計(jì)數(shù)器課程設(shè)計(jì)(共18頁)

1、單片機(jī)課程設(shè)計(jì)課題(kt)： 計(jì)數(shù)器系 別： 電氣(dinq)與電子工程系專 業(yè)： 電子(dinz)信息工程姓 名： 嚴(yán)鵬飛學(xué) 號(hào)： 093409160河南城建學(xué)院 2011年12月28日成績(jī)(chngj)評(píng)定一、指導(dǎo)(zhdo)教師評(píng)語（根據(jù)學(xué)生設(shè)計(jì)報(bào)告質(zhì)量、答辯情況及其平時(shí)表現(xiàn)綜合(zngh)評(píng)定）。二、評(píng)分評(píng)分項(xiàng)目設(shè)計(jì)報(bào)告評(píng)分答辯評(píng)分平時(shí)表現(xiàn)評(píng)分合 計(jì) （100分）任務(wù)完成情 況（20分）課程設(shè)計(jì)報(bào)告質(zhì)量（40分）表達(dá)情況（10分）回答問題情 況（10分）工作態(tài)度與紀(jì)律（10分）獨(dú)立工作能力（10分）得分課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào)成績(jī)： 分（折合等級(jí) ）指導(dǎo)教師簽字 年 月 日一、

2、前言 自動(dòng)計(jì)數(shù)器在日常生活中屢見不鮮，它是根據(jù)不同的情況設(shè)定的，能夠 通過技術(shù)功能實(shí)現(xiàn)一些相應(yīng)的程序， 如通過自動(dòng)計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)打開和關(guān)閉各 種電器設(shè)備的電源。廣泛用于路燈，廣告燈，電飯煲等領(lǐng)域。 自動(dòng)計(jì)數(shù)器給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便， 而且大大地?cái)U(kuò)展了自動(dòng)計(jì)數(shù)器的 功能。諸如自動(dòng)定時(shí)報(bào)警器、按時(shí)自動(dòng)打鈴、時(shí)間程序自動(dòng)控制、定時(shí)廣播、自 動(dòng)啟閉電路，定時(shí)開關(guān)烤箱、甚至各種定時(shí)電器的自動(dòng)啟用等，所有這些，都是 以自動(dòng)計(jì)數(shù)器為基礎(chǔ)的。由于它的功能強(qiáng)勁，用途廣泛，方便利用，所以在這個(gè) 電子科技發(fā)展的時(shí)代，它是一個(gè)很好的電子產(chǎn)品。如在洗衣機(jī)的定時(shí)控制以及路 燈等一些人們不能再現(xiàn)場(chǎng)控制的操控。都可

3、以利用自動(dòng)計(jì)數(shù)器來完成這樣(zhyng)的功 用?？梢姶讼到y(tǒng)所能帶來的方便和經(jīng)濟(jì)效益是相當(dāng)遠(yuǎn)大的。因此，研究自動(dòng)計(jì)數(shù) 器及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義。 本次課設(shè)設(shè)計(jì)是檢驗(yàn)理論學(xué)習(xí)水平、實(shí)踐動(dòng)手能力及理論結(jié)合實(shí)際的能力，要求 具有一定的分析處理問題能力和自學(xué)能力的一個(gè)比較重要得實(shí)踐課程。 通過這樣 的過程，使我們的論文及實(shí)踐水平有一次較為全面的檢查，同時(shí)也使我們硬件方 面的能力有所提高，對(duì)以后的學(xué)習(xí)有這非常重要的意義。 二、設(shè)計(jì)(shj)目的1、使學(xué)生增進(jìn)對(duì)單片機(jī)的感性認(rèn)識(shí)(gnxng rn shi)，加深對(duì)單片機(jī)理論方面的理解；2、使學(xué)生掌握單片機(jī)的內(nèi)部功能模塊的應(yīng)用，如定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中

4、斷、片內(nèi)外存貯器、I/O口、A/D、D/A、串行口通訊等；3、使學(xué)生(xu sheng)了解和掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)過程、方法及實(shí)現(xiàn)，為以后設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)單片機(jī)應(yīng)用(yngyng)系統(tǒng)打下良好基礎(chǔ)。三、設(shè)計(jì)(shj)要求1、可以實(shí)現(xiàn)六位的計(jì)數(shù)：0999999 2、鍵盤能實(shí)現(xiàn)全鎖、半鎖、清零功能3、能實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)的自加一 減一四、總體設(shè)計(jì)電路的總體原理框圖數(shù)碼管74LS138 單片機(jī)按鍵開關(guān)74LS472、 LED顯示器的結(jié)構(gòu)與原理（1）結(jié)構(gòu)種類 七段LED顯示器（數(shù)碼管）系發(fā)光器件的一種。常用的LED發(fā)光器件有兩類：數(shù)碼管和點(diǎn)陣。數(shù)碼管內(nèi)部有七個(gè)條形發(fā)光二極管和一個(gè)小圓點(diǎn)發(fā)光二極管組成，根據(jù)各

5、管的亮暗組成字符。常見數(shù)碼管有10根管腳。管腳排列如下圖（a）所示。其中COM為公共端，根據(jù)內(nèi)部發(fā)光二極管的接線形式可分為共陰極和共陽極兩種。如下圖（b）（c）所示，使用時(shí)，共陰極數(shù)碼管公共端接地，共陽極數(shù)碼管公共端接電源。發(fā)光二極管需510mA的驅(qū)動(dòng)電流才能正常發(fā)光，一般需加限流電阻控制電流的大小。（2）顯示(xinsh)原理 LED數(shù)碼管的ag七個(gè)發(fā)光(f un)二極管。加正電壓的發(fā)光加零電壓的不能發(fā)光，不同亮暗的組合能形成不同的字符，這種組合稱為字型碼。共陽極和共陰極的字型碼是不同的，如下所示。 LED字符顯示代碼表 顯示 段符號(hào)(fho) 十六進(jìn)制代碼 dp g f e d c b a

6、 共陰極 共陽極0 0 0 1 1 1 1 1 1 3FH C0H1 0 0 0 0 0 1 1 0 06H F9H2 0 1 0 1 1 0 1 1 5BH A4H3 0 1 0 0 1 1 1 1 4FH B0H4 0 1 1 0 0 1 1 0 66H 99H 5 0 1 1 0 1 1 0 1 6DH 92H6 0 1 1 1 1 1 0 1 7DH 82H7 0 0 0 0 0 1 1 1 07H F8H8 0 1 1 1 1 1 1 1 7FH 80H9 0 1 1 0 1 1 1 1 6FH 90H3、 譯碼器原理(yunl)（74LS47） 譯碼為編碼的逆過程。它將編碼時(shí)賦予代

7、碼(di m)的含義“翻譯”過來。實(shí)現(xiàn)譯碼的邏輯電路成為譯碼器。譯碼器輸出與輸入代碼有唯一的對(duì)應(yīng)關(guān)系。74LS47是輸出低電平有效的七段字形譯碼器，它在這里與數(shù)碼管配合使用，表2列出了74LS47的真值表，表示出了它與數(shù)碼管之間的關(guān)系。 表2 輸 入 輸 出 顯示(xinsh)數(shù)字符號(hào) LT() RBI(-) A3 A2 A1 A0 BI()/RBO() a() b() c() d() e() f() g() 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 X 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 X 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 2 1 X

8、 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 3 1 X 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 4 1 X 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 5 1 X 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 6 1 X 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 7 1 X 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 8 1 X 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 9 X X X X X X 0 1 1 1 1 1 1 1 熄滅 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 熄滅 0 X X X X X 1 0 0 0 0 0 0 0 8 (

9、1)LT()：試燈輸入(shr)，是為了檢查數(shù)碼管各段是否能正常發(fā)光而設(shè)置的。當(dāng)LT()=0時(shí)，無論輸入A3 ，A2 ，A1 ，A0為何種狀態(tài)，譯碼器輸出均為低電平，若驅(qū)動(dòng)的數(shù)碼管正常，是顯示8。 (2)BI()：滅燈輸入，是為控制多位數(shù)碼(shm)顯示的滅燈所設(shè)置的。BI()=0時(shí)。不論LT()和輸入A3 ，A2 ，A1，A0為何種狀態(tài)，譯碼器輸出均為高電平，使共陽極數(shù)碼管熄滅。 (3)RBI(-)：滅零輸入，它是為使不希望顯示的0熄滅而設(shè)定(sh dn)的。當(dāng)對(duì)每一位A3= A2 =A1 =A0=0時(shí)，本應(yīng)顯示0，但是在RBI(-)=0作用下，使譯碼器輸出全為高電平。其結(jié)果和加入滅燈信號(hào)的

10、結(jié)果一樣，將0熄滅。 (4)RBO()：滅零輸出，它和滅燈輸入BI()共用一端，兩者配合使用，可以實(shí)現(xiàn)多位數(shù)碼顯示的滅零控制。3、 74LS138 3 線8 線譯碼器，共有 54/74S138和 54/74LS138 兩種線 路結(jié)構(gòu)型式。 其工作原理如下： HYPERLINK /albums/2000974/2000974.html l 0$c2bce2033425c4dbd43f7c90 o 查看圖片 t _blank 當(dāng)一個(gè)選通端（E1）為高電平，另兩個(gè)選通端（E2)和/(E3)）為低電平時(shí)，可將地址端（A0、A1、A2）的二進(jìn)制編碼在Y0至Y7對(duì)應(yīng)的輸出端以低電平譯出。比如：A2A1A0

11、=110時(shí)，則Y6輸出端輸出低電平信號(hào)。 利用 E1、E2和E3可級(jí)聯(lián)擴(kuò)展(kuzhn)成 24 線譯碼器；若外接一個(gè)反相器還可級(jí)聯(lián)擴(kuò)展成 32 線譯碼器。 若將選通端中的一個(gè)(y )作為數(shù)據(jù)輸入端時(shí)，74LS138還可作數(shù)據(jù)(shj)分配器。 = 4 * GB3 * MERGEFORMAT 可用在8086的譯碼電路中，擴(kuò)展內(nèi)存。4、硬件總體設(shè)計(jì)主要元器件選擇主要元器件選用型號(hào)和數(shù)量如下：1個(gè)AT89C51(單片機(jī)) 1個(gè)CRYSTAL(晶振) 2個(gè)CAP(電容) 1個(gè)RES（電阻） 2個(gè)7SEG-COM-CATHOD(共陰極數(shù)碼管) 1個(gè)CAP-ELEC(電解電容)1個(gè)發(fā)光二極管 1個(gè)74L

12、S47（七段字形譯碼器） 1個(gè)74LS138（3 線8 線譯碼器）系統(tǒng)板上硬件連線單片機(jī)P3.0P3.7接按鍵端口P0P7單片機(jī)P0.0P0.7接74LS47和74LS138的輸入端數(shù)碼管的七段和六位分別與74LS47 和74LS138的輸出端相接軟件總體設(shè)計(jì) # include # include # include bit FLAG0=0; /*設(shè)定位標(biāo)記,鍵盤掃描(somio)回應(yīng)標(biāo)記*/sbit LED = P20; /*LED*/ char m=0,ptr=0,ptr1=0; /*PTR鍵盤(jinpn)掃描指標(biāo)，PTR1顯示器掃描指標(biāo)*/bit stand=0,stand1=0;

13、/*鍵盤(jinpn)鎖控制位*/char code tab16=0 x01,0 x02,0 x03,0 x0c, /*鍵盤碼*/0 x04,0 x05,0 x06,0 x0d,0 x07,0 x08,0 x09,0 x0e,0 x0a,0 x00,0 x0b,0 x0f;unsigned long DATA16; /*按鍵值存放數(shù)組*/void delay (unsigned int value) /*延時(shí)子程序*/while (value!=0) value-; /*10US延時(shí)*/void scan(void); /*聲明鍵盤掃描子程序*/void clear(void); /*聲明清除

14、按鍵存放/顯示器數(shù)組DATA子程序*/void xch(void); /*聲明按鍵存放/顯示器數(shù)組DATA 右鍵滾入子程序*/void CF(void);void CH5(void);void main() /*主程序*/ TMOD=0 x11; /* TIMER0,TIMER1工作在MODE1方式*/ TH1=(65536-3000)/256; /*設(shè)定每隔3000US掃描一次*/ TL1=(65536-3000)%256; IE=0 x88; /*8是允許中斷，a是TIMER0，TIMER1中斷使能位*/ TR1=1; /*啟動(dòng)TEMER1*/ clear(); /*調(diào)用清除顯示器為000

15、000子程序*/ while (1) do scan (); /*調(diào)用鍵盤掃描子程序有按FLAG0會(huì)為1*/ while (FLAG0!=1); /*判斷有按鍵輸入否？*/ delay(1000); /*按鈕去抖動(dòng)(dudng)*/ while(m=P1); /*按鈕放開(fn ki)否？*/ delay(1000); switch(tabptr) /*是則測(cè)試PTR鍵盤(jinpn)掃描計(jì)數(shù)器指標(biāo)至TAB取到的鍵盤碼*/ case 0 x0e: if(stand=0&stand1=0)clear(); /*是否按c是則調(diào)用清除顯示器CLEAR*/ break; case 0 x0c: /*是

16、否按A，計(jì)數(shù)器加*/ if(stand=0) CF(); break; case 0 x0d: /*是否按B，計(jì)數(shù)器減*/ if(stand=0) CH5(); break; case 0 x0a: /*是否按*，鎖鍵*/ stand=1; break; case 0 x0f: /*是否按d，解鎖鍵*/ stand=0; stand1=0; break; case 0 x0b: /*是否按#，半鎖鍵*/ if(stand=0) stand1=1; break; default: if(stand=0&stand1=0)xch(); else ;break; /*跳出此循環(huán)*/ void CF(

17、void)unsigned long temp;temp=DATA0; temp=temp+DATA1*10; temp=temp+DATA2*100; temp=temp+DATA3*1000; temp=temp+DATA4*10000;temp=temp+DATA5*100000;if(temp=999999)temp=0;elsetemp+;DATA0=(temp%10); /*取秒的個(gè)位數(shù)存入(cn r)data20*/DATA1=(temp/10%10); /*取秒的十位數(shù)存入(cn r)data21*/DATA2=(temp/100%10); DATA3=(temp/1000%1

18、0); DATA4=(temp/10000%10); DATA5=(temp/100000%10); void CH5(void)unsigned long temp;temp=DATA0; temp=temp+DATA1*10; temp=temp+DATA2*100; temp=temp+DATA3*1000; temp=temp+DATA4*10000;temp=temp+DATA5*100000;if(temp=0)temp=999999;elsetemp-;DATA0=(temp%10); /*取秒的個(gè)位數(shù)存入(cn r)data20*/DATA1=(temp/10%10); /*取

19、秒的十位數(shù)存入data21*/DATA2=(temp/100%10); DATA3=(temp/1000%10); DATA4=(temp/10000%10); DATA5=(temp/100000%10); void xch(void)char c; for(c=5;c0;c-) DATAc=DATAc-1; DATA0=tabptr;void clear(void) /*清除(qngch)顯示DATA為00子程序*/char c; /*聲明(shngmng)變量*/for(c=0;c6;c+) /*將00存入(cn r)顯示數(shù)組DATA*/DATAc=0 x00; /*返回主程序*/voi

20、d scan(void) /*掃描鍵盤子程序*/char a1=0 xf7,i; /*A1=0XF7列掃描初值，I行*/FLAG0=0; /*設(shè)按鍵回應(yīng)標(biāo)記為0，鍵盤掃描計(jì)數(shù)指標(biāo)為0*/ptr=0;for(i=0;i1|0 x80; /*高位(o wi)補(bǔ)1，由于P1.7P1.4未接+5V，而是由指令加載高電平*/ /*返回(fnhu)主程序*/void service_int1 () interrupt 3 using 2 /*TIMER1中斷子程序*/char ptr1; /*聲明掃描指標(biāo)變量*/ TH1=(65536-3000)/256; /*每隔4000US掃描一次*/ TL1=(65

21、536-3000)%256; if(stand=1) LED=0;else LED=1; if (ptr15) ptr1=0; /*PTR15表示6個(gè)數(shù)碼管都已經(jīng)掃描過*/ P0=(ptr14)|DATAptr1; /*將掃描值左移至高4位再加上數(shù)據(jù)*/ ptr1+; /*掃描指標(biāo)加1*/ /*返回主程序*/五、各部分電路設(shè)計(jì)1.MCS-51單片機(jī)電路(dinl)的設(shè)計(jì)本電路使用單片機(jī)內(nèi)部振蕩器，12MHz的晶體諧振器直接接在單片機(jī)的時(shí)鐘端口X1和X2，電路中C2、C3為振蕩器的匹配電容(dinrng)。該電路簡(jiǎn)單，工作可靠 。2.按鍵(n jin)電路按鍵的左右(zuyu)管腳分別相連，與單

22、片機(jī)的P1口連接3.74LS47 74LS138數(shù)碼管電路(dinl)本電路使用74LS47控制數(shù)碼管的七段顯示，74LS138控制數(shù)碼管的位顯示 六、整體(zhngt)電路圖（見附圖）七、設(shè)計(jì)(shj)總結(jié)設(shè)計(jì)過程中遇到的問題(wnt)及解決方法1）在編程后發(fā)現(xiàn)程序無法運(yùn)行，有幾個(gè)錯(cuò)誤，經(jīng)過檢查后發(fā)現(xiàn)原來開始的uchar 與 uint 這兩個(gè)變量在main函數(shù)中沒有定義導(dǎo)致出錯(cuò)（2）在焊接玩工程板后發(fā)現(xiàn)通電后無反應(yīng)，經(jīng)過仔細(xì)的排查才發(fā)現(xiàn)原來由于焊工不精導(dǎo)致很多地方出現(xiàn)虛焊，導(dǎo)線接觸不良導(dǎo)致無法通電，在經(jīng)過仔細(xì)復(fù)查后將虛焊的地方重新焊接了一遍解決了問題。設(shè)計(jì)體會(huì) 這次課程設(shè)計(jì)是一次非常好的鍛煉機(jī)會(huì),歷時(shí)一個(gè)星期，通過這一個(gè)星期的學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，自