简易计数器

单片机原理与应用课程设计系别:信息科学与电气工程学院班级:电气082姓名:学号:指导教师:实践地点:实验楼406时间:2012年11月26日至2012年11月30日1一、设计内容及要求使用51单片机设计一个简易计数器，要求能够：1）测量方波脉冲个数2）测量方波脉冲的频率3）测量正弦波的脉冲频率二、设计原始资料单片机原理及应用教程范立南2006年1月单片机原理及应用教程刘瑞新2003年07月三、设计完成后提交的文件和图表1．计算说明书部分1）方案论证报告打印版或手写版2）程序流程图3）具体程序22．图纸部分：四、进程安排教学内容学时地点资料查阅与学习讨论1天单片机实验室分散设计2天单片机实验室编写报告1天单片机实验室成果验收1天单片机实验室五、主要参考资料《电子设计自动化技术基础》马建国、孟宪元编清华大学出版2004年4月《实用电子系统设计基础》姜威2008年1月《单片机系统的PROTEUS设计与仿真》张靖武2007年4月指导老师成绩答辩小组成绩总成绩3目录第一章绪论.....................................11.1以单片机为核心的嵌入式系统...............................................................................................................1TASKING公司目前正在为解决这个问题提供了途径。该公司已把EMWARE的EMIT软件包和有关的软件配套集成，形成一个集成开发环境，向用户提供开发方便。嵌入互联网联盟ETI（EMBEDTHEINTERNETCONSORTIUM）正在紧密合作，共同开发嵌入式INTERNET的解决方案。........................................................11.2本研究课题的发展趋势..............................................................................................................................11.3设计研究的要求及主要内容应解决的问题..............................................................................................2第二章整体设计方案..............................32.1设计方案......................................................................................................................................................32.2设计原理......................................................................................................................................................3第三章硬件电路设计..............................43.1最小系统设计..............................................................................................................................................43.2重要元器件介绍..........................................................................................................................................73.2.1单片机介绍..........................................................................................................................................73.2.2数码管的介绍.....................................................................................................................................113.3PROTEUS软件介绍.......................................................................................................................................113.4电路仿真....................................................................................................................................................12第四章软件设计.................................144.1系统软件设计流程图................................................................................................................................144.2KEIL软件调试.............................................................................................................................................164.4.1软件介绍............................................................................................................................................164.4.2系统概述............................................................................................................................................164.4.3KeilC51单片机软件开发系统的整体结构......................................................................................17结论..........................................19参考文献.....................................20黄龙灿：M=999的计数器的设计与实现1第一章绪论本章介绍了本研究课题的背景及意义，阐述了其发展状况。对当前各种计数器的特点及其计数器的未来发展趋势作了概况。另外，简要说明了本文所做的工作。1.1以单片机为核心的嵌入式系统单片机的另外一个名称就是嵌入式微控制器。目前，把单片机嵌入式系统和Internet连接已是一种趋势。要实现嵌入式设备和Internet连接，就需要把传统的Internet理论和嵌入式设备的实践都颠倒过来。为了使复杂的或简单的嵌入式设备，例如单片机控制的机床、单片机控制的门锁，能切实可行地和Internet连接，就要求专门为嵌入式微控制器设备设计网络服务器，使嵌入式设备可以和Internet相连，并通过标准网络浏览器进行过程控制。EmWare公司提出嵌入式系统入网的方案--EMIT技术。这个技术包括三个主要部分：即emMicro，emGateway和网络浏览器。目前，单片机应用中提出了一个新的问题：这就是如何使8位、16位单片机控制的产品，也即嵌入式产品或设备能实现和互联网互连？TASKING公司目前正在为解决这个问题提供了途径。该公司已把emWare的EMIT软件包和有关的软件配套集成，形成一个集成开发环境，向用户提供开发方便。嵌入互联网联盟ETI（embedtheInternetConsortium）正在紧密合作，共同开发嵌入式Internet的解决方案。1.2本研究课题的发展趋势自单片机出现至今，单片机技术已走过了近20年的发展路程。纵观20年来单片机发展历程可以看出，单片机技术的发展以微处理器(MPU)技术及超大规模集成电路技术的发展为先导，以广泛的应用领域拉动，表现出较微处理器更具个性的发展趋势。单片机的应用在后PC时代得到了前所未有的发展，但对处理器的综合性能要求也越来越高。综观单片机的发展，以应用需求为目标，市场越来越细化，充分突出以“单片”解黄龙灿：M=999的计数器的设计与实现2决问题，而不像多年前以MCS51/96等处理器为中心，外扩各种接口构成各种应用系统。单片机系统作为嵌入式系统的一部分，主要集中在中、低端应用领域（嵌入式高端应用主要由DSP、ARM、MIPS等高性能处理器构成），在这些应用中，目前也出现了一些新的需求，主要体现在以下几个方面：（1）以电池供电的应用越来越多，而且由于产品体积的限制，很多是用钮扣电池供电，要求系统功耗尽可能低，如手持式仪表、水表、玩具等。（2）随着应用的复杂，对处理器的功能和性能要求不断提高。既要外设丰富、功能灵活，又要有一定的运算能力，能做一些实时算法，而不仅仅做一些简单的控制。（3）产品更新速度快，开发时间短，希望开发工具简单、廉价、功能完善。特别是仿真工具要有延续性，能适应多种MCU，以免重复投资，增加开发费用。（4）产品性能稳定，可靠性高，既能加密保护，又能方便升级。1.3设计研究的要求及主要内容应解决的问题要求：1.利用单片机实现对脉冲个数的计数；2.显示当前的脉冲数；3.可以使用按键进行计数值的清零。应解决问题：基于单片机构成的产品自动计数器研究的主要内容包括：如果构成检测电路、MCS-51单片机用何种方式对外部计数脉冲进行计数显示控制、LED显示驱动模块的选择。在这个设计中主要需要解决的问题便是如何提高MCS-51单片机的抗干扰能力以及稳定性。黄龙灿：简易计数器的设计与实现3第二章整体设计方案2.1设计方案方案一：采用多种数字逻辑电路来实现逻辑控制、主门、门控、计数单元的设计要求，这样设计的电路整体比较复杂，而且不宜完成发挥部分的功能要求。所以方案一不采用。方案二：可以采用FPGA来实现逻辑控制、主门、门控、计数单元的设计要求，并且设计方便，但由于对FPGA的技术原理掌握不够熟练，所以放弃方案二。方案三：系统采用8051为核心的单片机控制系统，实现原理图中的逻辑控制、主门、门控、计数的设计要求单片机计数器的方式控制寄存器TMOD中的GATE位=1时，可以很方便的进行INT0引脚的外部输入信号的时间间隔测量。且单片机的控制电路很容易实现扩展，比如语音模块、测温I2C模块、时钟模块、A/D模块等。故采用方案三。2.2设计原理利用AT89C51单片机来制作一个手动计数器，在AT89C51单片机的P3.4管脚接一个轻触开关，作为手动计数的按钮；用单片