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1、第一章 绪论 i目 录第一章 绪 论 .11.1 选题背景 .11.1.1 数字单片机的技术发展 .11.1.2 以单片机为核心的嵌入式系统 .31.2 本研究课题的发展趋势 .41.3 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 .62.1 设计方案选择 .62.2 设计原理 .6第三章 硬件电路设计 .83.1 最小系统设计 .83.2 原理图 .113.3 重要元器件介绍 .123.3.1 单片机介绍 .123.3.2 PCB 版的介绍 .163.3.3 数码管的介绍 .173.4 PROTEUS软件介绍 .193.5 电路仿真 .213.6 PCB 图 .23第四章
2、 软件设计 .234.1 系统软件设计流程图 .244.2 C 语言介绍 .244.3 程序 .254.4 KEIL软件调试 .284.4.1 软件介绍 .284.4.2 系统概述 .284.4.3 Keil C51 单片机软件开发系统的整体结构 .28第一章 绪论ii第五章 焊接调试与功能说明 .305.1 系统性能测试与功能说明 .305.2 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第一章 绪论2数器的未来发展趋势作了概况。另外，简要说明了本文所做
3、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、
4、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
5、，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
6、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M=999 的计数器的设计与实现 3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
7、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 3.35.5V 的条件下工作。而一些厂家，则生产出可以在 2.26V 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 以单片机为核心的嵌入式系统单片机的另外一个名称就是嵌入式微控制器。目前，把单片机嵌入式系统和 Internet 连接已是
8、一种趋势。要实现嵌入式设备和 Internet 连接，就需要把传统的 Internet 理论和嵌入式设备的实践都颠倒过来。为了使复杂的或简单的嵌入式设备，例如单片机控制的机床、单片机控制的门锁，能切实可行地和 Internet 连接，就要求专门为嵌入式微控制器设备设计网络服务器，使嵌入式设备可以和Internet 相连，并通过标准网络浏览器进行过程控制。 EmWare 公司提出嵌入式系统入网的方案-EMIT 技术。这个技术包括三个主要部分：即emMicro， emGateway 和网络浏览器。 目前，单片机应用中提出了一个新的问题：这就是如何使 8 位、16 位单片机控制的产品，也即嵌入式产品
9、或设备能实现和互联网互连？ TASKING 公司目前正在为解决这个问题提供了途径。该公司已把 emWare 的 EMIT 软件包和有关的软件配套集成，形成一个集成开发环境，向用户提供开发方便。嵌入互联网联盟 ETI（embed the Internet Consortium）正在紧密合作，共同开发嵌入式 Internet 的解决方案 。第一章 绪论41.2 本研究课题的发展趋势自单片机出现至今，单片机技术已走过了近 20 年的发展路程。纵观 20 年来单片机发展历程可以看出，单片机技术的发展以微处理器(MPU)技术及超大规模集成电路技术的发 展为先导，以广泛的应用领域拉动，表现出较微处理器更具
10、个性的发展趋势。单片机的应用在后 PC 时代得到了前所未有的发展，但对处理器的综合性能要求也越来越高。综观单片机的发展，以应用需求为目标，市场越来越细化，充分突出以“单片”解决问题，而不像多年前以 MCS51/96 等处理器为中心，外扩各种接口构成各种应用系统。单片机系统作为嵌入式系统的一部分，主要集中在中、低端应用领域（嵌入式高端应用主要由 DSP、ARM、MIPS 等高性能处理器构成） ，在这些应用中，目前也出现了一些新的需求，主要体现在以下几个方面：（1）以电池供电的应用越来越多，而且由于产品体积的限制，很多是用钮扣电池供电，要求系统功耗尽可能低，如手持式仪表、水表、玩具等。（2）随着应
11、用的复杂，对处理器的功能和性能要求不断提高。既要外设丰富、功能灵活，又要有一定的运算能力，能做一些实时算法，而不仅仅做一些简单的控制。（3）产品更新速度快，开发时间短，希望开发工具简单、廉价、功能完善。特别是仿真工具要有延续性，能适应多种 MCU，以免重复投资，增加开发费用。（4）产品性能稳定，可靠性高，既能加密保护，又能方便升级。1.3 设计研究的要求及主要内容应解决的问题要求：1.整个系统有较强的抗干扰能力.2.计数范围：000999.3.将计数值准确显示出来.应解决问题：基于单片机构成的产品自动计数器研究的主要内容包括：如果构成检测电路、MCS-51 单片机用何种方式对外部计数脉冲进行计数显示控制、LED 显示驱动模块的选择、MCS-51
