单片机课程设计_简易频率计数器.._单片机课程设计计数器
单片机课程设计_简易频率计数器..由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“单片机课程设计计数器”。
单 片 机 课 程 设 计
简易频率计数器
1.实验目的1.要求学生具有制作调试单片机最小系统及外设的能力，能够掌握单片机内部资源的使用。
2.熟练掌握焊接技术的基础上，能熟练使用单片机软件开发环境Keil C51编程调试，并使用STC ISP调试工具采用串口下载方式联调制作的单片机最小系统。
二、实验要求
自制一个单片机最小系统，包括串口下载、复位电路，采用外部计数器T0或T1作为外部频率输入，外部频率由信号源提供，计算出来的频率显示在四位一体的数码管上。
三、实验器材
89C54RD芯片（与89c51芯片管脚和指令共用，只是内部存储单元有差异）一个，晶振一个，电容3个，电阻3个，12个10千欧姆电阻，4位一体共阴数码显示管一个，按钮1个，导线若干。
四、实验原理 1．芯片介绍
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
1.主要特性： ·与MCS-51 兼容 ·4K字节可编程闪烁存储器 寿命：1000写/擦循环 数据保留时间：10年 ·全静态工作：0Hz-24Hz ·三级程序存储器锁定 ·128*8位内部RAM ·32可编程I/O线 ·两个16位定时器/计数器 ·5个中断源 ·可编程串行通道 ·低功耗的闲置和掉电模式 ·片内振荡器和时钟电路 2.管脚说明：
VCC：供电电压。GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： 口管脚 备选功能 P3.0 RXD(串行输入口)P3.1 TXD(串行输出口)P3.2 /INT0(外部中断0)P3.3 /INT1(外部中断1)P3.4 T0(记时器0外部输入)P3.5 T1(记时器1外部输入)P3.6 /WR(外部数据存储器写选通)P3.7 /RD(外部数据存储器读选通)P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH)，不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET;当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。
XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。3.振荡器特性：
XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。
4.芯片擦除：
整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms 来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。
此外，AT89C51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。
2、最小系统电路的组成
由电源、复位及振荡电路、四位一体数码管显示电路、按钮及LED电路。
复位及振荡电路
复位电路由按键复位和上电复位两部分组成。电阻给电容充电，电容的电压缓慢上升直到vcc，到vcc时芯片复位脚近似低电平，于是芯片复位，接近vcc时芯片复位脚近高电平，于是芯片停止复位，复位完成。
AT89C51系列单片机为高电平复位，通常在复位引脚RST上连接一个电容到VCC，再连接一个电阻到GND，由此形成一个RC充放电回路保证单片机在上电时RST脚上有足够时间的高电平进行复位，随后回归到低电平进入正常工作状态，这个电阻和电容的典型值为10K和10uF。
按键复位就是在复位电容上并联一个开关，当开关按下时电容被放电、RST也被拉到高电平，而且由于电容的充电，会保持一段时间的高电平来使单片机复位。使用6MHz的晶体振荡器作为振荡源，由于单片机内部带有振荡电路，所以外部只要连接一个晶振和两个电容即可，电容容量一般在15pF至50pF之间。如下图所示
数码管显示电路
利用单片机的T0,T1计数定时器功能，来完成对输入信号进行率计数，计数结果通过4位动态数码管显示出来，能对0到9999HZ的方波信号频率进行准确计数。如下图所示
3、软件设计
根据设计项目所需功能，我们先进行初始化，在待机状态下，采集频率。然后检测是否有按钮按下，若按钮按下，则数码管显示所采集的频率，再按下键0时则不显示。系统实现所有功能，其程序框图如图所示。
4、设计源程序 #include bit int_flag;//定时器0,1S到标志位
unsigned char volatile T0Count;//定时器0的中断次数 unsigned char volatile T1Count;unsigned char code table[] //定时器1的中断次数
={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//显示段码值为123456789 unsigned char code temp[] = {0xfe,0xfd,0xfb,0xf7};//数码管选通 unsigned long sum;//1S内脉冲总个数 unsigned char Led[4];//Led显示缓存
void delay(unsigned int num){ //软件延时
while(--num);//定时器0初始化 } void init(void){ TMOD=0x51;//T1定时器0工作于方式1，定时器1计数 TH0=(65536-50000)/256;//定时50ms TL0=(65536-50000)%256;TH1=0x00;TL1=0x00;} void disp(void){ //数码显示
unsigned char i;for(i=0;i
P2=temp[i];//片选
P0=table[Led[i]];//取数据显示
delay(100);//延时1毫秒
} } void main(void){ EA=1;//开总中断
init();//初始化定时器
TR0=1;//定时器开始工作
TR1=1;ET1=1;//开T0中断
ET0=1;while(1){
if(int_flag==1){
int_flag=0;
sum=TL1+TH1*256+T1Count*65536;//计算个数
//将数据格式化，转化成可显示的BCD码
Led[3]=sum%10000/1000;//显示千位
Led[2]=sum%1000/100;//显示百位
Led[1]=sum%100/10;//显示十位
Led[0]=sum%10;//显示个位
T0Count=0x00;
T1Count=0;
TH1=0x00;
TL1=0x00;
TR1=1;
}
内脉冲1S
disp();} } void int_t0(void)interrupt 1{ TH0=(65535-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;T0Count++;if(T0Count==20){
TR1=0;
int_flag=1;
T0Count=0x00;} } void int_T1(void)interrupt 3{ T1Count++;
5、设计仿真图 输入正弦波频率为1324HZ的仿真情况； 输入方波频率为4216HZ的仿真情况；
6、实物图（未上电）
六、实验结果分析
在实验电路板验收的时候，对于给定的输入信号，数码管显示的频率示数与实际信号源给定的频率有大约20HZ的偏差，产生偏差的原因可能有：1.电路电容的选取不恰当；2.焊接电路板的时候，因为操作不恰当，某些焊点的焊接不到位；3.实际器件与仿真所用到的的元件有差别。
七、心得体会
通过这次课程设计，我熟悉了Keil C51编程与PROTUSE的使用，对单片机的使用有了更深刻的了解，在焊接与测试过程中要有大局观，注意布局和布线。频率计的设计让我更好的了解如何应用单片机的定时器计数器模块。其中最重要的是分析问题解决问题的能力，在我看来，写程序并不难，重要的是把程序优化，无论是在节省硬件资源，还是提高数据的准确度来看，都需要下一些功夫把它做到最好。通过这次课程设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。
单片机课程设计--频率计数器专业：自动化 指导老师：朱兆优 班级：1430201学号：201430020118 姓名：张超梅一、绪论1.1设计任务和要求二、电路设计方案2.1电路工作原理 2.2系统性能三......
单片机综合实验题目：00-99手动计数器 班级：10计科一班 姓名：学号：设计时间：2013.06.241 目录一、设计目的： ........................................................................
单片机课程设计报告课程设计题目：简易数字时钟学生姓名：** 学号：********** 学院：****** 专业班级：**********指导老师：**2014年5月13日摘要：本设计采用了STC公司生产的STC89C52RC......
2014单片机课程设计课程设计基本格式：一。摘要（300字）基于何种原理，采用什么方法，达到什么目的，得到什么结果。二。正文（有图有文）：1.方案论证与比较系统设计（或设计原理）与理论分析（或......
设计题目： 单片机课程设计 学生姓名：学院： 电气与信息工程学院班级： 电子111班 指导教师：日 期： 2014年9月20日一、课程设计目的：了解电子元器件的功能与原理，掌握单片机的结构和原......
