單片機課程設(shè)計報告-數(shù)字轉(zhuǎn)速表設(shè)計(編輯修改稿)
2024-10-08 19:33 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 T1 設(shè)置為定時方式，且定時時間為 1s。計數(shù)器 T0 設(shè)置為外部脈沖計數(shù)工作方式，設(shè)在 1s 內(nèi)測量的脈沖個數(shù)為 n，再將 n 乘上 60 即是轉(zhuǎn)速（ 分 /轉(zhuǎn)）。 根據(jù)設(shè)計要求和設(shè)計思路，本系統(tǒng)由 AT89C51 單片機， LED 顯示電路，時鐘與復(fù)位電路以及獨立式按鍵五個部分組成。系統(tǒng)硬件框圖如圖22 所示。 9 圖 22 系統(tǒng)框圖 LED 顯 示器 驅(qū)動電路 AT89C51 單片機 時鐘電路 鍵盤電路 復(fù)位電路 10 第 2 章 硬件電路的設(shè)計方案 在單片機中，定時功能既可以由硬件（定時 /記數(shù)器）實現(xiàn)，也可通過軟件定時實現(xiàn)。硬件定時是利用單片機內(nèi)定時器定時，啟動以后定時器可與 CPU 并行工作，不占用 CPU 時間， CPU 有較高的工作效率。采用硬件定時和軟件定時并用的方式，即用 T0 溢出中斷功能實現(xiàn) 50ms 定時，通過軟件延時程序?qū)崿F(xiàn) 1s 定時。 定時器的 TMOD 用于設(shè)置定時器 /計數(shù)器的工作方式 0～ 3，并確定用于定時還是用于計數(shù)。 TCON 主要功能是為定時器在溢出時設(shè)定標(biāo)志位，并控制定時器的運行或停止等。 AT89C51單片機管腳引腳圖如圖 31 所示： 圖 31 RST/Vpd XTAL2 XTAL1 VCC VSS EA/Vpp ALE/PROG PSEN 11 LED 顯示部分電路的設(shè)計 本課題所采用得是由 LED（數(shù)碼管）作為顯示電路，用以顯示由單片機所接收的脈沖來 轉(zhuǎn)換的 BCD 碼，以及開始測速時的初始狀態(tài)。其硬件電路連接是單片機 ~ 通過一組 1K 的 接數(shù)碼管的 A~G 和 DP 共8 個管腳， ~ 接三極管驅(qū)動的 發(fā)射極，三極管驅(qū)動的集電極 接數(shù)碼管的 1~4 的 ,采用共陽極連接的方法連接。如圖 32 所示： 圖 32 顯示部分電路 RST XTAL2 XTAL1 GND GND 30pF 30pF 12M VCC 1K 1K 1K 1K 1K VCC VCC GND 22μF 1K 2K 12 按鍵電路設(shè)計 對按鍵電路的設(shè)計可以由 2 種方式：一種方式是 獨立 按鍵設(shè)計，這種設(shè)計電路適用于按鍵較少的控制；另一種方式是矩陣式鍵盤的設(shè)計，它適用于對控制按鍵較多的電路控制。本課題總共設(shè)計按鍵有 3 個啟動、停止、復(fù)位 ， 因此 設(shè)計時 采用 獨立 按鍵 ， 由單片機 。接法如圖 33 所示 圖 33 按鍵電路圖 時鐘 、復(fù)位 電路 時鐘電路是計算機的心臟，它控制著計算機的工作節(jié)奏。 MCS51單片機允許的時鐘頻率是因型號而異的典型值為 12MHZ 。 MCS51內(nèi)部都有一個反相放大器， XTAL XTAL2分別為反相放大器輸入和輸出端，外接定時反饋元件以后就組成振蕩器，產(chǎn)生時鐘送至單片機內(nèi)部的各個部件。電路中的電容 C1和 C2典型值通常選擇為 30pf左右。對外接電容的值雖然沒有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會影響振蕩器的頻率的高低，振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性。晶振的振蕩頻率的范圍通常是在 之間。晶振的頻率越高，則系統(tǒng)的時鐘頻率也就越高，單片機的運行速度也就越快。但反過來運行速度快對存儲器的速度要求就高，對印制電路板VCC GND 1K VCC 13 的工藝要求也高，即要求線簡的寄生電容要小；晶振和電容應(yīng) 盡可能安裝得與單片機芯片靠近，以減少寄生電容，更好地保證振蕩器穩(wěn)定，可靠地工作。綜合考慮，本設(shè)計采用 30pf的電容，其電路圖如圖 34所示。 圖 34 AT89C51 的時鐘電 路 GND GND 12M 30pF 30pF 14 第 3 章 軟件設(shè)計方案 根據(jù)設(shè)計要求和設(shè)計思路，進行模塊設(shè)計。定時計數(shù)程序模塊，數(shù)制轉(zhuǎn)換模塊，顯示模塊，轉(zhuǎn)速測量模塊。 編程語言？ 主 程序 設(shè)計 轉(zhuǎn)速的顯示我們采用了動態(tài)掃描的工作方式， LED 數(shù)碼顯示管采用 4聯(lián)共陽極顯示器，該器件內(nèi)部已將 4 個數(shù)碼顯示器的同名字段端并接在一起，從上到下 4 個數(shù)碼管的公共陽極分別由一個引腳引出。如 圖 41 所示 （初始化定時器、 LED 顯示初態(tài)） 開始 顯示 查鍵 否 有鍵按下？ 是 按鍵處理 圖 41 總程序流程圖 初始化 15 按鍵程序模塊 設(shè)計中我們使用的獨立按鍵，因為只有啟動 、 暫停和復(fù)位三個按鍵。按鍵程序的流程圖如圖 43。 開始 啟動計數(shù)器，延時秒 啟動鍵？ 1 秒后調(diào)用計算、 進 制 轉(zhuǎn)換子程序 否 是 暫停鍵？ 關(guān)閉計數(shù)器 否 是 關(guān)閉計數(shù)器，清空存 復(fù)位鍵？ 復(fù)位計 LED0~LED3 復(fù)位、顯示初態(tài) 否 返回 圖 43 按鍵程序流程圖 Y N 16 第 4 章 系統(tǒng)調(diào)試 硬件調(diào)試的步驟如下：接通電源和數(shù)據(jù)線，通過軟件將在 keil 中生成的 HEX 文件下載到單片機板子上，先對板子關(guān)電當(dāng)顯示請上電時按下單片機上的電源開關(guān)按鈕上電下載程序到單片機中，通過按鍵和 LED 的顯示進行調(diào)試。 當(dāng)程序下載完之后，按下電源開關(guān)， LED 上顯示初始狀態(tài)，按下啟動鍵顯示接收數(shù)據(jù)的狀態(tài)，按下停止鍵后顯示當(dāng)前所記錄的數(shù)據(jù)，按下復(fù)位鍵則顯示初始狀態(tài)。
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