单片机单脉冲计数设计

农业大学机械交通学院

《单片机技术与应用》

课程设计说明书

题目：定时脉冲计数器电路设计

专业班级：电气092班

学号：

学生：

指导教师：

时间：2012年6月

设计9、定时脉冲计数器电路设计

小组成员：

任务分配如下：

四人：调研、查找资料

：整合资料、硬件电路组成框图

：各单元电路及工作原理、绘制原理图（原理仿真）

：元件参数计算、元件清单列表（元件参数）（该篇论文侧重点）：绘制程序流程图、汇编程序

四人：程序仿真（整体Proteus和Keil）

四人：调试与仿真

四人：硬件搭建调试

：设计说明书

目录

1 设计目的 (1)

2 设计容 (1)

3 设计过程 (1)

3.1 硬件电路框图 (1)

3.2 搜集元件资料 (2)

3.3 各个单元及电路原理 (3)

3.4 绘制原理图 (5)

3.5 元件参数计算 (6)

3.6 元件清单列表 (10)

3.7 绘制程序流程图 (10)

3.8 汇编程序 (10)

3.9 调试与仿真 (11)

3.10 硬件调试结果 (12)

4 心得体会 (12)

参考文献 (13)

定时脉冲计数器电路设计

1设计目的

课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异，单片机已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的大学来说掌握单片机的开发技术是十分重要的。通过典型实际问题的实际，训练学生的软硬件的综合设计、调试能力以及文字组织能力，建立系统设计概念，加强工程应用思维方式的训练，同时对教学容做一定的扩充。

2设计容

以小组为单位用AT89C51单片机的定时/计数器产生1 s的定时时间，作为秒计数时间，当1 s产生时，秒计数器加1：秒计数器到60时，自动复位从0开始。要求：（1）用LM7805CT设计交流220 V转5 V直流电源。

（2）用单片机AT89C51的定时器实现60 s计时。

（3）用PROTEUS设计，仿真基于AT89C51单片机的60 s计时实验。

（4）用面包板搭建设计电路，实际运行调试。

3 设计过程

3.1 硬件电路框图

根据实验要求，结合已有的元件绘制实验框图（图3-1）

图3-1 实验框图

实验框图大体上可以分为晶振电路、复位电路、单片机、驱动电路、及电源电路五个部分：

晶振电路：为单片机提供时钟信号。

复位电路：当需要复位时，为单片机提供复位信号。 驱动电路：为了驱动负载，本实验中负载为共阳极数码管。 电源电路：为整个系统提供电源。

单片机：系统的核心部分，用于运行用户程序，实现控制目的。 3.2 搜集元件资料 （1）AT89C51(图3-2) 基本参数： 磁芯尺寸

:8bit

输入/输出数:34

程序存储器大小:64 KB

EEPROM存储器容量:2 KB

存储器容量, RAM:256 Byte

处理器速度:60 MHz

振荡器类型:External

计时器数:3

周边设备:Timer, PWM

接口:SPI, UART

PWM通道数:5

电源电压围:2.7V to 5.5 V

工作温度围:-40°C to +85°C

工作温度最低:-40°C

工作温度最高:85°C

封装形式:VQFP

针脚数:44

位数:8位

存储器容量:64 KB

存储器类型:闪存

定时器位数:16

封装类型:管装

接口类型:UART

电源电压最大:5.5 V

电源电压最小:2.7 V

微处理器/控制器特点:80C52兼容, 2048字节启动ROM, 1792字节XRAM, POR, PFD, ISP, SPI

图3-2 AT89C51管脚图

（2）共阳极数码管

共阳极数码管（图3-3）,电流：静态时，10-15 mA；动态时，16/1动态扫描时，平均电流为4-5 mA，峰值电流50-60 mA。平时使用时，不能让LED一直工作在最大额定值。所以正向电流IF小于最大额定值（一般是30 mA）。根据常识可以知道，电流大，LED发光强，但消耗的功率大。电流小，LED发光小，消耗的功率小。通常电路用LED 是做指示用途，电路的总体功耗要控制，不能都消耗在指示灯上，当然还要考虑电源的功率要满足后面电路功耗的要求，并且最好要有富裕。所以这个LED的正向电流选取

20 mA，正向压降为3.3 V。

图3-3 共阳极数码管

（3）7407驱动器

7407同相驱动器，用于放大功率，从而驱动数码管点亮。

图3-4 7407封装图图3-5 7407逻辑图

3.3 各个单元电路及工作原理

（1）220 V转5 V直流电源电路（图3-6）

电源电路采用LM7805集成稳压器作为稳压器件，用典型接法，220 V交流电源整流滤波后送入LM7805稳压，在输出端接一个电容进一步滤除纹波，得到5 V直流稳压电源。

图3-6 220V转5V直流电源原理图

（2）晶振电路

图3-7晶振电路

晶振电路（图3-7）是给单片机提供工作信号脉冲的，这个脉冲就是单片机的工作速度。比如12 MHz晶振，单片机工作速度就是每秒12 MHz，和电脑的CPU概念一样，当然，单片机的工作频率是有围的，不能太大.一般24 M就不上往了，不然不稳定。

（3）复位电路

复位电路（图3-8），在单片机启动0.1 S后，电容C两端的电压持续充电为5 V，这是时候电阻两端的电压接近于0 V，RST处于低电平所以系统正常工作。当按键按下的时候，开关导通，这个时候电容两端形成了一个回路，电容被短路，所以在按键按下的这个过程中，电容开始释放之前充的电量。随着时间的推移，电容的电压在0.1 S，从