河海大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院課程設(shè)計報告 題 目 零件計數(shù)器 專業(yè)、學(xué)號 電信、 授課班號 275503 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 金紀(jì)東 完成時間 2012/12/25 摘要本次單片機(jī)課程設(shè)計我組選擇的題目是零件計數(shù)器，零件計數(shù)器本身在生產(chǎn)實(shí)踐中具有很實(shí)際的用途，選擇這個項(xiàng)目可以繞過我們更好的把課堂上學(xué)到的課本知識和理論內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)合起來，提高對實(shí)際問題的動手操作能力以及解決問題的能力，進(jìn)一步加深學(xué)生對于實(shí)際的電子元件電路功能的理解與運(yùn)用，對于設(shè)計實(shí)際的實(shí)用程序來解決一系列生產(chǎn)生活遇到的問題的能力有著顯著的家加強(qiáng)與提高。零件計數(shù)器的功能是通過感應(yīng)器對零件數(shù)量進(jìn)行中斷計數(shù)，并由數(shù)碼管動態(tài)顯示出來，并通過實(shí)用的程序?qū)⒘慵?shù)目通過串口傳送給PC機(jī)，還能夠通過實(shí)時的檢測電路將之與蜂鳴器連接起來，起到整十報警以及零件打包的功能?；趩纹瑱C(jī)構(gòu)成的零件計數(shù)器研究的主要內(nèi)容包括：AT89C51單片機(jī)用何種方式對外部計數(shù)脈沖進(jìn)行計數(shù)顯示控制、LED顯示驅(qū)動模塊的選擇、如何通過串口與PC機(jī)完成實(shí)時連接。在這個設(shè)計中主要需要解決的問題便是如何提高AT89C51單片機(jī)的抗干擾能力以及穩(wěn)定性。關(guān)鍵字：單片機(jī) 零件計數(shù)器 LED顯示 串口連接目錄第1章 系統(tǒng)設(shè)計1.1電路框圖31.2軟件設(shè)計方框圖及流程圖41.3電路功能6第2章 計數(shù)器程序2.1分段程序及功能82.2問題及解決方案11第3章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論3.1實(shí)驗(yàn)結(jié)果113.2結(jié)論113.3心得體會12參考文獻(xiàn)12附錄13第1章 系統(tǒng)設(shè)計1.1 電路框圖4位共陰數(shù)碼管動態(tài)顯示8個限流電阻 P0 單片機(jī)AT89C51 P2 P3復(fù)位選位INT0蜂鳴器繼電器電路總圖與功能如圖所示，每當(dāng)來一次外部中斷時，內(nèi)部計數(shù)一次，并將數(shù)值通過4位共陰數(shù)碼管動態(tài)顯示出來。而單片機(jī)的P2口可以選擇四根不同的數(shù)碼管來動態(tài)顯示，通過視覺暫留達(dá)到同時顯示的效果。同時內(nèi)部程序檢測每當(dāng)計數(shù)十次時，會形成一個繼電器閉合的零件打包動作，并通過程序使得蜂鳴器發(fā)出警報。1.2 軟件設(shè)計方框圖及流程圖由于單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱的存在，因此硬件部分無需做過多準(zhǔn)備，只需根據(jù)硬件部分完成軟件設(shè)計即可，在此，我們使用基于單片機(jī)的C語言編程。C語言是一種高級程序設(shè)計語言，其語法簡單適用性強(qiáng)，在單片機(jī)編程時很方便。本次設(shè)計中使用的C語言編程軟件為Keil。軟件設(shè)計框圖如下：初始化函數(shù)延時函數(shù)顯示函數(shù)LED顯示串口通信延時函數(shù)計滿提示部分主函數(shù)外部中斷流程圖如下：開始初始化零件數(shù)為0LED動態(tài)顯示否是否按下S_INT0?是零件數(shù)加1LED動態(tài)顯示否零件數(shù)是十的倍數(shù)？是蜂鳴器響一次，繼電器閉合，執(zhí)行零件打包執(zhí)行串口發(fā)送函數(shù)是否按下復(fù)位鍵是否編寫零件計數(shù)程序時應(yīng)當(dāng)注意需要事先的幾個功能，可以分段編寫，最后通過主程序連接。這段程序的重點(diǎn)便是一段循環(huán)中斷計數(shù)程序，在數(shù)值加1的同時要給串口發(fā)出同樣的信息，每當(dāng)計數(shù)十次時還需要轉(zhuǎn)到零件打包以及蜂鳴器程序中執(zhí)行。1.3 電路功能B部分是單片機(jī)的最小系統(tǒng)部分，只有這部分電路正常，整個系統(tǒng)才能工作。單片機(jī)為內(nèi)含8K FLASH程序存儲器的STC89C52RC，EA接高電平；各并行口都加了10K的上拉電阻；晶振為11.0592M。設(shè)置了上電復(fù)位和手動復(fù)位電路。S1為手動復(fù)位按鈕。C部分電路由4位一體的數(shù)碼管LED1、單個數(shù)碼管LED2和8個獨(dú)立發(fā)光二極管L1-L7組成。這3個部分都是共陰結(jié)構(gòu)，并聯(lián)在一起，連接在P0口上。LED1用于完成LED動態(tài)顯示實(shí)驗(yàn)，各個位選線為P24P27，段碼由P0口輸出；LED2的COM端接地，完成LED靜態(tài)顯示實(shí)驗(yàn)；L1L7，可以方便地讀出P0輸出的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，亦可做流水燈實(shí)驗(yàn)。7407在此起驅(qū)動作用。F部分電路是由555和電容組成的單穩(wěn)電路。當(dāng)S_INT0按鈕按下后產(chǎn)生一個低電平單穩(wěn)信號送單片機(jī)的INT0，同時D_PLUS1亮一次，作為外部中斷請求信號。I部分電路為蜂鳴器和繼電器電路。蜂鳴器采用9012三極管驅(qū)動，其基極接到RD端，當(dāng)RD端為低電平時，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器響。否則關(guān)斷。繼電器采用9013三極管驅(qū)動，其基極接到WR端，當(dāng)WRD端為低電平時，三極管關(guān)斷，繼電器不吸合，常閉觸點(diǎn)閉合，常開觸點(diǎn)打開，D1熄滅；反之則反。第2章 計數(shù)器程序2.1 分段程序及功能*開頭及引腳對應(yīng)程序*#include < reg51.h >sbit BEEP=P37; sbit JDQ=P36;unsigned int Ledcount=0;unsigned int LedOut8;*LED數(shù)字碼表*unsigned char code MABIAO=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;*延時函數(shù)*void delay(unsigned int i) char j; for(i;i>0;i-) for(j=200;j>0;j-);*串口發(fā)送函數(shù)*void sint()SBUF = Ledcount%10000/1000 + 0x30; while(!TI);TI=0;SBUF=Ledcount%1000/100+ 0x30;while(!TI);TI=0;SBUF=Ledcount%100/10+ 0x30;while(!TI);TI=0;SBUF=Ledcount%10+ 0x30;while(!TI);TI=0;SBUF=n;while(!TI);TI=0;*LED顯示程序*void display() int i; LedOut0=MABIAOLedcount%10000/1000; LedOut1=MABIAOLedcount%1000/100; LedOut2=MABIAOLedcount%100/10; LedOut3=MABIAOLedcount%10; for(i=0;i<4;i+) P0=LedOuti; switch(i) case 0:P2=0xef; break; case 1:P2=0xdf; break; case 2:P2=0xbf; break; case 3:P2=0x7f; break; delay(100); *初始化函數(shù)*void init() EA=1; /允許中斷 EX0=1; /允許外部中斷0 IT0=1; /下降沿觸發(fā) TR1=1; /啟動T1定時器 TMOD=0x20; /定時器T1為工作方式2，初值自動重裝八位計數(shù)器 TL1=0xfd; /預(yù)備單元 TH1=0xfd; /計數(shù)初值設(shè)定，波特率9600 SCON=0x50; /串行口為方式1，10步異位收發(fā)（1+8+1） PCON=0x00; /特殊功能寄存器都為0,波特率不加倍*INT0中斷函數(shù)*void int0(void) interrupt 0 Ledcount+; /中斷計數(shù) if(Ledcount%10=0)&&(Ledcount!=0) BEEP=0; delay(10000);BEEP=1;JDQ=JDQ; if(Ledcount>9999) /超出計數(shù)上限后清零 Ledcount=0;sint(); *主程序*void main(void) init(); while(1) display(); 2.2問題及解決方案問題1：運(yùn)用指數(shù)函數(shù)計數(shù)以及選擇四根數(shù)碼管顯示，導(dǎo)致程序運(yùn)行速度過慢，燈光閃爍。解決方案：改進(jìn)后去掉指數(shù)函數(shù)，改用每一根數(shù)碼管分別使用計算出顯示數(shù)值的方法。問題2：計數(shù)值達(dá)到時蜂鳴器持續(xù)響，直到按下第十一次計數(shù)按鍵方才停止。解決方案：在蜂鳴器程序中增加BEEP清零和延時語句，可以讓蜂鳴器在計數(shù)第十次時只響一聲，并可改變響的時間。第3章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論3.1實(shí)驗(yàn)結(jié)果本此課程設(shè)計，使用到Keil C51編程器、燒寫工具以及串口助手等軟件工具。先是利用Keil軟件編寫程序，編譯無錯后再利用燒寫工具將其燒寫進(jìn)52單片機(jī)中，按下S_INT0按鈕，可得到LED動態(tài)顯示數(shù)據(jù)的變化，本次設(shè)計中用到4個數(shù)碼管，也就是說，最高顯示零件數(shù)目可達(dá)9999個。另外，還可以利用串口助手，將零件數(shù)目實(shí)時傳送給PC機(jī)，此結(jié)果可在串口助手上觀察到。結(jié)果是完全符合所需零件計數(shù)器的要求的。至此，可以說本次設(shè)計是成功的。3.2結(jié)論本次課程設(shè)計的主要特點(diǎn)是利用C51編程實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的零件計數(shù)器，而非使用匯編語言。在編程中，要學(xué)會寫出各種子程序，然后合理的調(diào)用它們，還要根據(jù)實(shí)際顯示結(jié)果不斷地去修改和完善，使其最終顯示出符合要求的結(jié)果，這不僅考察了我對于單片這門課的學(xué)習(xí)掌握情況，還考察了我對C語言的基礎(chǔ)知識是否扎實(shí)，是否可以將所學(xué)的學(xué)科融會貫通。此外，還有其他的特點(diǎn)，設(shè)計中用到燒寫工具以及串口助手等軟件工具，無需考慮硬件設(shè)計，只需完成軟件設(shè)計部分。本次課程設(shè)計完成了基于單片機(jī)的零件計數(shù)器的設(shè)計，讓我對于單片機(jī)的學(xué)習(xí)有了更深一層的領(lǐng)悟。3.3心得體會經(jīng)過這段時間的學(xué)習(xí)，我對單片機(jī)原理與運(yùn)用也有了更深層次的了解，同時也對過去所學(xué)的知識進(jìn)行了溫習(xí)，對我組設(shè)計的課題零件計數(shù)器所用到的知識也進(jìn)行了專門的梳理和消化。這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動手能力和獨(dú)立思考的能力。通過這次課程設(shè)計，我也知道了自己的不足。書本上的知識是死的，只有通過實(shí)踐和具體的實(shí)例運(yùn)用，才能真正掌握知識、取得進(jìn)步。 這次課程設(shè)計的經(jīng)歷使我終身受益，我感受到做任何事情都是要真正用心去做的，也是真正的自己學(xué)習(xí)的過程和研究的過程，沒有學(xué)習(xí)就不可能有研究的能力，沒有自己的研究，就不會有所突破。參考文獻(xiàn)1 張有德 趙志英 涂時亮編著，單片微型機(jī)原理、應(yīng)用與實(shí)驗(yàn).第五版.上海.復(fù)旦大學(xué)出版社.20062 丁海軍、何坤金、王林等編著，程序設(shè)計基礎(chǔ)（C語言）.北京.北京航空航天大學(xué)出版社.2009附錄附錄1：燒寫程序附錄2：串口調(diào)試附錄3：實(shí)物圖