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1、电电 子子 科科 技技 大大 学学微微 机机 综综 合合 设设 计计设设计计报报告告1目录目录一、设计题目一、设计题目 .2二、设计内容与要求二、设计内容与要求 .2三、设计目的和意义三、设计目的和意义 .2四、设计任务分析四、设计任务分析 .2五、系统硬件电路五、系统硬件电路 .35.1 电路原理图绘制电路原理图绘制 .75.1.1 电路图绘制要点 .75.1.2 硬件电路制作 .85.2 硬件电路说明硬件电路说明 .85.2.1 单片机基本知识 .85.2.2 AT89S51 单片机介绍.115.2.3 最小系统控制部分 .145.2.4 数码管显示电路部分 .17六、软件设计六、软件设计
2、 .206.1 程序流程图程序流程图 .206.2 程序源代码程序源代码 .22八、调试过程八、调试过程 .278.1 硬件调试硬件调试 .278.1.1 静态调试 .278.1.2 动态调试 .278.2 软件调试软件调试 .298.3 调试收获与改进意见调试收获与改进意见 .29九、设计总结九、设计总结 .30十、参考文献十、参考文献 .312一、设计题目一、设计题目用 8031 单片机控制可测方波 1100Hz，并显示每分钟计数的脉冲。二、设计内容与要求二、设计内容与要求设计方波脉冲控制显示系统，用 51 单片机控制输出方波输出，频率范围为 1100Hz， 并用数码管显示每分钟计数的脉冲
3、数和当前频率，用两个按键分别控制频率的增减，同时 用一个复位键，可以快速回到起始状态。三、设计目的和意义三、设计目的和意义1、通过方波脉冲控制系统的设计，将单片机原理课上所学的知识融会贯通、加深理解。 培养独立设计、制作和调试单片机应用系统的能力，熟悉单片机应用系统的软硬件调试方 法和系统的设计开发过程，为今后的工作实践活动夯实基础。 2、通过方波脉冲计数控制系统的设计，掌握 51 系列单片机的内部定时/计数器的功能 和使用方法；掌握单片机外部中断的应用和程序的编程方法；掌握数码管的使用和编程方 法。通过设计方案分析、选择和设计，设计并搭制硬件电路，编写控制程序等一系列工作， 掌握单片机应用的
4、基本方法，更重要的是学会一种科学的解决问题的逻辑思维，和完成任 务的方法。 3、培养一个解决困难问题的积极心态，为今后在工作上奠定坚实的基础。四、设计任务分析四、设计任务分析设计题目要求用单片机控制可测方波脉冲 1100Hz，并显示每分钟计数的脉冲数。由要 求可知道，任务包括方波的产生和方波脉冲数的显示两个部分。方波由单片机内部定时器 来产生，通过改变其定时初值来改变方波的频率，在硬件电路中可利用按键来控制频率的 增减。方波的波形利用示波器来观察。 由此，可有几个方案来实现题目的要求。 方案一：51 单片机最小系统，外接上一个数码管显示电路用以显示每分钟的脉冲数。 数码管的断码选择端直接与单片
5、机的 P0 口连接，位码选择端与 P2 口连接。利用改变定时 初值的方式来改变方波频率。这个方案的优点是硬件电路简单，节省元器件，程序编写容 易。但是缺点也明显，只用一个数码管，无法显示当前的脉冲频率，而且无法用硬件实现 频率的+1，-1 的变化。虽然实现了题目的基本功能，但是功能简单有限，也就达不到课程 设计的目的了。以下是方案一的电路图：3XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.2
6、3P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51C122pC222p X1 CRYSTALR1 10kC3 1u5图 1 方案一原理图方案二：51 单片机最小系统，加上两个数码管显示电路，分别显示脉冲数和频率。此 外，每个数码管用 74HC573 数据锁存器来驱动，
7、增加两个按键用来控制频率的增减。这个 方案的优点是能利用数码管显示当前的频率和脉冲数，并且能用按键控制频率的大小。数 码管利用数据锁存器驱动，驱动能力更强，还可以支持 I/O 口扩展。缺点是，数码管电路布 线比较困难，跳线多。 综合分析以后，我们决定用方案二，虽然方案二难度相比方案一而言难度加大了，但 是功能实现得很彻底。当然，面对 PCB 布局布线的困难，我们只能采用双面板的形式。我 们也相信，这个对我们而言将更具挑战性。下面就对方案二进行详细分析。五、系统硬件电路五、系统硬件电路硬件电路主要包括 51 单片机最小系统（晶振电路和复位电路） 、数码管显示电路。原 理图如下。4图 1 51 单
8、片机最小系统原理图5图 2 51 单片机最小系统 PCB 图6图 3 数码管显示电路原理图图 4 数码管显示电路 PCB 图图 5 元器件清单75.1 电路原理图绘制电路原理图绘制5.1.1 电路图绘制要点电路图绘制要点绘制电路原理图要熟悉运用绘制软件（Protel 99 SE 或者 Altium Designer 软件） ，绘制的最终目的是得到美观、清晰的图。因而在绘制前根据需要，对绘图环境参数设计；绘制时正确元件载入（特别是元器件的封装形式一定要选着正确）与编辑；元件载入后正确连线，调整得到美观的原理图电路图绘制注意事项：1、元器件之间连线用 Wire 命令而不是用 Line 命令，虽然从
9、表面上看，两者都是直线，只是颜色稍有些不同，但用 Wire 命令放置的导线是具有电气特性的，而用 Line 命令放置的直线是不具有电气意义的，两者具有根本区别的。2、注意理解说明文字（Annotation）和网络标号（Net Label）的区别：说明文字是没有电气特性的，只是纯粹的文字解释，而网络标号是有电气特性的，它可以把电路图具有相同网络标号的电气连线是连在一起的，即在两个以上没有相互连接的网络中，把应该连接在一起的电气连接点定义成相同的网络标号，可以使它们在电气含义上属于真正的同一网络。3、导线的端点与元件引脚的端点相连，而不是把导线和元件的引脚重叠，最常见的错误是当导线与元件引脚重叠时，
