《基于单片机的光电计数器的设计仿真软件.doc

目 录 第一章 绪 论 1 1.1 选题背景 1 1.1.1 数字单片机的技术发展 1 1.1.2 以单片机为核心的嵌入式系统 3 1.2 本研究课题的发展趋势 4 1.3 设计研究的要求及主要内容应解决的问题 5 第二章 整体设计方案 6 2.1 设计方案选择 6 2.2 设计原理 6 第三章 硬件电路设计 8 3.1 最小系统设计 8 3.2 原理图 11 3.3 重要元器件介绍 12 3.3.1 单片机介绍 12 3.3.2 PCB版的介绍 16 3.3.3 数码管的介绍 17 3.4 proteus软件介绍 19 3.5 电路仿真 21 3.6 PCB图 23 第四章 软件设计 23 4.1 系统软件设计流程图 24 4.2 C语言介绍 24 4.3 程序 25 4.4 keil软件调试 28 4.4.1 软件介绍 28 4.4.2 系统概述 28 4.4.3 Keil C51单片机软件开发系统的整体结构 28 第五章 焊接调试与功能说明 30 5.1 系统性能测试与功能说明 30 5.2 软件调试问题及解决 30 结 论 32 参 考 文 献 34 致 谢 36 附 录 38 第一章 绪 论 本章介绍了本研究课题的背景及意义，阐述了其发展状况。对当前各种计数器的特点及其计数器的未来发展趋势作了概况。另外，简要说明了本文所做的工作。 1.1 选题背景 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。 1.1.1 数字单片机的技术发展 1.内部结构的变化 单片机在内部已集成了越来越多的部件，这些部件包括一般常用的电路，例如：定时器，比较器，A/D转换器，D /A转换器，串行通信接口，Watchdog电路，LCD控制器等。 有的单片机为了构成控制网络或形成局部网，内部含有局部网络控制模块CAN。例如，Infineon公司的C 505C，C515C，C167CR，C167CS-32FM，81C90。因此，这类单片机十分容易构成网络。特别是在控制，系统较为复杂时，构成一个控制网络十分有用。为了能在变频控制中方便使用单片机，形成最具经济效益的嵌入式控制系统。有的单片机内部设置了专门用于变频控制的脉宽调制控制电路，这些单片机有Fujitsu公司的MB89850系列、MB89860系列；Motorola 公司的MC68HC08MR16、MR24等。在这些单片机中，脉宽调制电路有6个通道输出，可产生三相脉宽调制交流电压，并内部含死区控制等功能。 特别引人注目的是：现在有的单片机已采用所谓的三核（TrCore）结构。这是一种建立在系统级芯片（System on a chip）概念上的结构。这种单片机由三个核组成：一个是微控制器和DSP核，一个是数据和程序存储器核，最后一个是外围专用集成电路（ASIC）。这种单片机的最大特点在于把DSP和微控制器同时做在一个片上。把它和传统单片机结合集成大大提高了单片机的功能。这是目前单片机最大的进步之一。这种单片机最典型的有Infineon公司的TC10GP；Hitachi公司的SH7410，SH7612等。 2.功耗、封装及电源电压的发展 现在新的单片机的功耗越来越小，特别是很多单片机都设置了多种工作方式，这些工作方式包括等待，暂停，睡眠，空闲，节电等工作方式。 现在单片机的封装水平已大大提高，随着贴片工艺的出现，单片机也大量采用了各种合符贴片工艺的封装方式出现，以大量减少体积。扩大电源电压范围以及在较低电压下仍然能工作是今天单片机发展的目标之一。目前，一般单片机都可以在3.3～5.5V的条件下工作。而一些厂家，则生产出可以在2.2～6V的条件下工作的单片机。 3.工艺上的发展 现在的单片机基本上采用CMOS技术，但已经大多数采用了0.6?m以上的光刻工艺，有个别的公司，如Motorola公司则已采用0.35?m甚至是0.25?m技术。这些技术的进步大大地提高了单片机的内部密度和可靠性。 1.1.2 以单片机为核心