基于单片机的计数器设计

湖南科技大学

单片机课程设计

题目基于单片机的计数器设计姓名李建雄

学院机电工程学院

专业测控技术与仪器

学号09030303

指导教师戴巨川

成绩

二〇一二年六月二日

摘要

本设计是根据我们所学习的单片机课程，按照课程要求进行的课程检验。单片机技术是一个不可或缺的技术，尤其是对于我们测控技术与仪器专业来说它是我们必须要掌握的技能之一，使我们未来工作和生活的根本。现在的社会是一个信息科技高速发展的社会，也是一个电子技术和微机计算机迅速发展的时代，单片机的档次和水平在不断的提高，其应用的领域和范围也越来越广，成为现代电子系统中最重要的智能化核心部分。

随着计数器技术的不断发展与进步，计数器的种类越来越多，应用的范围越来越广，随之而来的竞争也越来越激烈。过硬的技术也成为众多生产厂商竞争的焦点之一。厂商为了在竞争中处于不败之地，从而不断地改进技术，增加产品的种类。

现计数器的种类以增加到：电磁计数器、电子计数器、机械计数器（拉动机械计数器、转动机械计数器、按动机械计数器、测长机械计数器）、液晶计数器等。

计数器的应用范围也遍布印刷、纺织、印染、针织、电缆、电讯、军工、轻工、机械、开关、断路器、矿山、实行多班制的纺织行业的织布机、织带机、制线、制带、造纸、制革、薄膜、高压开关电器产品、试验设备，印刷设备、短路器、医疗、纺织、机械、仓库和码头的货运、行人及车辆过往的数量计数、冶金、食品、国防、包装、配料、石油、化工、发电、机床、仪表、自动化控制等行业。

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目录

第一章系统的功能要求 (4)

1.1系统设计的要求及主要内容应解决的问题 (4)

第二章方案论证 (4)

2.1设计方案选择 (4)

2.2设计原理 (5)

第三章系统硬件电路设计 (6)

3.1最小系统设计 (6)

3.2原理图 (9)

3.3电路仿真 (10)

第四章系统程序设计 (12)

4.1系统软件设计流程图 (12)

4.2程序 (13)

第五章调试及性能分析 (14)

5.1系统性能测试与功能说明 (14)

5.2软件调试问题及解决 (14)

参考文献 (14)

附件计数器程序 (15)

实物电路图 (16)

第一章系统的功能要求

要求：

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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.

应解决问题：

基于单片机构成的产品自动计数器研究的主要内容包括：如果构成检测电路、MCS-51单片机用何种方式对外部计数脉冲进行计数显示控制、LED显示驱动模块的选择、MCS-51单片机的扩展。在这个设计中主要需要解决的问题便是如何提高MCS-51单片机的抗干扰能力以及稳定性。

第二章方案论证

2.1设计方案选择

方案一：

采用多种数字逻辑电路来实现逻辑控制、主门、门控、计数单元的设计要求，这样设计的电路整体比较复杂，而且不宜完成发挥部分的功能要求。所以方案一不采用。

方案二：

可以采用FPGA来实现逻辑控制、主门、门控、计数单元的设计要求，并且设计方便，但由于对FPGA的技术原理掌握不够熟练，所以放弃方案二。

方案三：

系统采用8051为核心的单片机控制系统，实现原理图中的逻辑控制、主门、门控、计数的设计要求

单片机计数器的方式控制寄存器TMOD中的GATE位=1时，可以很方便的进行INT0引脚的外部输入信号的时间间隔测量。且单片机的控制电路很容易实现扩展，比如语音模块、测温I2C模块、时钟模块、A/D模块等。故采用方案三。

2.2 设计原理

利用AT89S52单片机来制作一个手动计数器，在AT89S52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－P2.7接一个共阴数

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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；

硬件电路图如图2-1所示：

图 2-1 硬件电路图

系统板上硬件连线

1）把“单片机系统”区域中的P0.0/AD0－P0.7/AD7端口用8芯排线连接到“四路静态数码显示模块”区域中的任一个a－h端口上；要求：P0.0/AD0对应着a，P0.1/AD1对应着b，……，P0.7/AD7对应着h。

2）把“单片机系统”区域中的P2.0/A8－P2.7/A15端口用8芯排线连接到“四路静态数码显示模块”区域中的任一个数码管的a－h端口上；

3）把“单片机系统”区域中的P3.7/RD端口用导线连接到“独立式键盘”区域中

的SP1端口上.

第三章系统硬件电路的设计

3.1 最小系统设计

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图3-1 单片机最小系统的结构图

单片机的最小系统是由电源、复位、晶振、/EA=1组成，下面介绍一下每一个组成部分。

1.电源引脚

Vcc 40 电源端;

GND 20 接地端;

工作电压为5V

2.外接晶体引脚

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AT89C51 - 7 -

在访问外部程序和外部数据存储器时，P0口是分时转换的地址(低8位)/数据总线，访问期间内部的上拉电阻起作用。

(2) P1端口[P1.0－P1.7] P1是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/0端口。输出时可驱动4个TTL。端口置1时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。

对内部Flash程序存储器编程时，接收低8位地址信息。

(3) P2端口[P2.0－P2.7] P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/0端口。输出时可驱动4个TTL。端口置1时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。对内部Flash程序存储器编程时，接收高8位地址和控制信息。

在访问外部程序和16位外部数据存储器时，P2口送出高8位地址。而在访问8位地址的外部数据存储器时其引脚上的内容在此期间不会改变。

(4)P3端口[P3.0－P3.7]P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向端口。输出时可驱动4个TTL。端口置1时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。

3.2 原理图

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