师:石怿职称:助教

教研室主任:石怪

审核日期:

红外线自动计数器的设计

摘要

随着今社会的飞速发展,越来越多的流水线上的产品和各种公共场所

需要进行自动计数。基于单片机构成的产品自动计数器有直观和计数精确的优点,目前已在各种行业中得到广泛应用。数字计数器有多种形式,总体来说有接触式和非接触式两种,在科技发展的今天,非接触式红外计数器得到了广泛的应用。本设计采用一对红外发射接收管作为红外计数器的信号检测头,具有价格低廉,抗干扰性好,结构简单,操作方便等特点。

指导思想是利用红外发光管发射红外线,红外接收管接收此红外线,并将其放大、整流形成低电平信号.当有人或物挡住红外光时,接收管没有接收到红外信号,放大器将输出高电平,同时将这个电平信号送入单片机进行控制计数,并且使数码管显示数值。这样就得到要统计的人或物的数量。

关键字:自动计数;单片机;数码管

ABSTRACT

Along with the rapid development of this community, more and more on the assembly line of products and all sorts of public

Need for automatic counting. Based on single-chip computers.the product automatic counter intuitive and count accurate advantages, currently have in various industries have been widely used. Digital counter have various forms and generally have contact and contact-less two kinds, in the development of science and technology today, contactless infrared counter been widely used. The design USES a pair of infrared emission receiving tube as infrared counter signal detection head, is inexpensive,

anti-jamming good, simple structure, convenient operation, etc.

The guiding ideology is using infrared luminescence tubes launch infrared, infrared receiving tube receiving this infrared, and put the amplification, rectifier form low level signals. When someone or something blocking infrared, receiving tube without receiving infrared signal, amplifier output high level, at the same time will the level signal into MCUcontrol counted, and making digital tube display Numbers. So get to statistics, the number of people or things.

Keywords:Automatic counting ; MCU; Digital tube

目录

第一章绪论 (1)

1.1、前言 (1)

1.2、选题背景 (1)

1.3、设计要求 (1)

1.4、国内外的研究概况 (1)

1.5、此次设计研究的主要内容应解决问题 (2)

第二章基于单片机构成的产品自动计数器的设计 (2)

2.1、方案论证与选择 (2)

2.2、系统总体框图和原理 (4)

2.3、系统单元电路设计 (4)

2.3.1、电源供电电路 (4)

1. 桥式整流电路: (5)

虑波电路分析 (5)

稳压电路 (6)

2.3.2、红外线检测部分 (7)

2.3.3、数码管显示部分 (7)

2.3.3.1、LED数码管的特点: (8)

2.3.3.2、数码管动态扫描 (8)

2.3.3.3、数码管驱动部分 (9)

2.3.3.4、单片机计数及控制部分 (10)

复位电路 (13)

复位电路的分类 (13)

3.4、系统程序设计 (15)

3.4.1、程序流程图 (15)

3.4.2、程序设计 (16)

3.5、全电路图 (18)

3.5.1、原理图 (18)

3.5.2、PCB板图 (19)

第三章结论 (19)

谢辞 (20)

参考文献 (21)

附录 (22)

第一章绪论

1.1、前言

在当今社会飞速发展的今天,厂家基本采用流水线技术进行产品生产作业,而怎样对其线上的产品进行实时的、有效的、精确的自动计数成为广大生产厂家十分关注的问题。传统的机械式或电子式计数器(主要是用数字电路集成组件组成)电路比较复杂,元器件数量较多,故障率较高,维修比较困难,而设置预定数值不太方便,功能不易更改且功能过于单一,适用范围较窄。而基于单片机为核心控制的计数器有着能够实时、精确、可靠、稳定等计数优点已成为广大厂家的首先自动计数装置。

1.2、选题背景

当今社会,单片微型计算机技术迅速发展,基于单片机技术开发的计数设备和产品广泛应用到各个领域,单片机技术产品和设备促进了生产技术水平的提高,企业迫切需要大量熟练掌握单片机技术并能开发、应用和维护管理这些智能化产品的高级工程技术人才,单片机以体积小、功能强、可靠性高、性能价格比高等特点,已成为实现工业生产技术进步和开发机电一体化和智能化测控产品的重要手段,已经实现或部分实现,但要真正完美地实现这些目标,对于设计者来说,还有许多工作要做,而不是表面看来似乎发展到头了,电子计数器是一种多功能的电子测量仪器,它利用电子学的方法测出一定时间内输入的脉冲数目,并将结果以数字形式显示出来。

1.3、设计要求

1.整个系统有较强的抗干扰能力。

2.计数范围:00~99

3.将计数值准确显示出来

4.具有自动清0能力

1.4、国内外的研究概况

如今的产品自动计数器大多采用非接触方式,早已开发出了多种型号的专用检测芯片。而利用AT89C51为控制单元、辅以多种外围硬件搭配而成的计数装置已成为现在自动计数应用领域的潮流。而如何提高自动计数器的实时性、抗干扰能力、稳定性是现在国内外自动计数生产研究的主要课题,产品自动计数主要用于

工厂的流水线眩,往往是处于高温,高噪声等极度恶劣的环境中,而AT89C系列单片机构成的产品自动计数器在这种环境中工作时往往会出现误操作(单片机程序跑飞)或死机(程序进入死循环),这也是基于单片机构成的产品自动计数器存在的致命。

1.5、此次设计研究的主要内容应解决问题

基于单片机构成的产品自动计数研究的主要内容包括:如果构成检测电路、AT89C单片机用何种方式对外部计数脉冲进行计数进行计数显示控制、LED显示驱动模块的选择、AT89C单片机的扩展。在这个设计中主要需要解决的问题是如何提高AT89C单片机的抗干扰能力以及稳定性。

第二章基于单片机构成的产品自动计数器的设计

2.1、方案论证与选择

方案一、如图一

图一、方案一

原理阐述:专业检测芯片形成计数后送入控制单元AT89C51单片机,通过对它片内计数、显示编程。74LS245是LED驱动芯片,可以同时驱动4个7段数码管,AT24C02是EEPROM模块,可以保存单片机运算时的中间有用结果的芯片,是突然掉电,关断电源或瞬间电源电压不稳定时,不会造成数据丢失或数据误写,也可以在上电后从中读出其保存的数据内容,大大增强了抗干扰的能力。

方案二、图二

图二、方案二

原理阐述:红外发射电路(以NE555为核心)和红外接收电路(由LM567为核心)构成红外检测单元及形成计数脉冲,计数显示部分使用了四合一芯片CL102它是集译码、驱动、锁存、显示为一体。

方案三、图三

图三、方案三

原理阐述:利用红外接收发射管的特性(即红外接收头在有红外光电阻原理分压可取基准电压,然后通过电压比较器可输出高低电平,当有红外光照射的时候,红外接收管串联的电阻分得的电压很大,可使电压比较器LM324输出为低电平;当无红外光照射的时候,红外接收头串联电阻分得的电压很小,可使电压比较器LM324输出为高电平,然后通过单片机处理,可使输出精准的计数值。

以上三个方案各有自己的优点:

方案一既可完美的实现产品自动计数功能且能让系统处于异常状态和抗干扰时通过外围专用芯片到非常好的解决,外围电路架设相对简单、在市场上属于高端自动计数产品。同时它也暴露出一个重大问题;由于成本太贵的原因此类产品并没有得到普及。如果用此方案进行设计只需要了解各专用芯片的引脚功能以及外围连接方法就可以实现自动计数,并没有很好的达到我人做毕业设计的目的,故虽然这个方案最完美的一个方案也只有舍弃。

方案二是一个简易的产品自动计数器,价格低廉、计数精确,但在系统处于异常状态时,工作十分不稳定,也是属于现在产品自动计数市场上的淘汰产品,仅用于在计数要求不高的场合中,这个方案太过于简单故不选用。

方案三是这次毕业设计用的方案,之所以选用主要是这个方案涉及的知识面广且能达到精确、稳定的自动计数,但也有一个致使的缺点,整个系统的抗干扰力较弱,系统掉电后不能保存数据,在系统牌异常状态时容易出现误操作或死机,这也是此设计看重的问题。

2.2、系统总体框图和原理

系统总体框图如图四、

图四、系统总体框图

原理:电路的指导思想是红外发射管发射红外线,红外接收管接收红外线,并且接收管当有红外线照射的时候,电阻比较小,当无线外线照射的时候电阻比较大,这样就可以通过一个电压比较器和一个基准电压进行对比,当有光照的时候,红外接收管电阻比较小,那么和其串联的电压分压就会增大,所以电压比较器将会输出一高电平;当无光照射的时候,红外接收管的电阻比较大,这样电压比较器就会输出一个低电平。这个便是外部计数电平信号,这个电平信号送入AT89C51单片机进行计数控制,在经过扩展、显示驱动完成最后的显示过程。

2.3、系统单元电路设计

2.3.1、电源供电电路

图五-1、电源供电电路

如图五所示电源供电部分采用变压器降压、桥式整流、电容器滤波、三端稳压器7805稳压后供电,电源用220V的家庭用电经变压器降至9V交流电,然后经

四个整流二极管(D1~D4)组成的桥式整流成直流电压,经C1滤波后输入7805芯片稳压成5V直流电源供红外发射、接收电路、AT89C51等供电。

1.桥式整流电路:

图五-2、桥式整流电路

桥式整流器是利用二极管的单向导通性进行整流的最常用电路,常用来将交流转变成为直流电。

原理;

桥式整流是对二极管半波整流的一种改进。

半波整流利用二极管单向导通特性,在输入标准正弦波的情况下,输了获得正弦波正半部分,负半部分则损失掉。

桥式整流器利用四个二极管,两两对接,输入正弦波的正半部分是两只管导通,得到正的输出,输入正弦波的负半部分时,另两只管导通,由于这两只管是反接的,所以输出还是得到正弦波的正半部分。桥式整流器对输入正弦波的利用率比

半波整流高一倍。

桥式整流是交流转换成直流电的第一步。

桥式整流也叫整流桥堆。

桥式整流器是多只整流二极管作桥式连接,外用绝缘塑料封装而成,大功率整流器在绝缘层外添加金属壳包封,增强散热。桥式整流器品种多,性能优良,整

效率高,稳定性好,最大整流电流从0.5A到50A,最高反射峰值电压从50V到1000V。

滤波电路分析

图五-3、滤波电路

整流电路是将交流电变成直流电的一种电路,但其输出的直流电的脉动成分较

大,而一般电子设备所需直流电源的脉动系数(电压或电流的幅值与平均值之比,称为脉动系数S)要求小于0.01,故整流输出的电压必须采取一定的措施,尽量降低输出电压中的脉动成分,同时要尽量保存输出电压中的直流成分,使输出电压接近于较理想的直流电,这样的电路就是直流电源中的滤波电路。

常用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两大类。无源滤波的主要形式有电容滤、电感滤波和复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LCrr型滤波,也被称为电子滤波器。

直流电中的脉动成分的大小用脉动系数来表示,此值越大,则滤波器的滤波效果越差。

脉动系数(S)=输出电压交流分量的最大值/输出电压的直流分量

在交流电的角频率一定的情况下R越大,C2越大,则脉动系数越小,也就是滤波效果就越好。而R值增大时,电阻上的直流压降会增大,这样就增大了直流电源的内部损耗;若增大C2的电容量,又会电容器的体积和重量,实现现起来也不现实。

为了解决这个问题,我们在稳压前后各有滤波吸收电路,利用电容器的充放电,补偿交流分量的电压波动

稳压电路

图五-4、三端稳压芯片

2.3.2、红外线检测部分

图六、红外线检测部分

如图六所示,红外线检测部分采用一对红外发送接收管完成,当电路正常工作

时,无障碍物遮挡,红外接收头有红外线照射,这时,红外接收头的电阻很小,

大部分电压都加在R3上,这正是电压比较器LM324的正向输入电压,而负向输

入电压由R4和R5分压得到V R R R U 3.35

455=+?=-,而R3分得的电压要大于此基准电压值,故这时电压比较器LM324输出高电平;当在红外发射接收管间有一

不透光的障碍物时,,红外接收头无红外线照射,这时红外接收头的电阻很大,大

部分电压都加在红外接收头上,这也是电压比较器LM324的正向输入电压,而负

向输入电压也是由R4和R5分压得到,和原来电压一样,这时,R3分得的电压要

小于此基准电压值,故这时电压比较器|LM324输出低电平。

2.3.3、数码管显示部分

图七、数码管显示部分

显示部分是通过74LS245作为数码管的驱动级和两个PNP 三极管来完成位选

操作。然后再通过软件译码来完成,为了考虑到数码管在动态扫描时,每点亮一

个数码管的时间很短暂,这样就会影响到数码管的亮度,故在此用74LS245作为

数码管的一个段选驱动级。

而该设计中段码输出口是利用P0口作为输出口,而P0口是漏极开路,虽然

有很强的灌电流能力,但拉电流能力很差,故在P0口上加一10的排阻作为上接

电阻。上拉电阻的作用是,当单片机的P0口上输入为0时,上拉电阻上的电流直接流入单片机中,使数码管的段码上伤保持低电平,故在这时数码管不发光;而当单片机的P0口输出为0时,这时上拉电阻的有能使电流灌入单片机中,故排阻上的电流流入数码管中,因此这时数码管发光(这里用的是共阴数码管)。

图八、共阴数码管原理图图九、共阳数码管原理图

数码管实际上就是八个发光二极管,它们以两种方式连接,如果将其阴极连接在一起,这种方式构成的数码管成为共阴数码管;如果将其阳极连接在一起,这种方式构成的数码管为共阳数码管。

2.3.3.1、LED数码管的特点:

1.能在低电压、小电流条件下驱动发光,能与CMOS、TTL电路兼容。

2.发光响应时间极短(<0.1s),高频特性好,单色性好,亮度高。

3.体积小,重量轻,抗冲击性能好。

4.寿命长,使用天10万小时以上,甚至可达100万小时,且成本低。

显示部分采用软件译码方式,所谓软件译码就是把各字符的段选码组织到一个表中,要显示某字符先查表得到其段选码,然后送往显示器的段码线。

单片机应用系统中多采用软件译码的动态显示。

2.3.3.2、数码管动态扫描

由于多位LED数码管所有段选线皆由一个8位I/O口控制,因此,在每一瞬间,我位LED会显示相同的字符,要想每位显示不同的字符,就必须采用扫描方法轮流点亮各位LED,即在每一瞬间只使某一位显示字符。在此瞬间,段选控制I/O输出相应字符段选码(字型码),而位选则控制I/O口在该显示位送入选通电平(因为LED为共阴时,则送入低电平,LED为共阳时,则送入高电平),以保证该位显示相应字符,轮流,使每位分时显示该位应显示的字符。段选码、位选码每送入一次后延时1ms,因人眼的视觉暂留时间为0.1s:(100ms),所以每位显示的间隔不必超过20ms,并保持延时一段时间,以造成视觉暂留效果,给人看上去每个数码管总在亮。

2.3.3.3、数码管驱动部分

图十、74LS245引脚图

引脚功能:

A:A总线端

B: B总线端

G:三态允许端(低电平有效)

DIR:方向控制端

功能表

G DIR 操作

L L B端流向A端

L H A端流向B端

H X 高阻

利用74LS245可将单片机输出的4个TTL门电流提高到每人口为8个TTL门,中样提高了数码管的段选输入电流,从而提高数码的亮度。

2.3.3.4、单片机计数及控制部分

图十一、单片机计数部分

计数部分:

计数部分如图十一所示。由单片机AT89C51控制完成。基本原理为当红外检测部分检测到有物体经过时,红外接收电路的串联电阻会分压减小,从而使电压比较器的正向输入端小于负向输入端的电压,从而使电压比较器输出一个低电平信号,这个信号将供给单片机进行计数控制。

计数部分有三种方案:外部中断、T0或T1计数器脉冲统计、查询法。

T0或T1计数器主要作用是在一定时间内计数脉冲的个数,我们在这里并非研究对象为在一定时间内通过物品的数量,而是实时地在显示器上显示数当前的计数值,故我们这里不能采用T0或T1计数器的方式;

查询法是CPU在一定时间内或是时刻地在查询是否有计数脉冲产生。我们知道,CPU每查询一个脉冲大约用到的时间是一个机器周期,也就是12个振荡周期,

即1 s的时间,相对于单片机的运行速度而言,外部流水线的传输速度实在太慢,

如果执意要用查询法进行统计物体的传输速度,这样对于单片机的时间资源太浪费,我们在设计单片机产品中,时间资源和空间资料特别珍贵,不能轻易浪费,故查询方案舍弃。

外部中断法是利用P3.2口的第二功能,INT0中断,这时,当有一低电平产生时,单片机将自动进入中断服务程序,进行处理外部中断问题,但在这时,由于外界干扰或者物体的特性,可能会进行反复地中断触发,这样可能会造成误计,重计等错误后果,在这里我们处理的办法是我们不再利用电平触发,而采用负边沿触发方式,这样只有产生一个完整的脉冲,才会有负边沿产生,这样就可以在很大程序上解决了误差的问题。

综上所述,在本设计在最合理的是采用外部中断方式计数。

单片机控制部分:

单片机控制数码管显示有责任中方案,和种是查询法,另一种是中断法,这里的中断不再是外部中断,而是利用单片机内部的定时器产生定时中断,从而控制数码管的显示。

查询法类似于上面所说的脉冲的查询方法,主程序在不停地查询并显示数码管的点亮,并且在每位数码管之间还要插入延时程序,而这些延时程序一般都是利用空操作的方法进行延时,这样浪费了大量的时间和空间资料。在工程设计和产品制作中,一般不采用此方案。

中断法是利用单片机内部产生的溢出进行计数和定时,这样可以准确在某时刻或是是规定的时刻做相应的工作。在本设计中,是用数码管每1ms轮循地扫描,点亮数码管。

但是,在以上的显示和计数的相应程序段中,可能会遇到两者同时进入中断问题,如果遇到这样的问题,可能会导致单片机死机或者程序跑飞的情况,我们为了避免这样的情况产生,我们在这里必须设定优先级,在工业生产中,要计算出正确的数值才是最重要的,所以,我们这里就要设为检测外部脉冲人优先级。

AT89C51有以下标准功能:

4K字节FLASH闪烁存储器、128字节内部RAM、32个I/O口线、两个16位定时/计数器、一个5向量两级中断、一个全双工串行通信口、片内振荡电路、同时AT89C51可降至0HZ的静态逻辑操作,并支持两个软件的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作,但是允许RAM、定时/计数器、串行通信口及中断系统继续工作。掉电后保存ROM的内容,但振荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个硬件复位。

图十二、A T89C51单片机外型

图十三、AT89C51P3口功能

AT89C51共有四十个引脚,采用双列直插式封闭,各引脚功能如下:

P0~P3:数据输入输出端口。

P0口:一个漏极开路的8位准双向I/O端口,作为漏极开路的输出端口,每位能驱动8个LS型TTL负载。当P0口作为输入口使用时,应先向口锁存器(地址80H)定入全1,此时P0口的全部引脚浮空,可作为高阻抗输入。作输入口作用时要先写我,这就是准双向的含义。

P1口:一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口,P1的输出缓冲器可驱动(吸收或输出电流方式)4个TTL输入。对端口写1时,能过内部的上拉电阻把端口拉到高电位,这时可用作输入口。P1作输入口使用时,因为有内部的上拉电

I)。

阻,那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流(

IL

P2口:一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P2的输出缓冲器可驱动(吸收或输出电流方式)4个TTL输入。对端口写1时,通过内部的上接电阻把端口拉到高电位,这时可用作输入口。P2作输入口使用时,因为有内部的上拉电

I)。

阻,那些被部信号拉低的引脚会输出一个电流(

IL

P3口:一个还内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P3的输出缓冲器可驱动(吸收或输出电流方式)4个TTL输入。对商品写1时,通过内部的上拉电阻把商品拉到高电位,这时可用作输入口。P3作输入口使用时,因为有内部的上拉电阻,

I)。

那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流:(

IL

在AT89C51中,P3口还用于一些复用的功能,即第二功能,其复用功能如图十三所示。

此外,RST引脚是复位信号的输入端,复位信号是高电平有效,其有效时间应持续24个振荡周期(即二个机器周期)以上,若使用频率为6MHZ晶振,则复位信号持续时间应超过4 s,才能完成复位操作。

复位电路

整个复位电路包括芯片内、外两部分。外部电路(如图十四)产生的复位信号送至施密特触发器,再由片内复位电路在每个机器周期的S5P2时施密特触发器的输出进行采样,然后才得到内部复位操作所需要的信号。

图十四、复位电路逻辑图

复位电路的分类

复位电路又分为手动复位,上电复位和看门狗复位。

上电复位:在加电瞬间电容通过充电来实现的,其电路如图十五所示。

在通电瞬间,电容C通过电阻R充电,RST端出现正脉冲,用以复位。

图十五、上电复位电路

手动复位:所谓手动复位就是通过一按键开关,使单片机进入复位状态。系统在上电运行后,需要复位,通过手动得利位来实现,一般是阻容复位和手动复位相结合。

图十六、手动复位电路

看门狗复位:看门狗(以max813为例)是一种监控单片机是否出问题和上电复位的一咱专用芯片,它在单片机上电的时候可以给出上电复位信号,当系统进行正常工作的时候,要在1.6秒之内要给出一个脉冲信号,否则看门狗就会发出一个复位信号至单片机的复位角,使单片机复位,这种操作一般在程序中处理。

图十七、看门狗复位电路

MAX813如图十八所示:

图十八、MAX813引脚图

MAX813是具有监控电路的微处理芯片,它具有4个功能:

1.具有独立的看门狗计时器,如果看门狗输入在1.6s内无变化,就会产生看门狗输出;

2.掉电或电源电压低于1.25V时,产生掉电输出;

3.上电时自动产生200ms 宽的复位脉冲;

4.具有人工复位功能,当人工复位端输入低电平时,产生复位信号输出。

MAX813的各引脚功能:

MR(1脚):手动复位端。当该端输入低电平保持140ms以上,MAX813就能产生复位信号,该复位信号脉宽为200ms。

Vcc(2脚):工作电源接+5V。

GND(3脚):电源接地端。

PFI(4脚):电源故障输入端。当该端输入电压低于1.25V时,MAX813使电源故障输出端产生的信号由高电平变为低电平。

PFO(5脚):电源故障输出端。电源正常时,保持高电平,电源电压变低或掉电时,输出由高电平变为低电平。

WDI(6脚):看门狗信号输入端(喂狗信号)。程序正常运行时,必须每隔1.6s 之内向该端送一次信号,若超过1.6s,MAX813接收不到喂狗信号,则产生看门狗输出(见8脚)。

WDO(8脚):看门狗信号输出端。正常工作时输出保持高电平,看门狗输出时,

该端输出信号由高电平变为低电平。

看门狗复位的原理

当干扰信号进入系统时,常导致程序的跑飞,而程序跑飞的根本原因是由于程序计数器PC错位引起的,在程序存储器中,指令码与存放指令的地址是一一对应的,有的指令码是单字节,有的二字节,单片机最多三字节,PC的内容正是要执行的指令码的地址,若修改了PC内容,打破单片机正常的取指操作,导致了程序的非正常运行,甚至出现至命故障(便修改重要的数据等),因此为克服这一问题,可用看门狗监视程序运行,若程序跑飞,则看门狗产生复位信号,使单片机重新返回程序正常运行。

3.4、系统程序设计

3.4.1、程序流程图

图十九、主程序流程图

图二十、脉冲计数中断流程图

图二十一、中断显示程序流程图

3.4.2、程序设计

STOREH EQU 20H ;计数高位暂存单元

STOREL EQU 21H ;计数低位暂存单元

FLAG BIT 22H ;显示定位标志

ORG 0000H

AJMP MAIN

ORG 0003H ;外部中断0地址入口

LJMP WA VE

ORG 000BH ;定时中断0地址入口

LJMP TTT0

ORG 0030H

;**********************初始化********************** MAIN: MOV SP,#60H ;设堆栈栈底

MOV TMOD,#01H ;设为定时器0,模式1

MOV TH0,#0FCH ;1ms定时中断

MOV TL0,#18H

MOV R2,#0 ;计数单元清0

CLR FLAG ;显示标志清0

MOV STOREH,#0 ;初始化暂存单元清0

MOV STOREL,#0

SETB ET0 ;打开定时器0中断

SETB TR0 ;打开计数

SETB EX0 ;打开外部中断0

SETB IT0 ;设为负边沿触发方式

SETB PX0 ;设为外部中断计数优先级

SETB EA ;打开总中断

60进制计数器课程设计报告

电子技术基础实验 课程设计 60进制计数器

一、实验目的 (一)掌握中规模集成计数器74LS161的引脚图和逻辑功能。 (二)熟悉555集成定数器芯片的引脚图。 (三)利用74LS161和555定时器构成60进制计数器。 (四)在Multisim软件中仿真60进制计数器。 二、实验容 (一)集成计数器74LS161逻辑功能验证。 (二)用555定时器构成多谐振荡器。 (三)用两片74LS161和555定时器构成60进制计数器。 三、集成计数器介绍 (一)集成计数器74LS161管脚介绍 74LS161是4位二进制同步加法计时器。图1为它的管脚排列图,集成芯片74LS161的CLR是异步清零端(低电平有效),LOAD是异步预置数控制端(低电平有效)。CLK是时钟脉冲输入端,RCO是进位输出端,ENP、ENT是计数器使能端,高电平有效。A、B、C、D是数据输入端; QA、QB、QC、QD是数据输出端。

图1 74LS161管脚排列图 (二)集成计数器74LS161功能介绍 由表1可知,74LS161具有以下功能: 1.异步清零。当CLR=0时,无论其他各输入端的状态如何,计数器均被直接置“0”。 2.同步预置数。当CLR=1、LOAD=0且在CP上升沿作用时,计数器将ABCD同时置入QA、QB、QC、QD,使QA、QB、QC、QD=ABCD。 3.保持(禁止)。CLR=LOAD=1且ENP、ENT=0时,无论有无CP脉冲作用,计数器都将保持原有的状态不变(停止计数)。 4.计数。CLR=LOAD=ENP=ENT=1时,74LS161处于计数状态。 表1 74LS161功能表

设计60进制计数器 数电课程设计

电子技术基础实验 课程设计 用74LS161设计六十进制计数器 学院:班级:姓名:学号:电气工程学院电自1418 刘科 20

用74LS161设计六十进制计数器 摘要 计数器是一个用以实现计数功能的时序部件,它不仅可用来及脉冲数,还常用作数子系统的定时、分频和执行数字运算以及其它特定的逻辑功能。目前,无论是TTL还是CMOS集成电路,都有品种较齐全的中规模集成计数器。使用者只要借助于器件手册提供的功能和工作波形图以及引出端的排列,就能正确运用这些器件。计数器在现代社会中用途中十分广泛,在工业生产、各种和记数有关电子产品。如定时器,报警器、时钟电路中都有广泛用途。在配合各种显示器件的情况下实现实时监控,扩展更多功能。 利用两片74LS161分别作为六十进制计数器的高位和低位,分别与数码管连接。把其中的一个通过一个与门器件构成一个十进制计数器,另一个芯片构成六进制计数器。十进制计数器(个位)和六进制计数器(十位)均采用反馈清零法利用两个74LS161构成。当个位计数器从1001计数到0000时,十位计数器要计数一次,可通过两芯片之间级联实现。使用200HZ时钟信号作为计数器的时钟脉冲。根据设计基理可知,计数器初值为00,按递增方式计数,增到59时,再自动返回到00。 关键字:60进制,计数器,74LS161,级联 目录 第1章概述 (1) 计数器设计目的 (1) 计数器设计组成 (1) 第2章六十进制计数器设计描述 (2) 74LS161的功能 (2)

方案框架 (3) 第3章六十进制计数器的设计与仿真 (4) 基本电路分析设计 (4) 计数器电路的仿真 (6) 第4章总结 (8)

集成计数器及寄存器的运用 实验报告

电子通信与软件工程 系2013-2014学年第2学期 《数字电路与逻辑设计实验》实验报告 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 班级: 姓名: 学号: 成绩: 同组成员: 姓名: 学号: --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 一、 实验名称:集成计数器及寄存器的运用 二、实验目的: 1、熟悉集成计数器逻辑功能与各控制端作用。 2、掌握计数器使用方法。 三、 实验内容及步骤: 1、集成计数器74LS90功能测试。74LS90就是二一五一十进制异步计数器。逻辑简图为图8、1所示。 四、 五、 图8、1 六、 74LS90具有下述功能: ·直接置0(1)0(2)0(.1)R R ,直接置9(S9(1,·S,.:,=1) ·二进制计数(CP 、输入QA 输出) ·五进制计数(CP 2输入Q D Q C Q B 箱出) ·十进制计数(两种接法如图8.2A 、B 所示) ·按芯片引脚图分别测试上述功能,并填入表 8、1、表8、2、表8、3中。

图8、2 十进制计数器 2、计数器级连 分别用2片74LS90计数器级连成二一五混合进制、十进制计数器。 3、任意进制计数器设计方法 采用脉冲反馈法(称复位法或置位法)。可用74LS90组成任意模(M)计数器。图8、3就是用74LS90实现模7计数器的两种方案,图(A)采用复位法。即计数计到M异步清0。图(B)采用置位法,即计数计到M一1异步置0。 图8、3 74LS90 实现七进进制计数方法 (1)按图8、3接线,进行验证。 (2)设计一个九进制计数器并接线验证。 (3)记录上述实验的同步波形图。 四、实验结果:

东南大学可变步长计数器

东南大学电工电子实验中心 实验报告 课程名称:电路与电子线路实验I 第 3 次实验 实验名称:可变步长计数器的设计 院(系):吴健雄专业:信息 姓名:学号: 实验室: 502 实验组别: 6 同组人员:实验时间:年月日评定成绩:审阅教师:

一、实验内容要求 1.可变步长计数器的设计 内容: ● 实现N 步长计数器 ● 实现1/N 步长计数器 ● N 为四位二进制数,可现场设置 要求: ● 在Multisim 软件平台上设计实验电路 ● 运行并检验实验结果 二、 实现方案 整个实验的实现方案的框架如图: 在此基本呢框架上添加量程设置,加减,N 与1/N 步长的具体方案。 三、 电路设计 首先,将电路分为两个模块搭建,分别为可变量程可逆计数的功能模块与可变步长的模块。 可逆功能可以通过用74LS160再加非门实现,也可直接用74LS190或74LS192(可加减十进制计数器)来实现。本实验将利用74LS190来实现,并通过逻辑门对计数器进行置数与清零的控制,74LS190引脚图如下图所示:

可变量程功能可以通过利用计数器输出数通过逻辑门的判断将结果输入到置数端,与到达最大值时传送信息到到清零端。 可变步长功能可以用74LS283(全加器)与D触发器控制开关来实现,74LS283引脚图如下所示: 四、电路分析仿真 可变量程加减计数模块

N步长计数器 以上模拟电路可以通过控制不同开关,改变步长,步长可以由1-15变化,当计数为16时灯灭。 五、实验总结 1、本实验让我进一步了解了74LS190计数器的基本原理。基本掌握集成计数器芯片74LS190工作原理及应用。 2、在设计可变量程功能时最开始找不到方法。经过自己的努力和尝试,渐 渐地思路清晰起来,经过多次尝试,实现了设计的要求。

计算器课程设计报告

课设报告 福建工程学院软件学院 题目:汇编计算器 班级: 1301 姓名 学号: 指导老师: 日期:

目录 1、设计目的 (3) 2、概要设计 (3) 2.1 系统总体分析 (3) 2.2 主模块框图及说明 (3) 3、详细设计 (4) 3.1 主模块及子模块概述 (4) 3.2各模块详运算 (4) 4、程序调试 (7) 4.1 运行界面分析 (7) 算法分析 (7) 4.2 调试过程与分析 (9) 5、心得体会 (11) 5.1 设计体会 (11) 5.2 系统改进 (11) 附录: (11)

1、设计目的 本课程设计是一次程序设计方法及技能的基本训练,通过实际程序的开发及调试,巩固课堂上学到的关于程序设计的基本知识和基本方法,进一步熟悉汇编语言的结构特点和使用,达到能独立阅读、设计编写和调试具有一定规模的汇编程序的水平。 2、概要设计 用8086汇编语言编写一个能实现四则混合运算、带括号功能的整数计算器程序。程序能实现键盘十进制运算表达式的输入和显示(例如输入:“1+2*(3-4)”),按“=”后输出十进制表示的运算结果。 2.1 系统总体分析 在8086的操作环境下,该计算器分成输入,数据存储,运算功能,输出几个大模块,实现了使用者使用该计算器时输入一个算式,能让系统进行计算。此计算器的实现功能是基本的数学的四则运算,结果范围在0~65535。 2.2 主模块框图及说明 此流程图简要的表现出了所要实现的功能以及一些功能的大概算法,同时也是我编写的一个总体的框架。 程序流程图说明:通过流程图,可以看出程序运行时,首先输出提示语气,当用户输入后,程序根据所输入内容进行判断,通过判断的结果来决定调用哪个功能模块,首要先要要判断的是否为0-9,“+”“-”“*”“/”这些字符,若不是就会报错,实则根据运算符号调用其功能模块完成运算。最后将运算的结果显示在主频幕上,返回主程序,使用户可以重新输入。

数电课程设计38进制计数器

1.课程设计的目的 数字电子技术课程是电类专业的主要技术基础课。通过本课程的学习,能够使学生掌握近代数电理论的基础知识、电路分析与计算的基本方法,具备进行试验的初步技能,并为后续课程的学习打下必要的基础。 数字电子技术基础课程设计是学习数字电子技术基础课程之后的实践教学环节,是对课程理论和课程实验的综合和补充,其目的是训练学生综合运用学过的数字电子技术的基础知识。学会并利用一种电路分析软件,对电路进行分析、计算和仿真,通过查找资料,选择方案,设计电路,撰写报告,完成一个较完整的设计过程,将抽象的理论知识与实际电路设计联系在一起,使学生在掌握电路基本设计方法的同时,加深对数字电子技术课程知识的理解和综合应用,培养学生综合运用基础理论知识和专业知识解决实际工程设计问题的能力,以及工程意识和创新能力。 2.设计方案论证 2.1 Multisim软件介绍 Multisim是加拿大Interactive Image Technologies (Electronics Workbench)公司推出的以Windows为基础的仿真工具,适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真分析能力。可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图,并对电路行为进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容,这样无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计,这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术,可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。 功能: (1).直观的图形界面 整个操作界面就像一个电子实验室工作台,绘制电路所需的元器件和仿真所需的测试仪器均可直接拖放屏幕上,轻点鼠标可用导线将它们连接起来,软件仪器的控制面板和操作方式都与实物相似,测量数据、波形和特性曲线如何在真实一起上看到的。 (2).丰富的元器件

计数进制可变的计数器设计

数字电子技术基础自主实验 班级:1201106 学号:1120110618 姓名: 陈振鑫

姓名班级学号 实验日期节次教师签字成绩 实验名称:计数进制可变的计数器设计 一、实验目的 利用74LS138(3线-8线译码器),74LS253(4选1数据选择器),74LS161(同步十进制加法计数器)三个芯片组合,利用清零法组成模数可以改变的加法计数器。 二、实验设备名称,型号 1.实验电路箱 2.直流稳压电源 3.74LS138、74LS253 、74LS161等芯片 4.导线若干 5.数字万用表 74ls138 74ls161

74ls253 三、实验电路图 四、设计思路及方案 设计思路:将计数器的输出作为译码器的输入端,译码数通过数据选择器,输出低点平,利用同步十进制加法计数器74LS161的清零端将计数器清零。 设计方案:电路图如图上图所示,74LS161计数器输出端QdQcQbQa分别与74LS138的输入端B0B1B2和输入使能端E2(高电平有效)相连,译码器的输出端Y0Y1Y6Y7与四选一数据

选择器输入端相连,输出端与计数器清零端相连。当E3=1,B2B1B0从000到111变化时Y1~Y7分别被选中,当MN分别取00~11时,便可实现改变计数器当进制。 五、实验步骤 1.检查导线通断后按电路图连好电路,QdQcQbQa端接数码显示管,CP端接手动计数脉冲,MN端设为00,检查无误后接通电源; 2.接通电源连续发动计数脉冲至CP端,观察数码显示,使计数器进入主计数循环; 3.按表测量并记录数据; 4.分别设MN=01,10,11,重复上述步骤; 5.分析实验结果。 六、仿真结果

数电脉搏计数器电路课程设计

烟台南山学院 数字电子技术课程设计题目脉搏计数电路设计 姓名:___ XXXXXX ___ 所在学院:_工学院电气与电子工程系 所学专业:_ 自动化 班级:___电气工程XXXX 学号:___XXXXXXXXXXXXXX 指导教师:_____ XXXXXXXX ___ 完成时间:____ XXXXXXXXXXXXX

数电课程设计任务书 一、基本情况 学时:40学时学分:1学分适应班级:12电气工程 二、进度安排 本设计共安排1周,合计40学时,具体分配如下: 实习动员及准备工作:2学时 总体方案设计:4学时 查阅资料,讨论设计:24学时 撰写设计报告:8学时 总结:2学时 教师辅导:随时 三、基本要求 1、课程设计的基本要求 数字电子技术课程设计是在学习完数字电子课程之后,按照课程教学要求,对学生进行综合性训练的一个实践教学环节。主要是培养学生综合运用理论知识的能力,分析问题和解决问题的能力,以及根据实际要求进行独立设计的能力。初步掌握数字电子线路的安装、布线、焊接、调试等基本技能;熟练掌握电子电路基本元器件的使用方法,训练、提高读图能力;掌握组装调试方法。其中理论设计包括总体方案选择,具体电路设计,选择元器件及计算参数等,课程设计的最后要求是写出设计总结报告,把设计内容进行全面的总结,若有实践条件,把实践内容上升到理论高度。 2、课程设计的教学要求 数字电子技术课程设计的教学采用相对集中的方式进行,以班为单位全班学生集中到设计室进行。做到实训教学课堂化,严格考勤制度,在实训期间累计旷课达到6节以上,或者迟到、早退累计达到8次以上的学生,该课程考核按不及格处理。在实训期间需要外出查找资料,必须在指定的时间内方可外出。 课程设计的任务相对分散,每3名学生组成一个小组,完成一个课题的设计。小组成员既有分工、又要协作,同一小组的成员之间可以相互探讨、协商,可以互相借鉴或参考别人

实验五--时序逻辑电路实验报告

实验五时序逻辑电路(计数器和寄存器)-实验报告 一、实验目的 1.掌握同步计数器设计方法与测试方法。 2.掌握常用中规模集成计数器的逻辑功能和使用方法。 二、实验设备 设备:THHD-2型数字电子计数实验箱、示波器、信号源 器件:74LS163、74LS00、74LS20等。 三、实验原理和实验电路 1.计数器 计数器不仅可用来计数,也可用于分频、定时和数字运算。在实际工程应用中,一般很少使用小规模的触发器组成计数器,而是直接选用中规模集成计数器。 2.(1) 四位二进制(十六进制)计数器74LS161(74LS163) 74LSl61是同步置数、异步清零的4位二进制加法计数器,其功能表见表5.1。 74LSl63是同步置数、同步清零的4位二进制加法计数器。除清零为同步外,其他功能与74LSl61相同。二者的外部引脚图也相同,如图5.1所示。 表5.1 74LSl61(74LS163)的功能表 清零预置使能时钟预置数据输入输出 工作模式R D LD EP ET CP A B C D Q A Q B Q C Q D 0 ××××()××××0 0 0 0 异步清零 1 0 ××D A D B D C D D D A D B D C D D同步置数 1 1 0 ××××××保持数据保持 1 1 ×0 ×××××保持数据保持 1 1 1 1 ××××计数加1计数3.集成计数器的应用——实现任意M进制计数器 一般情况任意M进制计数器的结构分为3类,第一类是由触发器构成的简单计数器。第二类是由集成二进制计数器构成计数器。第三类是由移位寄存器构成的移位寄存型计数器。第一类,可利用时序逻辑电路的设计方法步骤进行设计。第二类,当计数器的模M较小时用一片集成计数器即可以实现,当M较大时,可通过多片计数器级联实现。两种实现方法:反馈置数法和反馈清零法。第三类,是由移位寄存器构成的移位寄存型计数器。 4.实验电路: 十进制计数器 同步清零法 同步置数法

24进制计数器设计报告.doc

24进制计数器设计报告 单时钟同步24进制计数器课程设计报告1.设计任务1.1设计目的1.了解计数器的组成及工作原理。 2.进一步掌握计数器的设计方法和计数器相互级联的方法。 3.进一步掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。 4.进一步掌握数字系统的制作和布线方法。 5.熟悉集成电路的引脚安排。 1.2设计指标1.以24为一个周期,且具有自动清零功能。 2.能显示当前计数状态。 1.3设计要求1.画出总体设计框图,以说明计数器由哪些相对独立的功能模块组成,标出各个模块之间互相联系,时钟信号传输路径、方向。 并以文字对原理作辅助说明。 2.设计各个功能模块的电路图,加上原理说明。 3.选择合适的元器件,利用multisim仿真软件验证、调试各个功能模块的电路,在接线验证时设计、选择合适的输入信号和输出方式,在确定电路充分正确性同时,输入信号和输出方式要便于电路的测试和故障排除。 4.在验证各个功能模块基础上,对整个电路的元器件和布线进行合理布局。 5.打印PCB板,腐蚀,钻孔,插元器件,焊接再就对整个计数器电路进行调试。

2.设计思路与总体框图.计数器由计数器、译码器、显示器三部分电路组成,再由555定时器组成的多谐振荡器来产生方波,充当计数脉冲来作为计数器的时钟信号,计数结果通过译码器显示。 图1所示为计数器的一般结构框图。 十位数码显示管译码驱动异步清零计数器计数脉冲(由555电路产生)个位位数码示像管译码驱动异步清零计数器强制清零▲图1计数器结构框图3.系统硬件电路的设计3.1555多谐荡电路555多谐振荡电路由NE555P芯片、电阻和电容组成。 由NE555P的3脚输出方波。 ▲图2555电路3.2计数器电路集成计数芯片一般都设置有清零输入端和置数输入端,而且无论是清零还是置数都有同步和异步之分。 有的集成计数器采用同步方式,即当CP触发沿到来时才能完成清零或置数任务;有的集成计数器则采用异步方式,即通过触发器的异步输入端来直接实现清零或置数,与CP信号无关。 本设计采用异步清零。 由2片十进制同步加法计数器74LS160(图2-1-1)、一片与非门74LS00(图2-1-2)和相应的电阻、开关。 由外加送来的计数脉冲(由555电路产生)送入两个计数器的CLK端,电路在计数脉冲的作用下按二进制自然序依次递增1,当个位计数到9时,输出进位信号给十位充当使能信号进位。

对外部脉冲计数系统的设计计数器课程设计(单片机)

湖南工业大学 课程设计 资料袋 理学学院(系、部)2012 ~ 2013 学年第 1 学期 课程名称单片机应用系统指导教师周玉职称副教授学生姓名张思远专业班级电子科学102 学号10411400223 题目对外部脉冲计数系统的设计 成绩起止日期2013 年01 月06 日~2013 年01 月10 日 目录清单

湖南工业大学 课程设计任务书 2012 —2013 学年第1 学期 理学院学院(系、部)电子科学专业102 班级 课程名称:单片机应用系统 设计题目:对外部脉冲计数系统的设计 完成期限:自2013 年01 月06 日至2013 年01 月10 日共 1 周

指导教师(签字):年月日系(教研室)主任(签字):年月日

附件三 (单片机应用系统) 设计说明书 (题目) 对外部脉冲计数系统的设计 起止日期:2013 年01 月06 日至2013 年01 月10 日 学生姓名张思远 班级电子科学102 学号10411400223 成绩 指导教师(签字) 电气与信息工程学院 2012年12 月10 日

一、设计任务: 1.1 外部脉冲自动计数,自动显示。 1.1.1设计一个255计数器:0-255计数,计满后自动清0,重 新计数(在数码管中显示)。 1.1.2设计一个50000计数器:0-50000计数,计满后自动清0, 重新计数(在数码管中显示)。 注:要求首先采用PROTEUS完成单片机最小系统的硬件电路 设计及仿真;程序仿真测试通过后,再下载到单片机实训 板上执行。 二、硬件设计介绍: ※STC89C52单片机; ※6位共阴或者共阴极数码管; ※外部晶振电路; ※ISP下载接口(In system program,在系统编程); ※DC+5V电源试配器(选配); ※ISP下载线(选配) ※6个PNP(NPN)三极管 ※12个碳膜电阻 三、硬件设计思路 方案一:五个1位7段数码管,无译码器 方案二:五个1位7段数码管,译码器 方案三:1个6位7段数码管,译码器 方案四:1个6位7段数码管,无译码器 考虑实际中外围设备、资金、单片机资源利用率、节省端口数量,可实行性以及连接方便等问题,采用6为数码管(共阳或者共阴极)由于实际中没买到6位的,采用2个三位数码管并接组合一个6位数码管形式;由于实际P口驱动能力有限,故采用6位三极管增大驱动能力,已便足以使得6位数码管亮度明显正常工作,增加6个电阻限流保护数码管不被烧坏。让数码管a-g7段分别接P1.6—P1.0,6位位选分别接P2.5—P2.0。 方法一:共阴极数码管 硬件图1.0所示:通过npn管放大后,段选高电平有效,位选低电平有效

数字钟设计报告——数字电路实验报告

. 数字钟设计实验报告 专业:通信工程 :王婧 班级:111041B 学号:111041226 .

数字钟的设计 目录 一、前言 (3) 二、设计目的 (3) 三、设计任务 (3) 四、设计方案 (3) 五、数字钟电路设计原理 (4) (一)设计步骤 (4) (二)数字钟的构成 (4) (三)数字钟的工作原理 (5) 六、总结 (9) 1

一、前言 此次实验是第一次做EDA实验,在学习使用软硬件的过程中,自然遇到很多不懂的问题,在老师的指导和同学们的相互帮助下,我终于解决了实验过程遇到的很多难题,成功的完成了实验,实验结果和预期的结果也是一致的,在这次实验中,我学会了如何使用Quartus II软件,如何分层设计点路,如何对实验程序进行编译和仿真和对程序进行硬件测试。明白了一定要学会看开发板资料以清楚如何给程序的输入输出信号配置管脚。这次实验为我今后对 EDA的进一步学习奠定了更好的理论基础和应用基础。 通过本次实验对数电知识有了更深入的了解,将其运用到了实际中来,明白了学习电子技术基础的意义,也达到了其培养的目的。也明白了一个道理:成功就是在不断摸索中前进实现的,遇到问题我们不能灰心、烦躁,甚至放弃,而要静下心来仔细思考,分部检查,找出最终的原因进行改正,这样才会有进步,才会一步步向自己的目标靠近,才会取得自己所要追求的成功。 2

二、设计目的 1.掌握数字钟的设计方法。 2熟悉集成电路的使用方法。 3通过实训学会数字系统的设计方法; 4通过实训学习元器件的选择及集成电路手册查询方法; 5通过实训掌握电子电路调试及故障排除方法; 6熟悉数字实验箱的使用方法。 三、设计任务 设计一个可以显示星期、时、分、秒的数字钟。 要求: 1、24小时为一个计数周期; 2、具有整点报时功能; 3、定时闹铃(未完成) 四、设计方案 一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”,“分”,“秒”计数器和定时器组成。干电路系统由秒信号发生器、“时、 3

定时计数器设计.

设计数字钟,内有4组可设置的定时开/关,控制一路开关量输出。定时开关的设置分为单次操作(2011年6月25日8:00开2011年6月26日18:00关),周期操作(如周三8:00 开,周四16:00关)。数码管显示时间(单位秒)与设置值(单位分钟),用发光二极管表示周期与单次操作。 任务安排: (1)设计任务及要求分析 (2)方案比较及认证说明 (3)系统原理阐述,写出设计方案结构图。 (4)软件设计课题需要说明:软件思想,流程图,源程序及程序注释 (5)调试记录及结果分析、 (6)总结 (7)参考资料5篇以上 (8)附录:程序清单 时间安排: 6月24日:安排设计任务;收集资料;方案选择 6月25日:程序设计 6月26——27日:实验室内调试程序并演示 6月28日:撰写报告 7月1日:交能力拓展训练报告

摘要 单片机在电子产品中的应用越来越广泛,特别是51系列的单片机,由于其使用方便、价格低廉等优势,在市场上占有很大的份额。AT89C51就是51系列中的一个比较成熟的型号,它完全兼容51单片机的指令。 本文详细介绍了基于AT89C51单片机的数字电子钟的设计,本电子钟可以实现日期、时间的显示和调整,带有整点提示和一个闹钟,并且可以显示当前气温。 本设计包括硬件设计和软件设计两部分。主要硬件有:三端稳压器LM7805、AT89C51单片机、字符型液晶显示模块HY1602A和若干按键等。软件大致思路为:使用12MHz的晶振,单片机内部的定时器0工作在方式1,每计数50000个机器周期(即50ms)产生一次中断,中断20次就是一秒,这样就可以实现精确计时的目的,不断扫描按键,如果有按键按下,则对按键做出相应的响应。 关键字:单片机;电子钟; LCD1602;

基于单片机的光电计数器课程设计

计控学院 College of computer and control engineering Qiqihar university 电气工程课程设计报告题目:基于单片机的光电计数器 系别电气工程系 专业班级电气123班 学生姓名宋恺 学号2012024073 指导教师李艳东 提交日期 2015年6月 24日 成绩

电气工程课程设计报告 摘要 光电计数器是利用光电元件制成的自动计数装置。其工作原理是从光源发出的一束平行光照射在光电元件(如光电管、光敏电阻等)上,每当这束光被遮挡一次时,光电元件的工作状态就改变一次,通过放大器可使计数器记下被遮挡的次数。光电计数器的应用范围非常广泛,常用于记录成品数量,例如绕线机线圈匝数的检测、点钞机纸币张数的检测、复印机纸张数量的检测,或展览会参观者人数。 光电计数器与机械计数器相比,具有可靠性高、体积小、技术频率高、能和计算机链接实现自动控制等优点。本文即介绍基于MCS-51单片机的光电技术器。 关键词:单片机;光电计数器;数码显示;自动报警

齐齐哈尔大学计控学院电气工程系课程设计报告 目录 1 设计目的及意义 (1) 2 设计内容 (1) 2.1 系统整体设计 (1) 2.1.1 实验方案 (1) 2.1.2 光电计数器结构框图 (2) 图1 光电计数器结构框图 (2) 2.2系统硬件设计 (2) 2.2.1稳压直流电源电路 (2) 2.2.2发射接收电路 (3) 2.2.3显示电路 (3) 2.2.4报警电路 (4) 2.2.5硬件系统 (4) 2.3系统软件设计 (6) 3 结论7 4 参考文献 (8)

计数器的设计实验报告

计数器的设计实验报告 篇一:计数器实验报告 实验4 计数器及其应用 一、实验目的 1、学习用集成触发器构成计数器的方法 2、掌握中规模集成计数器的使用及功能测试方法二、实验原理 计数器是一个用以实现计数功能的时序部件,它不仅可用来计脉冲数,还常用作数字系统的定时、分频和执行数字运算以及其它特定的逻辑功能。 计数器种类很多。按构成计数器中的各触发器是否使用一个时钟脉冲源来分,有同步计数器和异步计数器。根据计数制的不同,分为二进制计数器,十进制计数器和任意进制计数器。根据计数的增减趋势,又分为加法、减法和可逆计数器。还有可预置数和可编程序功能计数器等等。目前,无论是TTL还是

CMOS集成电路,都有品种较齐全的中规模集成计数器。使用者只要借助于器件手册提供的功能表和工作波形图以及引出端的排列,就能正确地运用这些器件。 1、中规模十进制计数器 CC40192是同步十进制可逆计数器,具有双时钟输入,并具有清除和置数等功能,其引脚排列及逻辑符号如图5-9-1所示。 图5- 9-1 CC40192引脚排列及逻辑符号 图中LD—置数端CPU—加计数端CPD —减计数端CO—非同步进位输出端BO—非同步借位输出端 D0、D1、D2、D3 —计数器输入端 Q0、Q1、Q2、Q3 —数据输出端CR—清除端 CC40192的功能如表5-9-1,说明如下:表5-9-1 当清除端CR为高电平“1”时,计数

器直接清零;CR置低电平则执行其它功能。当CR为低电平,置数端LD也为低电平时,数据直接从置数端D0、D1、D2、D3 置入计数器。 当CR为低电平,LD为高电平时,执行计数功能。执行加计数时,减计数端CPD 接高电平,计数脉冲由CPU 输入;在计数脉冲上升沿进行8421 码十进制加法计数。执行减计数时,加计数端CPU接高电平,计数脉冲由减计数端CPD 输入,表5-9-2为8421 码十进制加、减计数器的状态转换表。加法计数表5-9- 减计数 2、计数器的级联使用 一个十进制计数器只能表示0~9十个数,为了扩大计数器范围,常用多个十进制计数器级联使用。 同步计数器往往设有进位(或借位)输出端,故可选用其进位(或借位)输出信号驱动下一级计数器。 图5-9-2是由CC40192利用进位

实验九_步长可变的加减计数器

实验九步长可变的加减计数器 一、实验目的 1.掌握加减法计数器以及特殊功能计数器的的设计原理。 2用VHDL语言设计多功能计数器。 二、实验原理 计数分同步计数器和异步计数器,如果按工作原理和使用情况来分那就更多了。 1.加减工作原理 加减计数也称为可逆计数,就是根据计数控制信号的不同,在时钟脉冲的作用下,计数器可以进行加1计数操作或者减1计数操作。 2.变步长工作原理 如步长为3的加法计数器,计数状态变化为0、3、6、9、12……,步长值由输入端控制。在加法计数时,当计数值达到或超过99时,在计数器下一个时钟脉冲过后,计数器清零;在减法计数时,当计数值达到或小于0时,在计数器下一个时钟脉冲过后,计数器也清零。 三、实验内容 1 设计的计数步长可在0~79之间变化 2 通过仿真或观察波形图验证设计的正确性。 3 编译下载验证结果。 四、设计提示 1.注意IF语句的嵌套。 2.注意加减计数状态的变化,计数值由9变0(加法)及由0变9(减法)各位的变化。 由于计数器为十进制计数器,还应考虑进位或借位后进行加6及减6校正。 五、实验报告要求

1.写出多模加减计数器的VHDL源程序。 2.叙述多模加减计数器的工作原理。 SF = ‘1’加标志,SF=’0’减标志 3.画出计数器工作波形图. LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY CHANGABLE IS PORT(CLK,RESET,SF:IN STD_LOGIC; SIZE:IN STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0); DO:OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0) ); END ENTITY CHANGABLE; ARCHITECTURE C_SIZE OF CHANGABLE IS SIGNAL C_COUNT: STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0); BEGIN PROCESS(CLK,RESET,SF,SIZE) V ARIABLE TP:STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0); BEGIN IF(RESET = '1')THEN C_COUNT<=(OTHERS=>'0'); ELSIF(CLK'EVENT AND CLK = '1')THEN IF(SF='1')THEN TP:=C_COUNT+SIZE; IF(TP>79)THEN C_COUNT<=(OTHERS=>'0'); ELSE C_COUNT<=C_COUNT+SIZE; END IF; ELSE IF(TP < SIZE)THEN C_COUNT<=(OTHERS=>'0'); ELSE C_COUNT<=C_COUNT-SIZE; END IF; END IF; END IF; DO<=C_COUNT; END PROCESS; END ARCHITECTURE C_SIZE;

自动计数器课程设计..

西安电子科技大学 长安学院课程设计实验报告 姓名: 学号: 指导老师:

自动计数器课程设计 摘要:自动计数器在日常生活中屡见不鲜,它是根据不同的情况设定的,能够通过技术功能实现一些相应的程序,如通过自动计数器来实现自动打开和关闭各种电器设备的电源。广泛用于路灯,广告灯,电饭煲等领域。 自动计数器给人们生产生活带来了极大的方便,而且大大地扩展了自动计数器的功能。诸如自动定时报警器、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动启闭电路,定时开关烤箱、甚至各种定时电器的自动启用等,所有这些,都是以自动计数器为基础的。由于它的功能强劲,用途广泛,方便利用,所以在这个电子科技发展的时代,它是一个很好的电子产品。如在洗衣机的定时控制以及路灯等一些人们不能再现场控制的操控。都可以利用自动计数器来完成这样的功用。可见此系统所能带来的方便和经济效益是相当远大的。因此,研究自动计数器及扩大其应用,有着非常现实的意义。 本次课设设计是检验理论学习水平、实践动手能力及理论结合实际的能力,要求具有一定的分析处理问题能力和自学能力的一个比较重要得实践课程。通过这样的过程,使我们的论文及实践水平有一次较为全面的检查,同时也使我们硬件方面的能力有所提高,对以后的学习有这非常重要的意义。 关键词:电器设备;自动计数器;电源 指导老师签名:

1. 设计任务及方案 1.1设计任务 设计并制作一个自动计数器,NE555构成时钟信号发生器,CD4518为二,十进制加计数器,CD4543为译码驱动器,调节R17课调节555的震荡频率,C1为充放电电容,电容越大,充点时间越长,振荡频率越低。 介绍了一种新型的自动计数器设计方法,以NE555构成计数脉冲信号发生器,CD4518为二/十进制加法计数器,CD4543为译码驱动器,与按键、数码管等较少的辅助硬件电路相结合,实现对LED数码管进行控制。本系统具有体积小、硬件少、电路结构简单及容易操作等优点。 本计数器可将机械或人工计数方式变为电子计数,并且采用LED数码显示,简单直观,可适用于诸多行业,以满足现代生产、生活等方面的需求。随着生产技术的不断改善和提高,在现代化生产的许多场合都可以看到计数器的使用。本计数器具有低廉的造价以及控制简单等特点。通过对计数脉冲的转换可使本计数器应用更为广泛。 2.电路原理 2.1 元器件的设计与参数 本小组设计的电路原理图所涉及的元器件有:电压为+5V的直流稳压电源;最大电阻为100K的滑动变阻器R17一个;有极性电容C1一个;无极性电容C2和C3; 开关SW一个;电阻R1~~R16总共16个;芯片有:NE555,CD4518,CD4543;以及共阴极7段数码显示器两个。

电子计算器课程设计

目录 1 设计任务和性能指标 (1) 1.1 设计任务 (1) 1.2 性能指标 (1) 2 设计方案 (1) 2.1 需求分析 (1) 2.2 方案论证 (1) 3 系统硬件设计 (2) 3.1 总体框图设计 (2) 3.2 单片机选型 (2) 3.3 单片机附属电路设计 (3) 3.4 LCD液晶显示 (4) 4 系统软件设计 (5) 4.1 设计思路 (5) 4.2 总体流程图 (5) 4.3 子程序设计 (5) 4.4 总程序清单 (6) 5 仿真与调试 (6) 5.1 调试步骤 (6) 5.2 仿真结果及性能分析 (8) 6 总结 (8) 参考文献 (8) 附录1 系统硬件电路图 (10) 附录2 程序清单 (11)

1 设计任务和性能指标 1.1 设计任务 电子计算器设计 1、能实现4位整数的加减法和2位整数的乘法; 2、结果通过5个LED数码管显示(4位整数加法会有进位)或通过液晶显示屏显示。 1.2 性能指标 1.用数字键盘输入4位整数,通过LED数码显示管或液晶显示屏显示。 2.完成四位数的加减法应算。当四位数想加时产生的进位时,显示进位。 3.显示2位,并进行2位整数的乘法。 4.设计4*4矩阵键盘输入线的连接。 2 设计方案 2.1 需求分析 我们日常生活的开支,大额数字或是多倍小数的计算都需要计算器的帮助,处理数字的开方、正余弦都离不开计算器。虽然现在的计算器价格比较低廉,但是功能过于简单的不能满足个人需求,功能多的价格较贵,操作不便不说,很多功能根本用不到。所以,我们想到可不可以用自己所学为自己设计开发一个属于自己的简单计算器来完成日常生活的需求。 2.2 方案论证 使用单片机为ATMEL公司生产AT89C51,AT89C51提供以下标准功能:4K字节FLASH 闪速存储器,128字节内部RAM,32个I/O口线,两个16位定时/计数器,一个向量两级中断结构,一个全双工串行通讯口,内置一个精密比较器,片内振荡器及时钟电路,同时AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的工作模式,空闲方式停止CPU 的工作,但允许RAM,定时计数器,串行通信及中断系统继续工作。 显示用LCD液晶显示屏,减少线路连接。 用C言编写程序,易进行调试修改。 采用4*4矩阵键盘作为输入。

实验四、 计数器的设计 电子版实验报告

实验四:计数器的设计 实验室:信息楼247 实验台号: 4 日期: 专业班级:机械1205 姓名:陈朝浪学号: 20122947 一、实验目的 1. 通过实验了解二进制加法计数器的工作原理。 2. 掌握任意进制计数器的设计方法。 二、实验内容 (一)用D触发器设计4位异步二进制加法计数器 由D触发器组成计数器。触发器具有0和1两种状态,因此用一个触发器 就可以表示1位二进制数。如果把n个触发器串起来,就可以表示N位二进制 数。(用两个74LS74设计实现) (二)利用74LS161设计实现任意进制的计数器 设计要求:学生以实验台号的个位数作为所设计的任意进制计数器。 先熟悉用1位74LS161设计十进制计数器的方法。 ①利用置位端实现十进制计数器。 ②利用复位端实现十进制计数器。 提示:设计任意计数器可利用芯片74LS161和与非门设计,74LS00为2输 入与非门,74LS30为8输入与非门。 74LS161为4位二进制加法计数器,其引脚图及功能表如下。

三、实验原理图 1.由4个D触发器改成的4位异步二进制加法计数器 2.由74LS161构成的十进制计数器

四、实验结果及数据处理 1.4位异步二进制加法计数器实验数据记录表 2. 画出你所设计的任意进制计数器的线路图,并说明设计思路。

设计思路:四进制为四个输出Q3Q2Q1Q0=0000,0001,0010,0011循环,第一个无效状态为0100 1,置位法设计四进制计数器:当检测到输入为0011时,先输出显示3,然后再将D 置于低电位,计数器输出Q3Q2Q1Q0复位。 2,复位法设计四进制计数器:当检测到第一个无效状态0100时,通过与非门的反馈计数器的Cr首先置于低电平使计数器复位为0000。 五、思考题 1. 由D触发器和JK触发器组成的计数器的区别? 答:D触发器是cp上升沿触发,JK触发器是下降沿触发。 2. 74LS161是同步还是异步,加法还是减法计数器? 答:同步。加法计数器。 3. 设计十进制计数器时将如何去掉后6个计数状态的? 答:加一个与非门形成负反馈。当计数到第一个无效状态Q3Q2Q1Q0==1010时,Q3和Q1全为1,Q1,Q3接与非门,输出作为复位信号,使所有触发器复位,从而去掉了后6个状态。

模可变计数器设计Verilog语言

模可变计数器设计 V e r i l o g语言 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】

模可变计数器设计 (一)实验目的 1、进一步熟悉实验装置和QuartusⅡ软件的使用; 2、进一步熟悉和掌握EDA设计流程; 3、学习简单组合、时序电路的EDA设计; 4、学习计数器中二进制码到BCD码的转换技巧; 5、学习实验装置上数码管的输出方法。 (二)设计要求 完成设计、仿真、调试、下载、硬件测试等环节,在EDA实验装置上实现模可变计数器功能,具体要求如下: 1、设置一个按键控制改变模值,按键按下时模为10-99之间(具体数值自行确定) 的数,没按下时模为100-199之间(具体数值自行确定)的数; 2、计数结果用三位数码管十进制显示。 (三)主要仪器设备 3、微机1台 4、QuartusII集成开发软件 1套 5、EDA实验装置1套 (四)实验步骤 主要有三个模块 1:一个模20和模119的计数器

2:数码管的显示 3:BCD的调整 源程序: module count (clk,m,en,rst,a,sel,SG,d); input clk,m,en,rst; output [7:0] SG; output [2:0] sel; output a; (* synthesis, keep *) reg clk1; (* synthesis, keep *) wire [3:0] gw,sw,bw; /*(* synthesis, keep *) */reg [3:0]a; reg [11:0] q; reg [11:0] model; reg [7:0] cnt,SG; reg [2:0] sel; reg [0:0]d; output [0:0]d; always @(posedge clk) begin cnt=cnt+1; if (cnt==200) begin clk1=1'b1; cnt=0; end else clk1=1'b0; //200分频,CLK为数码管扫描频率,CLK1为计数频率 if (sel<2) sel=sel+1; else sel=0; end //sel为数码管选择 always @(sel) begin case (sel) 0: a=bw; //0数码管为百位 1: a=sw; //1数码管为十位 2: a=gw; //2数码管为个位 default: a=0; endcase case (a) 0:SG<=8'b00111111; 1:SG<=8'b00000110; 2:SG<=8'b01011011; 3:SG<=8'b01001111; 4:SG<=8'b01100110; 5:SG<=8'b01101101; 6:SG<=8'b01111101; 7:SG<=8'b00000111; 8:SG<=8'b01111111; 9:SG<=8'b01101111; //8段译码值 endcase end always @(m) if (m) model=12'b000000100000; //模值20 assign gw=q[3:0]; assign sw=q[7:4]; assign bw=q[11:8];

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