基于单片机的计数器设计.doc

《基于单片机的计数器设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机的计数器设计.doc（10页珍藏版）》请在沃文网上搜索。

1、目 录摘 要1Abstract11 引言12 设计原理23 软件设计34 系统软件设计流程图35 程序46 Keil软件调试56.1 软件介绍56.2 Keil C51单片机软件开发系统的整体结构67 电路仿真67.1系统性能仿真测试与功能说明77.2 软件调试问题及解决78 结 论8致 谢8参考文献9基于单片机的计数器设计学生姓名：涛声依旧 学号：200950420xx学 院：物理电子工程学院 专业：电子信息工程指导老师：马占卿 职称：副教授摘 要：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

2、。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。现计数器的种类已增加到：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。而本文设计的单片机计数器具有成本低，功耗低，体积小，结构简单，稳定性好，应用领域广泛等优点。关键词:计数器；单片机；技术Based On SCM Counter DesignAbstract: Along with the development of technology and counter progress, counter more and more kinds of, the

3、scope of application more and more widely, and more and more fierce competition. Good technology also become numerous manufacturers one of the focus of competition. Manufacturers in order to compete in an invincible position in, and continuously improve the technology, increase the types of products

4、. Now the kinds of counter to increase to: electromagnetic counter, electronic counter, mechanical counter (pulled the machinery, the rotation machinery counter counter, press the mechanical counter, examine long mechanical counter), liquid crystal counter, etc. And in this paper the design microcon

5、troller counter with lower cost, low power consumption, small volume, simple structure, good stability, especially extensive application, etc.Key word: Counter ; Single chip microcomputer; Technology1 引言自单片机出现至今，单片机技术已走过了近20年的发展路程。纵观20年来单片机发展历程可以看出，单片机技术的发展以微处理器(MPU)技术及超大规模集成电路技术的发展为先导，以广泛的应用领域拉动，表现

6、出较微处理器更具个性的发展趋势。单片机由于其内部集成度高，功能全，抗干扰能力强，使用方便等特点，已被广泛应用于工业测控系统，智能化仪表设计等不同领域。因它的硬件结构特点，应用者能方便地运用它设计各种不同目的的应用系统1。基于单片机设计的计数器，可做到低成本，低功耗，小体积，结构简单，稳定性好等特点，这种计数器可广泛应用到印刷、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

7、、石油、化工、发电、机床、仪表、自动化控制等行业。2. 设计原理利用AT89C51单片机来制作一个手动计数器，在AT89C51单片机的P3.7管脚接一个轻触开关，作为手动计数的按钮,P3.3管脚接一个轻触开关，作为手动清零复位的按钮。用单片机的P2.0P2.6接一个共阴极数码管，作为000999计数的个位数显示；用单片机的P0.0P0.6接一个共阴极数码管，作为000999计数的十位数显示；用单片机的P1.0P1.6接一个共阴极数码管，作为000999计数的百位数显示。单片机引脚连接如图1所示：1）把“单片机系统”区域中的P2.0/A8P2.6/A14端口用7根线连接到共阴极数码管ah端口上，

8、作为000999计数的个位数显示，要求：P2.0对应着a，P2.1对应着b，P2.6对应着g。2）把“单片机系统”区域中的P0.0/AD0P0.6/AD6端口用7根线连接到共阴极数码管ag端口上，作为000999计数的十位数显示；要求：P0.0对应着a，P0.1对应着b，P0.6对应着g。3）把“单片机系统”区域中的P1.0P1.6端口用7根线连接到共阴极数码管ag端口上，作为000999计数的千位数显示，要求：P1.0对应着a，P1.1对应着b，P1.6对应着g。4）把“单片机系统”区域中的P3.7/RD端口用导线连接到计数开关上，开关的另一端接地；把P3.3端口用导线连接到清零复位开关上，

9、开关的另一端接地。9图1 硬件电路图3 软件设计系统的软件设计也是工具系统功能的设计。单片机软件的设计主要包括执行软件（完成各种实质性功能）的设计和监控软件的设计。单片机的软件设计通常要考虑以下几个方面的问题：（1）根据软件功能要求，将系统软件划分为若干个相对独立的部分，设计出合理的总体结构，使软件开发清晰、简洁和流程合理；（2）培养良好的编程风格，如考虑结构化程序设计、实行模块化、子程序化。既便于调试、链接，又便于移植和修改；（3）建立正确的数学模型，通过仿真提高系统的性能，并选取合适的参数；（4）绘制程序流程图；（5）合理分配系统资源；（6）为程序加入注释，提高可读性，实施软件工程；（7）

10、注意软件的抗干扰设计，提高系统的可靠性2。4 系统软件设计流程图主程序先是开始，然后赋初值，本设计采用的是动态显示，所以在赋玩初值后显示程序不断被调用，主程序流程图如下图所示。图2 主程序流程图5M=999的计数器的设计与实现5 程序Count EQU 30HSP1 BIT P3.7ORG 0START: MOV Count,#00HNEXT: MOV A,CountMOV B,#10DIV ABMOV R0,BMOV B,#10DIV ABMOV DPTR,#TABLEMOVC A,A+DPTRMOV P1,AMOV A,BMOVC A,A+DPTRMOV P0,AMOV A,R0MOVC

11、A,A+DPTRMOV P2,AWT: JNB SP1,WTJNB P3.3,STARTWAIT: JB SP1,WAITLCALL DELY10MSJB SP1,WAITINC CountMOV A,CountCJNE A,#1000,NEXTLJMP STARTDELY10MS: MOV R6,#20D1: MOV R7,#248DJNZ R7,$DJNZ R6,D1RETTABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FHEND6 Keil软件调试6. 1 软件介绍Keil软件是目前最流行开发MCS-51系列单片机的软件，这从近年来各仿真机厂

12、商纷纷宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起3。运行Keil软件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空闲的硬盘空间、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统3。掌握这一软件的使用对于使用51系列单片机的爱好者来说是十分必要的，如果你使用C语言编程，那么Keil几乎就是你的不二之选（目前在国内你只能买到该软件、而你买的仿真机也很可能只支持该软件），即使不使用C语言而仅用汇编语言编程，其方便易用的集成环境、强

13、大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍4。目前流行的51系列单片机开发软件是德国Keil公司推出的Keil C51软件，Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势5。与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势。6.2 Keil C51单片机软件开发系统的整体结构 C51工具包的整体结构，uVision与Ishell分别是C51 for Windows

14、和for Dos的集成开发环境(IDE)，可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。开发人员可用IDE本身或其它编辑器编辑C或汇编源文件。然后分别由C51及C51编译器编译生成目标文件(.OBJ)。目标文件可由LIB51创建生成库文件，也可以与库文件一起经L51连接定位生成绝对目标文件(.ABS)。ABS文件由OH51转换成标准的Hex文件，以供调试器dScope51或tScope51使用进行源代码级调试，也可由仿真器使用直接对目标板进行调试，也可以直接写入程序存贮器如EPROM中6。7 电路仿真用PROTUES软件，画出计数器仿真图，得到的仿真图如图3所示。在PROTEUS绘制好原

15、理图后，调入已编译好的目标代码文件：*.HEX，可以在PROTEUS的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程。 Proteus是单片机课堂教学的先进助手。Proteus不仅可将许多单片机实例功能形象化，也可将许多单片机实例运行过程形象化。前者可在相当程度上得到实物演示实验的效果，后者则是实物演示实验难以达到的效果7。 它的元器件、连接线路等和传统的单片机实验硬件高度对应。这在相当程度上替代了传统的单片机实验教学的功能，例：元器件选择、电路连接、电路检测、电路修改、软件调试、运行结果等。随着科技的发展，“计算机仿真技术”已成为许多设计部门重要的前期设计手段。它具有设计灵活，结果、过程的统一的特点。

16、可使设计时间大为缩短、耗资大为减少，也可降低工程制造的风险8，相信在单片机开发应用中PROTEUS也能使用。Proteus 软件进行单片机系统仿真设计, 是虚拟仿真技术和计算机多媒体技术相结合的综合运用，有利于培养学生的电路设计能力及仿真软件的操作能力。在单片机课程设计和全国大学生电子设计竞赛中，我们使用 Proteus 开发环境对学生进行培图 3 Professional硬件仿真电路图训，在不需要硬件投入的条件下，学生普遍反映，对单片机的学习比单纯学习书本知识更容易接受，更容易提高。实践证明，在使用 Proteus 进行系统仿真开发成功之后再进行实际制作，能极大提高单片机系统设计效率。因此，

17、Proteus 有较高的推广利用价值9。7.1系统性能仿真测试与功能说明走时：默认为计数状态，显示三位数，按一下计数按钮记一次数，从000999的计数，按下复位清零开关，计数器清零，等待重新开始计数。7.2 软件调试问题及解决软件程序的调试一般可以将重点放在分模块调试上，统调是最后一环。软件调试可以采取离线调试和在线调试两种方式。前者不需要硬件仿真器，可借助于软件仿真器即可；后者一般需要仿真系统的支持。本次课题，Keil软件来调试程序，通过各个模块程序的单步或跟踪调试，使程序逐渐趋于正确，最后统调程序。仿真部分采用protus 6 professional软件，此软件功能强大且操作较为简单，可

18、以很容易的实现各种系统的仿真。首先打开protus 6 professional软件，在元件库中找到要选用的所有元件，然后进行原理图的绘制；绘制好后再选择wave6000已经编译好的*.hex文件，选择运行，观察显示结果，根据显示的结果和课题的要求再修改程序，再运行查，直到满足要求10。8 结 论这次学年论文设计让我受益匪浅。通过这次设计我对自己在大学三年时间里所学的知识得到了全面的回顾，并充分发挥对所学知识的理解和对毕业设计的思考及书面表达能力，最终完成了这份论文。撰写论文的过程也是专业知识的学习过程，它使我运用已有的专业基础知识，对其进行设计，分析和解决一个理论问题或实际问题，把知识转化为

19、能力的实际训练。培养了我运用所学知识解决实际问题的能力。通过这次毕业设计，我发现只有理论水平提高了，才能够将课本知识与实践相整合，理论知识服务于教学实践，以增强自己的动手能力。这个设计十分有意义，从中我获得了很多宝贵的经验。通过这次学年论文设计，我们知道了理论和实际的距离，也知道了理论和实际想结合的重要性，也从中得知了很多书本上无法得知的知识。我们的学习不但要立足于书本，以解决理论和实际教学中的实际问题为目的，还要以实践相结合，理论问题即实践课题，解决问题即课程研究，学生自己就是一个专家，通过自己的手来解决问题比用脑子解决问题更加深刻。学习就应该采取理论与实践结合的方式，理论的问题，也就是实践

20、性的课题。这种做法既有助于完成理论知识的巩固，又有助于带动实践，解决实际问题，加强我们的动手能力和解决问题的能力。致 谢通过本次学年设计，让我对我国电子行业有了新的认识。这也使我认识到了自己知识的匮乏和能力的有限。从而激励我在今后的人生中更要努力的学习和不断的充实自己。在这里我尤其感谢马老师，在他的耐心指导下，我才能成功的完成这次的学年论文设计，在写论文时老师严格的要求我们，培养我们强烈的责任心和工作学习的积极性，并且耐心的解答论文中出现的问题。在他的要求下，我不仅完成了整个论文，更重要的是锻炼了我分析问题和独立思考的能力。从论文的选题、文献的采集、框架的设计、结构的布局到最终的论文定稿，从内

21、容到格式，从标题到标点，他都费尽心血。没有马老师的辛勤栽培、孜孜教诲，就没有我论文的顺利完成。最后感谢09级电子信息工程专业的各位同学，与你们的交流使我受益颇多。感谢你们对我的理解、支持、鼓励和帮助，正是因为有了你们，我所做的一切才更有意义，也正是因为有了你们，我才有了追求进步的勇气和信心。“长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。”这是我最喜欢的诗句。就用这话作为这篇论文的一个结尾，也是一段生活的结束。希望自己能够记取少年时的梦想，永不放弃。参考文献:1 孙即然单片机技术D.北京:科学出版社，2005：6-15 2 程乾生单片机原理技术D.北京：北京大学出版社，2003：23-263 陈永雨新编集成

22、电路应用800例M电子工业出版社，2000：84-864 陈立元，范逸之Visual Basic 2005与自动化系统监控M.北京：清华大学出版社，2008：14-165 郑学坚，周斌微型计算机原理及应用（第三版）J.北京：清华大学出版社，1989：153-167.6 杨斌微机原理与技术基础M高等教育出版社，2006：135-138.7 李朝青单片机原理及接口技术M.北京：北京航空航天大学出版社，2005：35-39.8 Herman BruyninckxMechanical EngineeringM.Leuven,2001:78-869 CMKrishma，Kang GShinReal-Time SystemsMBeijing：Tsinghua University Press，2001：67-8310 Tang Tongkui,Etc. Design of Isolated Multi-channel Lonworks Data Acquisition NodeM. Automation Department of Shanghai Jiao Tong University, 2003:23-34.