單片機課程設計手動計數(shù)器

1、單片機原理與接口技術課程設計基于at89s51單片機的手動計數(shù)器設計報告 目 錄一、手動計數(shù)器課程設計功能描述21.1 單片機概述21.2 芯片簡介2二、硬件分析設計及硬件連線圖52.1 硬件分析設計52.2 硬件連線圖6三、程序設計內容及框圖63.1 程序設計內容63.2 程序框圖7四、程序源代碼清單7五、上機調試運行結果及分析9六、課程設計的經驗教訓總結9 參考文獻10一、手動計數(shù)器課程設計功能描述1.1 單片機概述 單片機微型計算機是微型計算機的一個重要分支，也是頗具生命力的機種。單片機微型計算機簡稱單片機，特別適用于控制領域，故又稱為微控制器。 通常，單片機由單塊集成電路芯片構成，內部

2、包含有計算機的基本功能部件：中央處理器、存儲器和i/o接口電路等。因此，單片機只需要和適當?shù)能浖巴獠吭O備相結合，便可成為一個單片機控制系統(tǒng)。 單片機經過1、2、3、3代的發(fā)展，目前單片機正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，它們的cpu功能在增強，內部資源在增多，引角的多功能化，以及低電壓底功耗。1.2 msc-51芯片簡介1.2.1 mcs-51單片機內部結構8051是mcs-51系列單片機的典型產品，我們以這一代表性的機型作為課程設計的實驗板。 8051單片機包含中央處理器、程序存儲器(rom)、數(shù)據(jù)存儲器(ram)、定時/計數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制

3、總線等三大總線，現(xiàn)在我們分別加以說明：中央處理器：中央處理器(cpu)是整個單片機的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進制數(shù)據(jù)或代碼，cpu負責控制、指揮和調度整個單元系統(tǒng)協(xié)調的工作，完成運算和控制輸入輸出功能等操作。數(shù)據(jù)存儲器(ram)8051內部有128個8位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和128個專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的ram只有128個，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運算的中間結果或用戶定義的字型表。程序存儲器(rom)：8051共有4096個8位掩膜rom，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。定時/

4、計數(shù)器(rom)：8051有兩個16位的可編程定時/計數(shù)器，以實現(xiàn)定時或計數(shù)產生中斷用于控制程序轉向。并行輸入輸出(i/o)口：8051共有4組8位i/o口(p0、 p1、p2或p3)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。全雙工串行口：8051內置一個全雙工串行通信口，用于與其它設備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當同步移位器使用。中斷系統(tǒng)：8051具備較完善的中斷功能，有兩個外中斷、兩個定時/計數(shù)器中斷和一個串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有2級的優(yōu)先級別選擇。時鐘電路：8051內置最高頻率達12mhz的時鐘電路，用于產生整個單片機運行的脈沖時序，但8051單片機需外置振蕩電

5、容。單片機的結構有兩種類型，一種是程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開的形式，即哈佛(harvard)結構，另一種是采用通用計算機廣泛使用的程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器合二為一的結構，即普林斯頓(princeton)結構。intel的mcs-51系列單片機采用的是哈佛結構的形式，而后續(xù)產品16位的mcs-96系列單片機則采用普林斯頓結構。下圖是mcs-51系列單片機的內部結構示意圖。 1.2.2 mcs-51的引腳說明：mcs-51系列單片機中的8031、8051及8751均采用40pin封裝的雙列直接dip結構，右圖是它們的引腳配置，40個引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時鐘線兩根，4組8位共32

6、個i/o口，中斷口線與p3口線復用?，F(xiàn)在我們對這些引腳的功能加以說明：mcs-51的引腳說明：mcs-51系列單片機中的8031、8051及8751均采用40pin封裝的雙列直接dip結構，右圖是它們的引腳配置，40個引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時鐘線兩根，4組8位共32個i/o口，中斷口線與p3口線復用?，F(xiàn)在我們對這些引腳的功能加以說明：pin9:reset/vpd復位信號復用腳，當8051通電，時鐘電路開始工作，在reset引腳上出現(xiàn)24個時鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復位。初始化后，程序計數(shù)器pc指向0000h，p0-p3輸出口全部為高電平，堆棧指針寫入07h，其它專用寄

7、存器被清“0”。reset由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從0000h地址開始執(zhí)行程序。然而，初始復位不改變ram（包括工作寄存器r0-r7）的狀態(tài)，8051的初始態(tài)。8051的復位方式可以是自動復位，也可以是手動復位，見下圖。此外，reset/vpd還是一復用腳，vcc掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機內部ram的數(shù)據(jù)不丟失。pin30:ale/當訪問外部程序器時，ale(地址鎖存)的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。而訪問內部程序存儲器時，ale端將有一個1/6時鐘頻率的正脈沖信號，這個信號可以用于識別單片機是否工作，也可以當作一個時鐘向外輸出。更有一個特點，當訪問外部程序存儲器，ale會

8、跳過一個脈沖。如果單片機是eprom，在編程其間，將用于輸入編程脈沖。pin29:當訪問外部程序存儲器時，此腳輸出負脈沖選通信號，pc的16位地址數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在p0和p2口上，外部程序存儲器則把指令數(shù)據(jù)放到p0口上，由cpu讀入并執(zhí)行。pin31:ea/vpp程序存儲器的內外部選通線，8051和8751單片機，內置有4kb的程序存儲器，當ea為高電平并且程序地址小于4kb時，讀取內部程序存儲器指令數(shù)據(jù)，而超過4kb地址則讀取外部指令數(shù)據(jù)。如ea為低電平，則不管地址大小，一律讀取外部程序存儲器指令。顯然，對內部無程序存儲器的8031,ea端必須接地。在編程時，ea/vpp腳還需加上21v的編程電壓

9、。二、課程設計分析設計及硬件接線圖2.1 分析設計利用at89s51單片機來制作一個手動計數(shù)器，在at89s51單片機的p3.7管腳接一個輕觸開關，作為手動計數(shù)的按鈕；用單片機的p0.0p0.7接一個共陽數(shù)碼管，作為0099計數(shù)的個位數(shù)顯示；用單片機的p1.0p1.7接一個共陽數(shù)碼管，作為0099計數(shù)的十位數(shù)顯示；p2.7口接一個發(fā)光二極管作為計數(shù)按鈕顯示，p2.7口接一個發(fā)光二極管作為數(shù)據(jù)溢出標志。硬件電路圖如下圖所示。2.2 硬件接線圖三、程序設計內容及框圖3.1程序設計內容 (1)單片機對按鍵的識別的過程處理 (2)單片機對正確識別的按鍵進行計數(shù)，同時p2.7口驅動發(fā)光二極管進行閃爍顯示

10、，計數(shù)滿時，p2.0口驅動發(fā)光二極管顯示溢出，又從零開始計數(shù)； (3)單片機對計的數(shù)值要進行數(shù)碼顯示，計得的數(shù)是十進數(shù)，含有十位和個位，我們要把十位和個位拆開分別送出這樣的十位和個位數(shù)值到對應的數(shù)碼管上顯示。如何拆開十位和個位我們可以把所計得的數(shù)值對10求余，即可個位數(shù)字，對10整除，即可得到十位數(shù)字了。 (4)通過查表方式，分別顯示出個位和十位數(shù)字。 3.2程序框圖 四、程序源代碼清單#include unsigned char code table=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99, 0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90; /共陽極數(shù)碼管顯示代碼unsigned

11、 char count; unsigned int z;void delay(int z) /延時程序 11unsigned char i,j; for(i=z;i0;i-) for(j=496;j0;j-); void main(void) count=0; /初始狀態(tài)數(shù)碼管顯示00 p1=tablecount/10; p0=tablecount%10; while(1) if(p3_7=0) /讀取p3.7口按鈕狀態(tài) delay(10); /調用延時，防抖動 if(p3_7=0) /確定按鈕按下 p2_7=0; /p2.7口發(fā)光二極管閃爍 delay(20); p2_7=1; count+

12、; /計數(shù)累加 if(count=100) /檢查溢出 p2_0=0; /p2.0口二極管閃爍delay(2000);p2_0=1; count=0; /計數(shù)歸零 p1=tablecount/10; /數(shù)碼管顯示十位數(shù)字 p0=tablecount%10; /數(shù)碼管顯示個位數(shù)字 while(p3_7=0); 五、上機調試運行結果及分析 最初開始調試時，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管個位數(shù)字與十位數(shù)字顛倒，經分析發(fā)現(xiàn)將p1口和p0口的輸出顛倒了；改正后，再次調試，功能演示正常，但個人感覺計數(shù)按鈕顯示二極管和溢出顯示二極管閃爍過于短暫，經反復修改延時時間，終于得到較滿意的顯示效果。六、課程設計的經驗教訓總結通過這次課程設計，加強了我的分析、思考、解決問題的能力。同時在課程設計的過程中，通過對實驗板的觀察和軟件程序的不斷改進，深刻體會到了單片機的工作原理和程序開發(fā)的步驟過程。實踐是檢驗真理的唯一標準，完成課程設計的基礎上，我還嘗試了其他的實驗項目，如交通燈設計和報警器設計等。越學習越發(fā)現(xiàn)單片機的無窮魅力，這種興趣比上理論課時強烈得多。但是，由于課設時間比較短暫，沒有能夠嘗試更多的功能，頗為遺憾。同時，本次課設