基于單片機(jī)的計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-24 20:05 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。16 第一章 系統(tǒng)的功能要求要求：.：00~99..應(yīng)解決問題：基于單片機(jī)構(gòu)成的產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)器研究的主要內(nèi)容包括：如果構(gòu)成檢測(cè)電路、MCS51 單片機(jī)用何種方式對(duì)外部計(jì)數(shù)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)顯示控制、LED 顯示驅(qū)動(dòng)模塊的選擇、MCS51 單片機(jī)的擴(kuò)展。在這個(gè)設(shè)計(jì)中主要需要解決的問題便是如何提高M(jìn)CS51 單片機(jī)的抗干擾能力以及穩(wěn)定性。第 2 章 方案論證 設(shè)計(jì)方案選擇方案一：采用多種數(shù)字邏輯電路來實(shí)現(xiàn)邏輯控制、主門、門控、計(jì)數(shù)單元的設(shè)計(jì)要求，這樣設(shè)計(jì)的電路整體比較復(fù)雜，而且不宜完成發(fā)揮部分的功能要求。所以方案一不采用。方案二：可以采用 FPGA 來實(shí)現(xiàn)邏輯控制、主門、門控、計(jì)數(shù)單元的設(shè)計(jì)要求，并且設(shè)計(jì)方便，但由于對(duì) FPGA 的技術(shù)原理掌握不夠熟練，所以放棄方案二。方案三：系統(tǒng)采用 8051 為核心的單片機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)原理圖中的邏輯控制、主門、門控、計(jì)數(shù)的設(shè)計(jì)要求單片機(jī)計(jì)數(shù)器的方式控制寄存器 TMOD 中的 GATE 位=1 時(shí)，可以很方便的進(jìn)行INT0 引腳的外部輸入信號(hào)的時(shí)間間隔測(cè)量。且單片機(jī)的控制電路很容易實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展，比如語音模塊、測(cè)溫 I2C 模塊、時(shí)鐘模塊、A/D 模塊等。故采用方案三。 設(shè)計(jì)原理利用 AT89S52 單片機(jī)來制作一個(gè)手動(dòng)計(jì)數(shù)器，在 AT89S52 單片機(jī)的 管腳接一個(gè)輕觸開關(guān)，作為手動(dòng)計(jì)數(shù)的按鈕，用單片機(jī)的 － 接一個(gè)共陰數(shù)碼管，作為 00－99 計(jì)數(shù)的個(gè)位數(shù)顯示，用單片機(jī)的 － 接一個(gè)共陰數(shù)碼管，作為 00－99 計(jì)數(shù)的十位數(shù)顯示；硬件電路圖如圖 21 所示：圖 21 硬件電路圖系統(tǒng)板上硬件連線1）把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的 －“四路靜態(tài)數(shù)碼顯示模塊”區(qū)域中的任一個(gè) a－h(huán) 端口上；要求：著 a，……。2）把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的 －“四路靜態(tài)數(shù)碼顯示模塊”區(qū)域中的任一個(gè)數(shù)碼管的 a－h(huán) 端口上； 3）把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的 “獨(dú)立式鍵盤”區(qū)域中的 SP1 端口上.第 3 章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)XTAL218XTAL119ALE30 EA31 PSEN29RST9 15U1AT89C51vccX2CRYSTALR22kC130pFC230pFvccC310u圖 31 單片機(jī)最小系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖單片機(jī)的最小系統(tǒng)是由電源、復(fù)位、晶振、/EA=1 組成，下面介紹一下每一個(gè)組成部分。Vcc 40 電源端。 GND 20 接地端。 工作電壓為 5VXTAL218XTAL119ALE30 EA31 PSEN29RST9 15U1AT89C51X2CRYSTALC130pFC230pFC310u XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9U1AT89C51 19 腳懸空，18 腳為外部振蕩信號(hào)圖 32 晶振連接的內(nèi)部、外部方式圖 XTAL1 是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端，XTAL2 則是輸出端，使用外部振蕩器時(shí)，外部振蕩信號(hào)應(yīng)直接加到 XTAL1，而 XTAL2 懸空。內(nèi)部方式時(shí)，時(shí)鐘發(fā)生器對(duì)振蕩脈沖二分頻，如晶振為 12MHz，時(shí)鐘頻率就為 6MHz。晶振的頻率可以在 1MHz24MHz 內(nèi)選擇。電容取 30PF 左右。系統(tǒng)的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)是采用的內(nèi)部方式，即利用芯片內(nèi)部的振蕩電路。AT89 單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是此放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器。外接晶體諧振器以及電容 C1 和 C2 構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。對(duì)外接電容的值雖然沒有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)影響震蕩器頻率的高低、震蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。因此，此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為12MHz，電容應(yīng)盡可能的選擇陶瓷電容，電容值約為 22μF。在焊接刷電路板時(shí)，晶體振蕩器和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)芯片靠近，以減少寄生電容，更好地保證震蕩器穩(wěn)定和可靠地工作?！ST 9在振蕩器運(yùn)行時(shí)，有兩個(gè)機(jī)器周期（24 個(gè)振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腿時(shí)，將使單片機(jī)復(fù)位，只要這個(gè)腳保持高電平，51 芯片便循環(huán)復(fù)位。復(fù)位后P0－P3 口均置 1 引腳表現(xiàn)為高電平，程序計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器 SFR 全部清零。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，芯片為 ROM 的 00H 處開始運(yùn)行程序。復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)的。片
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