脉冲计数系统

目录

摘要 (2)

1 引言 (3)

1.1 任务与分析 (3)

2 方案设计 (5)

2.1 系统设计方案 (5)

2.2 系统总体框图 (6)

3 系统硬件设计 (7)

3.1 89C51单片机 (7)

3.2 74HC573锁存器 (12)

3.3数码管的介绍 (15)

4系统软件设计 (15)

4.1 proteus软件环境介绍 (15)

4.2 protel软件环境介绍 (16)

4.3系统软件分析 (16)

4.4 程序流程图 (18)

5 系统调试过程 (25)

结论 (24)

致谢 (25)

参考文献 (26)

代码 (28)

摘要

本次课程设计是要实现方波脉冲频率的计算，最后通过LED数码管显示频率，数码管的个数要求至少大于3个，可以采用动态或静态方式进行显示。本设计是基于89C51单片机为控制核心，在系统显示部分，采用了共阳的LED数码管构成了显示模块，此模块用于实时的显示信息。本设计说明书对该系统的硬件电路，工作原理进行了详细的介绍。同时给出了软件设计的流程图和主要源代码

关键词： 89C52单片机 74HC573锁存器LED显示器

1 引言

1.1 问题的提出

随着计数器技术的不断发展与进步，计数器的种类越来越多，应用的范围越来越广，随之而来的竞争也越来越激烈。过硬的技术也成为众多生产厂商竞争的焦点之一。厂商为了在竞争中处于不败之地，从而不断地改进技术，增加产品的种类。

现计数器的种类以增加到：电磁计数器、电子计数器、机械计数器（拉动机械计数器、转动机械计数器、按动机械计数器、测长机械计数器）、液晶计数器等。计数器的应用范围也遍布印刷、纺织、印染、针织、电缆、电讯、军工、轻工、机械、开关、断路器、矿山、实行多班制的纺织行业的织布机、织带机、制线、制带、造纸、制革、薄膜、高压开关电器产品、试验设备，印刷设备、短路器、医疗、纺织、机械、仓库和码头的货运、行人及车辆过往的数量计数、冶金、食品、国防、包装、配料、石油、化工、发电、机床、仪表、自动化控制等行业。

1.2任务与分析

本次设计的系统的控制中心是89C51单片机。首先，在Protel软件环境中进行硬件电路图的设计。然后在8051软件环境中进行系统的软件编程，并进行程序源文件的编译和调试，最后生成.hex文件。此.hex文件是硬件电路运行实现的源代码来源。把.hex文件加载到AT89C51单片机芯片，然后在Proteus软件环境中运行硬件电路，频率的计数就可以正常的运行了。

本设计的系统主要由:AT89C51为中央处理芯片，用于数据处理。LM318运算放大器、7414TTL六反相施密特触发器是本例的核心模块，用C语言进行编程。本系统可以分为以下3大模块：

1、AT89C51模块：用于数据处理，和外部脉冲发生器连接，采集时间信息并予以处理。

2、74HC573锁存器：在LED和数码管显示方面，要维持一个诗句的显示，往往要持续的快速的刷新，尤其是在四段八位数数码管等这些显示设备上，在人类能接

理时间，先好了处理器的处理能力，还浪费了处理器的功耗。锁存器的使用大大的缓解了处理器的这方面压力当处理器把数据传输到锁存器并将其锁存后，锁存器的输出引脚便会一直保持数据状态知道下一次所存心的数据为止。这样在数码管的显示内容不变之前，处理器的处理时间和10引脚便可以释放。可以看出，处理器处理的时间仅限于显示内容发生变化的时候，这在整个显示时间上只是非常少的一个部分，而处理器在处理玩后可以有更多的时间来执行其他的人物。至就是锁存器在LED和数码管显示方面的作用，节省了宝贵是MCU时间。

3、程序：包括单片机控制时钟芯片的接口程序（实现单片机和时钟芯片之间的数据传输过程）和数码管显示程序。

2 系统方案设计

2.1 系统设计方案

通过查阅相关资料，设计初期共有3个方案供我选择，分别是：

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。

方案三：系统采用89C52为核心的单片机控制系统，实现原理图中的逻辑控制、计数的设计要求。将输入的方波脉冲输入单片机进行数据处理，实现定时计数的功能，并通过锁存器储存数据，在LED显示器上显示，过程简单易实现。故选方案三。

2.2 系统总体框图

图2-1 系统总体框图

当程序启动后，程序进入初始化阶段。单片机将从信号输入端读出脉冲信号。并且经过显示缓存后送入LED显示器进行显示。当显示处理的频率是，按下“复位切换”键，数码管显示输入的频率。如果显示频率出现不稳定现象，则按下“复位切换”键开始重新计数过程。再重复以上过程，直至出现稳定的显示。

3 系统硬件电路设计

3.1 89C52单片机

89C52是INTEL公司MCS-51系列单片机中基本的产品，它采用ATMEL公司可靠的CMOS工艺技术制造的高性能8位单片机，属于标准的MCS-51的HCMOS产品。它结合了CMOS的高速和高密度技术及CMOS的低功耗特征，它基于标准的MCS-51单片机体系结构和指令系统，属于89C51增强型单片机版本，集成了时钟输出和向上或向下计数器等更多的功能，适合于类似马达控制等应用场合。89C52内置8位中央处理单元、256字节内部数据存储器RAM、8k片内程序存储器（ROM）32个双向输入/输出(I/O)口、3个16位定时/计数器和5个两级中断结构，一个全双工串行

统维持其功能。掉电模式下，保存RAM数据，时钟振荡停止，同时停止芯片内其它功能。89C52有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)两种封装形式。