单片机计数器设计报告

1、HUNANUNIVERSITYOFTECHNOLOGY单片机系统课程设计报告学院（部）：电气与信息工程学院专业：电气工程及其自动化学生姓名：指导老师：班级：学号2013年12月单片机系统课程设计报告一：系统设计要求：最大计数值为：99时59分59秒9/10秒，约100小时。2系统采用2个按键控制输入，其中一个按键用作系统清0，另一个按键用作秒表的启动/停止。系统采用7个LED数码管实现计时显示。电路原理图：使用protel或visio或proteus绘制。编程思路，用visio画程序设计流程图，且用文字描述二：系统设计：1：总体方案的设计数字秒表具有显示直观、读取方便、精度高等优点，在计时中广

2、泛应用。本设计中用单片机和数码管组成数字秒表，力求结构简单。设计中包括硬件电路的设计和系统程序的设计。硬件电路主要有主控制器、控制按钮与显示电路组成。主控制器采用单片机AT89C51,显示电路采用七位共阳极数码管显示计时时间。硬件设计2.1.:输出设计：设计要求在数码管上进行数据显示，输出硬件设计可以采用1个BCD七段译码器74LS47驱动数码管的段选端，输出字形信息，采用38译码器输出作为动态扫描时数码管的位选痛信号。这样在一定程度上节约了单片机的硬件资源，也简化了软件设计时的任务量。在硬件设计时还应当注意一下问题：（1）数码管接口方法与动态扫描原理；（2）时、分、秒计数单元地址的分配及BC

3、D码的调整方法；（3）按键识别与消除抖动的方法。2.2:显示设计：数码管显示可以分为静态显示和动态显示两种。由于本设计需要采用数码管显示时间，如果静态显示则占用的口线多，硬件电路复杂，所以采用动态显示。秒表设计原理图如图1.0所示。单片机采用通用的AT89C51芯片，显示器为7个共阳极LED数码管，用1个BCD七段译码器74LS47驱动数码管（74LS47的输入为BCD码，其输出级为集电极开路输出，可直接驱动七段数码管，具有首尾消零等特点），用38译码器74LS138的输出作为动态扫描时数码管的选通信号。因为采用了上述两个芯片，所以在对数码管进行扫描显示时，只需要单片机的7条I/O线就能完成显

4、示功能。电路图中采用P1.0P1.3作为显示数据值的输出，连接在BCD七段译码器74LSs4的1310管脚上（译码器74LS47的BCD码输入端）；P1.4P1.6作为扫描值的输出端连接在3874LS138译码器的输入端（74LS138的A,B,C）。因此，写程序应将P1口的高四位为扫描值，低四位为显示数据值（分离BCD码）。单片机的P0.0P0.1分别接在两个开关上，以控制启动/停止和清零。秒表系统功能如下：（1）开机时，秒表显示从00:00:00:0开始计时。（2）按键S1控制秒表的启动/停止。（3）按键S2控制秒表的清零。硬件电路按总体框图进行设计：图1:硬件电路总体框图三：系统总体电路

5、的设计AT89C51单片机为主电路的核心部分，各个电路均与单片机相连，由单片机统筹协调各个电路的运行工作。开始键和暂停键使用了检测的方法，所以需要连到单片机的P0.0和P0.1引脚上，对这两个I/O口进行循环扫描，检测是否按下。显示电路由七位数码管组成，采用动态显示方式，因此有8位段控制和7位位控制，并且通过74LS47译码器进行控制8位段控制，接P1口，P1.0P1.3分别控制数码管的abcdefg显示，位控制有38段译码器74LS138进行位控制接在P1.4P1.6的I/O口上，对数码管实现位控制。系统总体电路如下图所示:|12ML|CRYSTALU1C330PFR2znnR11K1Sin

6、i魏i2诲1卫3|12ML|CRYSTALU1C330PFR2znnR11K1Sini魏i2诲1卫3魏IdI魏145Bi1J5gBiIE?SP0JKADDKTAL2PO.1tfD1P02WD2PC303PO.tftDiPCJ5D5PQjemDSRSTP0.7tfDTP2BP3P2.1X3P22ft1QPSENP23ft11ALEP2.*rf12凹P2j5ft13P2.T15P1DP1.1P12P3IVFIKDP3.1/TXDP32nNTT卩轴RTFpi.isrnP3JSTT1P3.T/REFP1.AP15P1EP1.7ATB9C51U21口t嵌仁11嵌22兹悄6嵌冉QABQBcQCDQDBLH

7、BOQERBIQFLTQG74LSi7邃13A域12B11c:3；10D斑ET奪15F:净1*G:2122232XTAL1XTAL2RSTPSENALEEAP1DP1.1P12P13P1.4P15P1JBP1.7AT89C510123567PO.PO.PO.PO.PO.PO.PO.PO.P2.0#8P2.1#!QP2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/IHT0P3.3/INT1P3.4XT1OP3.5/T1P3.6VRP3.7/RDproteus口日匚口已飞DFY0Y1Y2Y3Y4Y5Y16Y72

8、BORABcDR-1312B:11一:：010：9E:15F14G：12仿真图Jr-3700.0-1200.0th1E31-5678五：源程序ORG0000HJMPSTARTORG000BHJMPTIMOSTART:MOVSP,#70HMOV28H,#00MOV2AH,#00HMOV2BH,#00MOV2CH,#00MOV2DH,#00MOVP1,#0F0HMOVR5,#1MOVTMOD,#O1HMOVTH0,#0F0HMOVTL0,#60HMOVIE,#82HMOVR4,#25LOOP:JBP0.0,N2CALLDELAYSETBTR0MOVA,R5CPLAMOVR5,AN1:JNBP0.0

9、,$CALLDELAYN2:JBP0.1,LOOPCALLDELAYCJNER5,#0,LOOPCLRTR0JMPSTARTN3:JNBP0.1,$CALLDELAYJMPLOOPTIMO:MOVTHO,#OFOHMOVTL0,#60HPUSHACCPUSHPSWDJNZR4,X2MOVR4,#25CALLCLOCKCALLDISPX2:CALLSCANPOPPSWPOPACCRETISCAN:MOVR0,#28HCJNER0,#7,X3MOVR0,#00X3:MOVA,R0ADDA,#20HMOVR1,AMOVA,R0SWAPAORLA,R1MOVP1,AINCR0RETCLOCK:CJNE

10、R5,#1,X4MOVA,2DHADDA,#1DAAMOV2DH,ACJNEA,#10H,X4MOV2DH,#00MOVA,2CHADDA,#1DAAMOV2CH,ACJNEA,#60H,X4MOV2CH,#00MOVA,2BHADDA,#1DAAMOV2BH,ACJNEA,#60H,X4MOV2BH,#00MOVA,2AHADDA,#1MOV2AH,ACJNEA,#99H,X4MOV2AH,#00X4:RETDISP:MOVRl,#20HMOVA,2DHMOVR1,2DHINCR1MOVA,2CHMOVR1,AMOVB,#10DIVABMOVR1,BINCR1MOVR1,AINCR1INCR

11、1MOVA,2BHMOVB,#10HDIVABMOVR1,BINCR1MOVR1,AINCR1MOVA,2AHMOVB,#10HDIVABMOVR1,BINCR1MOVR1,ARETDELAY:MOVR6,#60HD1:MOVR7,#248DJNZR7,$DJNZR6,D1RETEND六：总结经过两个星期紧张而充实的单片机实训，老师所要求的程序最终在自己的努力下调试出来了，并且通过了老师的验收，这次实训让我有了很大的收获。从刚开始接到课题：一个计数到99小时59分59秒0.9秒的计时秒表如何实现。所需的数码管有七位，直接利用单片机的I/O口显然很难实现，通过老师的指导，通过利用扫描方式来控制八

12、段数码管，这样既能节省很多硬件资源，又可以在排线布局方面节省很多时间，使整体电路简洁明了。因此：如何实现扫描控制成为了本次课题的重点突破目标。在前期的准备过程之中，通过认真翻阅课本，分析单片机的内部工作原理和每条语句的功能。对单片机内部的组成结构和单片机指令运用上应当注意的问题，认真查找参考书，翻阅资料。有些指令虽然能够使用，但比较复杂，如何更的使用指令，并且更加合理的利用指令方面有所欠缺。因此，我从图书馆借来许多单片机设计方面的书籍来看，认真分析程序，从程序中结合自己所学过的知识认真分析，如何把指令更好的运用到自己到自己的设计之中去。在秒表设计的另一设计中：中断计时功能也十分重要。如何正确使

13、用指令完成所需要的功能，都需要对程序进行很好的分析。通过认真调试才能更好的运用。平时书上所学的零碎的只是进行整理，各种语句的功能和使用方法，只有通过多学多调试，进行仿真才能真正掌握。在设计过程中出现的问题也是挺多的：首先由于对程序的编写设计量不足，容易出现不知如何入手的情况，通过对程序多分析，然后自己从一些简单的程序开始编译调试，逐渐熟悉，由简单到复杂，每个程序都是有很多语句组合在一起来实现其功能的，这样在编写时可以减少很多的麻烦。其次：有时候，在理论上编程没有什么错误，但是在调试和仿真的时候出现错误，通过查阅资料得知，单片机内部执行程序的有些区域是有限制的，超出区域会出现运行错误。在仿真时与

14、在理论上也有很多的差别，因为要考虑硬件部分的因素。通过查找问题出现在哪一部分，并且近一步分析一些相同指令的功能，进行替换之后进行仿真是是否符合仿真电路，解决问题。在使用proteus绘制电路图示，如何布局才能使整体更合理，如何更好地使用各个单片机的I/O口都需要知晓其原理。另外，在proteus中如何快速查找各种元件，节约时间绘制电路图时间，都是需要多查阅资料的。第三：在编写软件过程中，如何运用编程思想去解决问题，也十分关键。刚开始编程是，对于如何实现一个键控制秒表的启动和停止，我想了许久，最后想到利用计数奇、偶的不同来控制。后来在其他资料上看到利用奇偶校验和取反等许多中方法，能够实现相同的功能，但是程序要简洁很多。让我在学习中不对积累，不断丰富自己的知识。通过自己的努力，最终实现了软件仿真调试的成功。虽然在答辩的时候我的表现不够好，说明我的知识还很多欠缺。但是，通过自己编写程序并进行调试，让我的单片机知识有了很大的提升。看到只有两位同学采用汇编编写的程序，而我是其中之一，让我为我的努力和收获而高兴。在很多时候，调试出问题时，自己也想放弃，但是坚持下来才可能成功，我这样告诫自己。通过本次设计，不仅让我的自主的学习能力有了很大的提升，锻炼了我查阅资料解决问题的能力，而且对自己的毅力也是一次考验。让我在自己的学习道路上有了更多的积累，为以后的