单片机课程设计报告书.doc

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基于MCS51的简易数字频率计

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姓名：

指导老师：

一．课程设计的目的及意义

（1）目的：

通过本次课程设计，巩固和加深“单片机原理与应用”中的理论知识，了解和应用dvcc仿真系统，结合软硬件，基本掌握单片机的应用的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力，并且提高自身查找和运用资料能力

（2）意义：

通过本次课程设计，使得理论知识系统化，从中或得一些实战工作经验，提高个人与团体指挥的作用。

二．课程设计课题：

频率计系统设计：

用AT89C51单片机设计一个六位LED显示的频率计。

三．频率计原理：

本系统采用测量频率法，可将频率脉冲直接连接到AT89C51的T0端，将T/C1用做定时器。

T/C0用做计数器。

在T/C1定时的时间里，对频率脉冲进行计数。

在1S定时内所计脉冲数即是该脉冲的频率。

图1：

测量时序图

由于T0并不与T1同步，并且有可能造成脉冲丢失，所以对计数器T0做一定的延时，以矫正误差。

具体延时时间根据具体实验确定。

四．功能及按键说明

P0.0~P0.5为LED位选择，其中P0.5指向十万位P0.0指向个位，RP1为P0口的上拉电阻。

P2.0~P2.7为LED的段位选择，对应LED的A,B,C,D,E,F,G,DP。

P3.4为待测频率入口。

五．程序流程图

1.主程序main流程图

2．定时50ms中断子程序xtimer1（）流程图

3．显示子程序display流程图

六．原理图

图2：

频率计原理图

七．源程序代码

/*简易数字频率计：

T1定时计器，T0计数器，由P34（/T0）口输入待测频率*/

/*T1定时1S，在这1S内T1的计数值就是待测的频率值。

*/

#include//头文件

#include//头文件

#defineucharunsignedchar//宏定义

#defineuintunsignedint//宏定义

sfr16DPTR=0x82;//定义DPTR

bitstatus_F=1;//状态标志位

uintaa,qian,bai,shi,ge,bb,wan,shiwan;//定义变量

ucharcout;

unsignedlongtemp;//定义长整型变量

/*数码管显示0-9*/

ucharcode

table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};

/*子函数声明*/

voiddelay（uintz）;

voidinit（）;

voiddisplay（uintshiwan,uintwan,uintqian,uintbai,uintshi,uintge）;

voidxtimer0（）;

voidxtimer1（）;

/*主函数*/

voidmain（）

{

P0=0XFF;//初始化P0口

init（）;//调用定时器，计数器初始化

while

（1）

{

if（aa==19）//定时20*50MS=1S

{

aa=0;//定时完成一次后清0

status_F=1;//完成计数

TR1=0;//关闭T1定时槛，定时1S完成

delay（46）;//延时较正误差

TR0=0;//关闭T0

DPL=TL0;//计数量的低8位

DPH=TH0;//计数量的高8位

temp=DPTR+cout*65535;//计数值放入变量

shiwan=temp%1000000/100000;

wan=temp%100000/10000;

qian=temp%10000/1000;//显示千位

bai=temp%1000/100;//显示百位

shi=temp%100/10;//显示十位

ge=temp%10;//显示个位

}

display（shiwan,wan,qian,bai,shi,ge）;//调用显示函数

}

}

/*定时器，计数器初始化*/

voidinit（）

{

temp=0;//变量赋初值

aa=0;

cout=0;

IE=0X8A;//开中断，T0，T1中断

TMOD=0x15;//T1为定时器工作于方式1，T0为计数器工作于方式1

TH1=0x3c;//定时器赋高8初值,12M晶振

TL1=0xb0;//定时器赋低8初值,12M晶振

TH0=0;//计数器赋高8初值初值

TL0=0;//计数器赋低8初值

TR1=1;//开定时器1

TR0=1;//开计数器0

}

/*显示子函数*/

voiddisplay（uintshiwan,uintwan,uintqian,uintbai,uintshi,uintge）

{

P0=0xdf;//P0口是位选11011111改成11111101==0XDF

P2=table[shiwan];//显示shiwan位

delay（5）;

P0=0xef;//P0口是位选11101111改成11111110==0XFE

P2=table[wan];//显示wan位

delay（3）;

P0=0xf7;//P0口是位选111101111改成01111111==0X7F

P2=table[qian];//显示千位

delay（3）;

P0=0xfb;//P0口是位选11111011改成10111111==0XBF

P2=table[bai];//显示百位

delay（3）;

P0=0xfd;//P0口是位选11111101改成11011111==0XDF

P2=table[shi];//显示十位

delay（3）;

P0=0xfe;//P0口是位选 11111110改成11101111==0XEF

P2=table[ge];//显示个位

delay（3）;

}

/*定时中断子函数*/

voidxtimer1（）interrupt3

{

TH1=0x3c;//定时器赋高8初值

TL1=0xb0;//定时器赋低8初值

aa++;

}

/*计数器中断子函数*/

voidxtimer0（）interrupt1

{

cout++;

}

/*延时子函数。

延时1MS*/

voiddelay（uintz）

{

uinti,j;

for（i=0;i

for（j=0;j<110;j++）;//j上限为125

}

八．仿真结果与分析

此简易频率计的特点是由于加入了延时补偿，对于低频率脉冲能够准确计数，对于较高频率，则频率越高，误差越大。

但总体来讲，误差相对较小。

1.在1~3257HZ,测量结果是准确的，如图1所示1HZ，1KHZ，3257HZ的仿真图：

图3：

1HZ，1KHZ，3257HZ的仿真图：

2．在3258HZ~9.5KHZ的时候测量有误差并且慢慢减少。

在3258HZ时候达到最大误差0.03069%，如图。

9.5KHZ时候达到最小误差0.01368%。

如图。

图3：

测量3258HZ的仿真结果

图4：

测量95013HZ的仿真结果

3．从9.6KHZ~999.7629KHZ，测量误差越来越大，在9.6KHZ为0.01458%，在999.7629KHZ时为0.0237%

图5：

测量9.6KHZ的仿真结果

图6：

测量999.7629KHZ的仿真结果

九．课程设计心得体会

在单片机应用系统设计时，必须先确定该系统的技术要求，这是系统设计的依据和出发点，整个设计过程都必须围绕这个技术要求来工作。

在设计时遵循从整体到局部也即自上而下的原则。

把复杂的问题分解为若干个比较简单的、容易处理的问题，分别单个的加以解决。

在设计开始时，我们应根据应用的和设计要求提出设计的总体任务，绘制硬件和软件的总框图。

将总任务分解成可以独立表达的子任务，这些子任务再向下分，直到每个子任务足够简单，能够直接而容易的实现为止。

在程序调试时应按各个功能模块分别调试。

在程序设计时，正确合理的设计是非常重要的，比如说，有些执行程序以实时中断方式调用时，如果不正确的设计，有可能陷入无休止的中断申请，使程序无法正常工作。

正确的程序设计包括程序的结构是否合理，一些循环结构和循环指令的使用是否恰当，能否使用较少的循环次数或较快的指令，是否能把某些延迟等待的操作改为中断申请服务，能否把某些计算方法和查表技术适当简化等。

另外程序的设计要具有可扩展性，程序的结构要标准化，便于阅读、修改和扩充。

通过本次课程设计，我更加地了解和掌握单片机的基本知识和基本的编写程序，也更加深入地了解单片机这么课程，掌握汇编语言的设计和调试方法，熟悉DVCC系统的操作及其功能应用，更加熟悉设计的流程及程序的组合、调用和系统的调试。

在程序设计中，要善于调用或参考已有程序并加以修改，得到自己想要的能够实现硬件系统性能，这样可以节省很多时间，比如说，本次设计中的那个额外增加的功能——脉冲计数，就是调用DVCC实验指导书里的程序并做一些修改而实现的。

九．参考文献

[1]苏家.柏荣,志锋，单片机原理及应用技术,等教育出版社，

[2]李群芳，肖看.单片机原理、接口及应用.清华大学出版社.

[3]DVCC系列单片机微机仿真实验系统实验指导书（附录）

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