毕业论文--基于51单片机的计数器设计

毕业论文--基于51单片机的计数器设计内容摘要：

线两根，外置石英振荡器的时钟线两根， 4 组 8 位共 32 个 I/O口，中断口线与 P3 口线复用。 现在我们对这些引脚的功能加以 说明： 图 37 双列直插封装 Pin9:RESET/Vpd 复位信号复用脚，当 8051 通电，时钟电路开始工作，在 RESET 引脚上出现 24个时钟周期以上的高电平，系统即初始复位。 初始化后，程序计数器 PC 指向 0000H， P0P3 输出口全部为高电平，堆栈指写入 07H，其它专用寄存器被清“ 0”。 RESET 由高电平下降为低电平后，系统即从 0000H 地址开始执行程序。 然而，初始复位不改变 RAM（包括工作寄存器R0R7）的状态， 8051 的初始态 8051 的复位方式可以是自动复位，也可以是手动复位。 此外， RESET/Vpd 还是一复用脚， Vcc 掉电其间，此脚可接上备用电源，以保证单片机内部 RAM 的数据不丢失。 见下图 图 38 复位方式图与时钟方式图 ??Pin30:ALE/当访问外部程序器时， ALE 地址锁存 的输出用于锁存地址的低位字节。 而访问内部程序存储器时， ALE 端将有一个 1/6 时钟频率的正脉冲信号，这个信号可以用于识别单片机是否工作，也可以当作一个时钟向外输出。 更有一个特点，当访问外部程序存储器， ALE 会跳过一个脉冲。 如果单片机是 EPROM，在编程其间，将用于输入编程脉冲??Pin29:当访问外部程序存储器时，此脚输 出负脉冲选通信号， PC 的 16 位地址数据将出现在 P0 和 P2 口上，外部程序存储器则把指令数据放到 P0 口上，由 CPU读入并执行。 ??Pin31:EA/Vpp 程序存储器的内外部选通线， 8051 和 8751 单片机，内置有 4kB 的程序存储器，当 EA 为高电平并且程序地址小于 4kB 时，读取内部程序存储器指令数据，而超过 4kB 地址则读取外部指令数据。 如 EA 为低电平，则不管地址大小，一律读取外部程序存储器指令。 显然，对内部无程序存储器的8031,EA 端必须接地。 在编程时， EA/Vpp 脚还需加上 21V 的编程电压。 两面的导线，必须 要在两面间有适当的电路连接才行。 这种电路间的“桥梁”叫做导孔（ via）。 导孔是在 PCB 上，充满或涂上金属的小洞，它可以与两面的导线相连接。 因为双面板的面积比单面板大了一倍，而且因为布线可以互相交错（可以绕到另一面），它更适合用在比单面板更复杂的电路上。 多层板（ MultiLayer Boards） 为了增加可以布线的面积，多层板用上了更多单或双面的布线板。 用一块双面作内层、二块单面作外层或二块双面作内层、二块单面作外层的印刷线路板，通过定位系统及绝缘粘结材料交替在一起且导电图形按设计要求进行互 连的印刷线路板就成为四层、六层印刷电路板了，也称为多层印刷线路板。 板子的层数就代表了有几层独立的布线层，通常层数都是偶数，并且包含最外侧的两层。 大部分的主机板都是 4 到 8 层的结构，不过技术上理可以做到近 100 层的 PCB 板。 不过因为这类计算机已经可以用许多普通计算机的集群代替，超多层板已经渐渐不被使用了。 因为 PCB 中的各层都紧密的结合，一般不太容易看出实际数目，不过如果仔细观察主机板，还是可以看出来。 数码管的介绍 在本任务中用 3 位数码管显示当前数值的百，十，个，由于数码管个数多，如采用静态显示方式，则占用单 片机的 I/O 口线太多，如果用定时器 /计数器的串行移位寄存器工作方式及外接串入并出移位寄存器 74LS164 的方式，则电路复杂。 所以，在数码管个数较多时，常采用动态显示方式。 3 位数码管的相同段并联在一起，由一个 6 位 I/O（ P1 口）输出字形码控制显示某一字形，每个数码管的公共端由另外一个 I/O 口（ P0 口 输出的字位码控制，即数码管显示的字形是由单片机 I/O 口输出的字形码确定，而哪个数码管点亮是由单片机 I/O 口输出的字位码确定的。 3 个数码管分时轮流循环点亮，在同一时刻只有 1 个数码管点亮，但由于数码管具有余辉特性 及人眼具有视觉暂留特性，所以适当地选取循环扫描频率，看上去所有数码管是同时点亮的，察觉不出闪烁现象。 动态显示方式所接数码管不能太多，否则会因每个数码管所分配的实际导通时间太少，使得数码管的亮度不足。 在本任务中，为了简便，字形码和字位码都没由加驱动电路，在实际应用中应加驱动电路。 数码管有共阴极和共阳极两种，对于共阳数码管，字形驱动输出 0 有效，字位驱动输出 1 有效；而对于共阴数码管则相反，即：字形驱动输出 1 有效，字位驱动输出 0 有效 显示器普遍地用于直观地显示数字系统的运行状态和工作数据，按照材料及产品工艺，单片 机应用系统中常用的显示器有： 发光二极管 LED 显示器、液晶LCD 显示器、 CRT 显示器等。 LED 显示器是现在最常用的显示器之一， 发光二极管（ LED）由特殊的半导体材料砷化镓、磷砷化镓等制成，可以单独使用，也可以组装成分段式或点阵式 LED 显示器件（半导体显示器）。 分段式显示器（ LED数码管）由 7 条线段围成 8 字型，每一段包含一个发光二极管。 外加正向电压时二极管导通，发出清晰的光。 只要按规律控制各发光段亮、灭，就可以显示各种字形或符号。 LED 数码管有共阳、共阴之分。 图是共阳式、共阴式 LED 数码管的原理图和符号。 图 39 共阳式、共阴式 LED 数码管的原理图和数码管的符号图 显示电路显示模块需要实时显示当前的时间 ,即时、分、秒，因此需要 6 个数码管，另需两个数码管来显示横。 采用动态显示方式显示时间，硬件连接如下图所示，时的十位和个位分别显示在第一个和第二个数码管，分的十位和个位分别显示在第四个和第五个数码管，秒的十位和个位分别显示在第七个和第八个数码管，其余数码管显示横线。 LED 显示器的显示控制方式按驱动方式可分成静态显示方式和动态显示方式两种。 对于多位 LED 显示器，通常都是采用动态扫描的方法进行显示，其硬件连接方式如下 图所示。 图 310 数码管的硬件连接示意图 数码管使用条件： a、使用电压段：根据发光颜色决定；小数点：根据发光颜色决定 c、使用电流：静态：总电流 80mA（每段 10mA）；动态：平均电流 45mA 峰值电流 100mA 数码管使用注意事项说明： （１）数码管表面不要用手触摸，不要用手去弄引角； （２）焊接温度：２６０度；焊接时间：（３）表面有保护膜的产品 ,可以在使用前撕下来。 Proteus 软件是英国 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术 有限公司）。 它不仅具有其它 EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。 它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。 虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。 Proteus 是世界上著名的 EDA 工具 仿真软件 ，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到 PCB 设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。 是目前世界上唯一将电路仿真软件、 PCB 设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持 805 HC1 PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086 和 MSP430等， 2020 年即将增加 Cortex 和 DSP 系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。 在编译方面，它也支持 IAR、 Keil 和 MPLAB 等多种编译器。 Proteus 软件具有其它 EDA 工具软件（例： multisim）的功能。 这些功能是： （ 1）原理布图 （ 2） PCB 自动或人工布线 （ 3） SPICE 电路仿真 革命性的特点（ 1）互动的电路仿真 用户甚至可以实时采用诸如 RAM， ROM，键盘，马达， LED， LCD， AD/DA，部分 SPI 器件，部分 IIC 器件。 （ 2）仿真处理器及其外围电路 可以仿真 51 系列、 AVR、 PIC、 ARM、等常。