用AT89S51单片机控制频率计数器设计_new重点解读.doc

桂 林 电 子 科 技 大 学 微机单片机接口 设 计 报 告 指导老师：吴 兆 华 学 生： 刘小锋 学 号：092011106 桂林电子科技大学机电工程学院 《微机单片机接口》设计报告 一 设计题目 3 二 设计内容与要求 3 三 设计目的 3 四 系统硬件电路图 3 五 程序流程图与源程序 4 5.1 程序流程图 4 5.2 源程序见附录 5 六 系统说明与功能分析 5 6.1 系统的主要组成 5 6.2 各个模块的介绍 5 6.2.1 单片机模块 5 6.2.2 数码管显示模块 10 6.3电路板的制作 12 6.4 系统连线说明分析 13 6.5 系统调试 14 七 总结 14 八 参考文献 14 程序附录： 15 一 设计题目 频率计数器设计。 二 设计内容与要求 用AT89S51单片机内部的定时/计数器对输入波形频率计数并显示结果，要求信号的频率范围0—9999HZ，计数误差不超过1HZ，结果用4位数码管动态显示。 三 设计目的 1、进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理，加深对单片机理论知识的理解； 2、掌握单片机内部功能模块。如定时/计数器、中断系统、存储器、I/O口等； 3、掌握单片机的接口及相关外围芯片的特性、使用与控制方法； 4、掌握单片机的编程方法，调试方法； 5、掌握单片机应用系统的构建和使用，为以后设计和实现单片机应用系统打下良好的基础。 四 系统硬件电路图 1、频率计数器设计的硬件电路原理图如下： 图1电路原理图 2、频率计数器设计的硬件电路PCB如图2所示： 图2 PCB布线图 五 程序流程图与源程序 5.1 程序流程图 图3 程序流程图 5.2 源程序见附录 六 系统说明与功能分析 6.1 系统的主要组成 频率计数器的主要组成部分有：（1）单片机模块；（2）驱动电路；（3）数码管显示模块。 所用主要元件有：AT89S51，共阳数码管，ULN2803A，S8550。 6.2 各个模块的介绍 6.2.1 单片机模块 （1）最小系统的核心功能是由单片机AT89S51来实现的，AT89S51是单片机MCS-51高性能8位机系列的一种，广泛应用于各种小型控系统中 图4 AT89S51引脚图 AT89S51单片机是AMTEL公司生产的MCS-51系列的兼容产品，与MCS-51指令系统兼容系统结构相同，Flash程序存储器。全部支持12时钟和6时钟操作。AT8S51包含128字节RAM、32条I/O 口线、3个16位定时/计数器、6输入4优先级嵌套中断结构、1个串行I/O 口（可用于多机通信I/O扩展或全双工UART以及片内振荡器和时钟电路）。功能结构如图5所示： 图5 AT89S51单片机功能结构图 （2）单片机的I/O接口 接口电路是单片机必不可少的组成部分，并行输入输出接口是CPU和外部进行信息交换的主要通道。MSC－51系列单片有4个8位并行双向I/O口P0～P3，共32根I/O线。每一根线能独立用作输入或输出。单片机可以外接键盘、显示器等外围设备．还可以进行系统扩展，以解决硬件资源不足问题。4个并行口都是双向口，既可以输入又可以输出。P0、P2口经常作外部扩展存储器时的数据、地址线，P3口除作I/O口外，每一根都有第二功能。这4个I/O口结构基本相同，但仍存在差别。本次实验所用单片机的输入输出接口有P0口和P2口。现简要介绍如下： ① P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 图6 P0口结构图 ② P2口的位结构比P1多了一个控制转换部分，结构与P0口基本相似，如12图所示。P2口改P0推拉式输出驱动电路为上拉电阻式，当控制信号s为低电平，作I/O口使用时，多路开关MUX使锁存器输出端Q与输出驱动输入端接通，构成一个准双向口。此外，当外部扩展存储器时，P2口常做高8位地址线使用。 图7 P2口结构图 本次设计的频率计数器应用P2口作为数码管的位码控制位。 （3）单片机使用的外围电路 单片机应用系统中，除了基本计算机系统单元电路外．还需配备完整的外围电路、以完成复位、掉电保护、提供时钟、节电等功能。 ① 时钟电路：单片机内部有一个高增益的反相放大器，通过XTAL1和XTAL2引脚外接石英振于或陶瓷振子、微调电容组成振荡器如图8所示。该振荡器发出的脉冲直接送入内部时