计数器设计与制作

计数器设计与制作

一、方案设计

（1）技术指标

1、基本要求

①显示数据位数8位；

②具有复位功能；

③计数时间间隔为0.9~1S；

④显示方式：共阴数码管、动态显示；

⑤电源输入：220V ±10%；50HZ±1HZ；

⑥计数脉冲可外输入，亦可软件模拟。

2、扩展要求

①计数时间间隔可调，10次/S、1次/S……；

②具有预置数功能；

③溢出报警功能。

（2）工作计划

利用所提供的机壳及控制电路板完成计数器的设计与制作。

1、分析电路工作原理，完成计数器的设计方案设计；

2、利用已提供的机壳完成简单的结构设计，包括变压器、电路板、按键、数码管等的安装及走线的设计；；

3、完成电路的设计、调试及安装；

4、按要求完成设计报告。

（3）电路设计部分

根据设计的基本要求进行实验设计。在本实验中，根据实验室提供的条件，除了变压器和显示控制电路外，其余的电路便是我们自行设计部分。自行设计电路包括以下电路：

①稳压电路

②显示电路

③按键电路

④下载电路

⑤蜂鸣器电路

二、电路的硬件设计及说明

（1）单片机控制系统

我实验中，我们采用at89c52这一芯片来对电路进行程序控制。 AT89C52是美国Atmel 公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含8KB 的可反复檫写的程序存储器和12B 的随机存取数据存储器（RAM ），配置通用8位中央处理器（CPU ）和Flash 存储单元AT89C52单片机属于AT89C51单片机的增强型，与Intel 公司的80C52在引脚排列、硬件组成、工作特点和指令系统等方面兼容。

其主要工作特性是：

①片内程序存储器内含8KB 的Flash 程序存储器，可擦写寿命为1000次；

②片内数据存储器内含256字节的RAM ； ③具有32根可编程I/O 口线； ④具有3个可编程定时器；

⑤中断系统是具有8个中断源、6个中断矢量、2

变压器

自行设计部分

显示控制电路

个级优先权的中断结构；

⑥串行口是具有一个全双工的可编程串行通信口；

⑦具有一个数据指针DPTR；

⑧低功耗工作模式有空闲模式和掉电模式；

⑨具有可编程的3级程序锁定位；

⑩工作电源电压为5（1+0.2）V，且典型值为5V；

⑪最高工作频率为24MHz。

（2）稳压电源

得到稳定的直流电源需要经过四个阶段:变压、整流、滤波和稳压。直流稳压电源的方框图为：

在实验室的实际操作中，变压部分已经提供了。所以，我们需要做的是整流电路、滤波电路和稳压电路三部分,如下图的方框部分。

①整流电路有四个1N4001二极管D1、D2、D3、D4组成桥式整流电路；

②电容C对整流后的脉动直流进行滤波，使电流比较平滑；

③稳压电路实际采用的是7805稳压管对滤波后电流进行稳压，在输出段得到的是一个5v的直流电压。

（3）显示电路

显示方式：共阴极数码管和动

态显示。

工作在动态显示方式时，数码

管的位线在扫描控制电路的控制下

按设定顺序导通，即电路中的数码

管是逐个接通电源，数码管的段线

以并联方式与译码电路联接，扫描电路按照设定顺序将数字电路的待显示信号逐个输给数码管，数码管也按照扫描控制电路设定的显示顺序逐个进行行字符显示，即在动态

工作方式下，数码管不是同时导通

显示而是按照设定的顺序分时导通

显示。利用数码管的余晖特性及人

眼的视觉暂留特点，当控制电路的

扫描频率大于25次/S时，数码管

就可以克服闪烁现象显示出稳定的

字符。

（4）按键电路

采用非编码键盘按钮，每个键

都是一个常开开关电路。

通常的按键所用开关为机械弹

性开关,当机械触点断开、闭合时,

电压信号小型如下图。由于机械触

点的弹性作用,一个按键开关在闭

合时不会马上稳定地接通,在断开

时也不会一下子断开。因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动,如右图。抖动时间的长短由按键的机械特性决定,一般为5ms～

10ms。

为确保CPU对键的一次闭合仅作一次处理,必须去除键抖动。按键的抖动,可用硬件或软件两种方法。在本次实验中，我用到的是硬件消

抖中的一种方法。利用电容的放电延时，采用并联电容法，也可以实现硬件去抖，见右图示例。

（5）下载电路

下载电路要到max232芯片，Max232 是一款兼容RS232标准的芯片。由于电脑串口rs232电平是-10v +10v，而一般的单片机应用系统的信号电压是ttl电平0 +5v,max232就是用来进行电平转换的,该器件包含2驱动器、2接收器和一个电压发生器电路提供TIA/EIA-232-F 电平。

（6）蜂鸣器电路

用于IC输出端口的蜂鸣器电路需要驱动

电路进行电平放大，这里用9012三极管进行

驱动。

电阻R2起到保护的作用。蜂鸣器本质上

是一个感性元件，其电流不能瞬变，因此必须

有一个放电回路保护。否则，在蜂鸣器两端会

产生几十伏的尖峰电压，可能损坏驱动三极

管，并干扰整个电路系统的其它部分。

滤波电容Ｃ10的作用是滤波，滤除蜂鸣器

电流对其它部分的影响。