题    目  00~99计数器的设计   

学生姓名       小红             

1 课程设计的目的

(1) 利用单片机定时器/计数器中断设计秒表，从而实现秒、十分之一秒的计时。

(2) 综合运用所学的《单片机原理与应用》理论知识，通过实践加强对所学知识的理解，具备设计单片机应用系统的能力。    

    (3) 通过本次课程设计加深对单片机掌握定时器、外部中断的设置和编程原理的全面认识复习和掌握，对单片机实际的应用作进一步的了解。

 (4) 通过本次试验，增强自己的动手能力。认识单片机在日常生活中的应用的广泛性，实用性。 明确学习目的，端正学习态度，提高对课程设计重要性的认识，以积极认真的态度参加课程设计工作，按要求完成规定的设计任务。

2 设计思路

本实验利用单片机的定时器/计数器定时和计数的原理，通过采用仿真软件来模拟实现。模拟利用ATC2052单片机、LED数码管以及各种控制器件来控制表的计数以及计数的开启/暂停/继续与复位等。利用单片机ATS51单片机来制作一个手动计数器，在ATS51单片机的P1.7管脚接一个轻触开关，作为手动计数的按钮，用单片机的P2.0-P2.7接一个共阴数码管，作为00-99计数的个位数显示，用单片机的P0.0-P0.7接一个共阴数码管，作为00-99计数的十位数显示。

3 设计过程 

3.1 方案论证

3.1.1 用单片机技术来实现多功能定时计数器的控制

多功能定时计数器控制系统的原理。它主要由单片机、发光二极管、晶振和双位数码管等部分组成。

1、总体描述

（1）单片机采用STCC52型。

（2）数据显示电路：七段四位共阴极数码管，P1口控制八位段码，P3.4到P3.7控制四位码。

（3）数据输入电路:四个按键完成输入，一号键控制个位加1，可以实现从1加到9；二号键控制十位加一；三号键控制百位加一；四号键控制千位加一。

（4）功能指示电路：上电指示发光二极管，P26口控制蜂鸣器报警功能。    

 2、总体设计：

设计总体框架图如图3-1所示：

图3-1总体框架图

3.1.2 最小控制系统的设计                                                          

     STCC52单片机最小系统包括晶体振荡电路、复位开关和电源部分。图3-2为STCC52单片机的最小系统：

图3-2单片机最小控制系统

复位口为P3.0口，当RST引脚有一个高电平并维持两个机器周期，则    CPU就可以响应并将系统复位。需要200欧，1000欧电阻各一个，22微法电容一个，按键一个。时钟电路需要在XTAL1，2，两个端口跨接石英晶体及两个电容，电容一般取30pF左右。

3.2 电路的设计 

3.2.1 指示电路

图3-3蜂鸣器电路

3.2.2  数码管显示电路

图3-4数码管电路

我的数码管为共阴极，八段选端接P1口，四个位选端接P3口，如上图所示。

3.2.3键盘输入

图3-4 键盘输入

上图为3*3矩阵键盘扫描电路的接法，三行分别相连接P2.5，P2.4，P2.3口，三列分别相连接P2.2，P2.1，P2.0口。先给所有行线一个低电平，然后将线口的电平状态读入单片机，如果有按键按下，总有一根线电平被拉至低电平，从而使输入不全为1.

判断键盘中哪一个键被按下是通过将行线逐行配置低电平后，检查列输入状态实现的。方法是：依次进给低电平，然后检查所有列状态，称行扫描。如果全为1，则所按下的键不在此行，如果不全为1，则所按下的键必在此行，而且是在与零电平线相交的交点上的那个键。

3.2.4复位电路

图3-5 复位电路

3.2.5 总原理图

3-6电路图设计

编程：

#include

Unsignecharcode LEDcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};

unsigned char Count;

sbit SP1=P1^7;

void delay10ms(void)

{

unsigned char i,j,k;

for(i=5;i>0;i--)

for(j=4;j>0;j--)

for(k=248;k>0;k--);

}

void main (void)

{Count=0;

P0=LEDcode[Count/10];

P2=LEDcode[Count%10];

while(1)

{if(SP1==0)

{delay10ms();

if(SP1==0)

{Count++;

if(Count==100)

 { Count=0;}

 P0=LEDcode[Count/10];

 P2=LEDcode[Count%10];

  while(SP1==0);

    do {delay10ms();}

    while(SP1==0);

   }

  }

 }

}

4 系统调试与结果

系统通电后，进入计数设置功能，等待信号的数据输入，当完成设置数值后，开始计数，此时如果对所记录的数据清零则返回到设置数值界面，可以重新设置数值。当所记录的数值等于预设定的数时，蜂鸣器发声报警。

 在软件编写与调试时，我发现有很多我原来所没有注意到的问题，硬件完成焊接后，先用万用表简单的进行是否短路检测，没有问题后进行通电测试，发现上电指示灯亮，然后程序到单片机内检测是否能下载程序；刚开始的时候，我的不能下程序，我首先按照原理图检查了一遍最小系统，发现复位电路存在问题，经修改后还是不能下程序，怎么试不行，我又检查了电路和最小系统发现都没有问题，最后听同学说可能是杜邦线的问题，经过检查后发现我的四根杜邦线有两根都是坏的。这是我所没有想到的，换了好的后，就可以程序了。

当编写完程序进行调试时，又发现存在很多的问题，首先是数码管的段码的问题，这个需要自己根据自己的电路来计算而不是统一的一样，这个问题直到我知道后才解决掉。然后是矩阵键盘扫描的程序的调试，这个也要自己根据自己的电路接口来计算所要输送的十六进制数码，而且还要通过软件去抖动，还要判断按键是否松开等问题，这个花费的时间较长些，最后通过把按键扫描和数码管动态显示组合到一起，发现还是有问题，这个当然是软件上的问题。实现这个功能之后，我要实现自己的计数功能和显示功能，在这个过程中，设置的数的显示和所要计的数的显示又存在问题，原因是他们会同时显示，出现重叠乱码现象，为此我请教了很多同学，最后，通过分别定义不同变量，用数组解决了这个问题。

最后经过讨论与研究终于找到了解决问题的办法。在这个上面，我们花费很多时间，虽然出现了许多问题但在老师和同学的帮助下都慢慢克服。

5 结论

 调试方法：首先用软件将C编译成HEX文件，打开软件，新建一个文文件，输入C程序，保存成C格式文件，然后新建工程，连接单片机为ATC51，选择Options for target，选择OUTPUT子菜单，在Create HEX 前打钩，子菜单中，Settings选择Proteus VSM Simulator，USE前打钩，再次运行文件，成功后在目录下会生成HEX文件，打开Proteus软件，或直接点击DSN檔，双击单片机模板，点击文件夹式样的图标选择对应的HEX驱动文件，然后点击开始，进行调试经调试运行基本成功，不过也有小小的不足之处。经过查找错误，已经调试成功。完成以STCC52为核心的计数器的设计和制作，并能实现计数显示和设置功能。

6 心得体会

经过两周的努力，我终于完成关于多功能定时计数器的控制的单片机课程设计，通过两周不断的查资料让我积累了许多实际操作经验，已初步掌握了单片机的应用技术，以及电路的知识和有关器件的应用，我深刻体会到了单片机技术对当今现代社会的重要作用。 经过这次设计，我学会了许多东西，学会了严密的思考，构想及怎样把计划付诸于实际行动之中。同时与社会的不断高速发展的步伐相比，我认识到自己所学的知识和技能还远远不足，有些实际性的问题还不能够解决，缺少很多有实际运用价值的知识储备，缺乏应有的动手解决实际问题的能力，缺乏高效利用及筛选大量资料的能力，缺乏资源共享及应有的团队合作精神，有待进一步提高，我应当学好自己的专业知识以适应不断发展的社会。

在这次课程设计中，我学会了如何有效的利用网络资源及图书馆的藏书，找到了几个很不错的专业网站，通过这次课程设计，加强了我动手、思考和解决问题的能力.但是控制器控制信号灯不好。虽然花了很多的时间，但学到了很多东西。做课程设计的时候,自己把整个书本都看了几遍，增强了自己对知识的理解，很多以前不是很懂的问题现在都已经一一解决了。在课程设计的过程中，我想了很多种方案，对同一个问题都想了很多种不同的接法，运用不同的芯片进行了比较，最后还是采取了上面的方法进行连接。为以后的查阅专业方面的信息和相互之间的交流打下了坚实的基础，学会了如何看电路图，识别电路图，提高了自己的专业技能，同时也培养了自己解决实际问题的能力，也培养了自己认真和严谨的科学态度，收到了很大的启发，为以后的工作积累了些宝贵的经验。

参考文献

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[11] 马云峰. 单片机与数字温度传感器DS18B20的接口设计[J]. 计算机测量与控制,2007,10(4):278~280.

附录1：总体电路原理图

附录2：实物图

附录3：元器件清单