计数器设计与制作.doc

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1、计数器设计与制作一、方案设计（1）技术指标1、基本要求①显示数据位数8位；②具有复位功能；③计数时间间隔为0.9~1S；④显示方式：共阴数码管、动态显示；⑤电源输入：220V±10%；50HZ±1HZ；⑥计数脉冲可外输入，亦可软件模拟。2、扩展要求①计数时间间隔可调，10次/S、1次/S……；②具有预置数功能；③溢出报警功能。（2）工作计划利用所提供的机壳及控制电路板完成计数器的设计与制作。1、分析电路工作原理，完成计数器的设计方案设计；2、利用已提供的机壳完成简单的结构设计，包括变压器、电路板、按键、数码管等的安装及走线的设计；；3、完成电路的设计、调试及

2、安装；4、按要求完成设计报告。（3）电路设计部分根据设计的基本要求进行实验设计。在本实验中，根据实验室提供的条件，除了变压器和显示控制电路外，其余的电路便是我们自行设计部分。自行设计电路包括以下电路：①稳压电路②显示电路③按键电路④下载电路⑤蜂鸣器电路变压器自行设计部分显示控制电路二、电路的硬件设计及说明（1）单片机控制系统我实验中，我们采用at89c52这一芯片来对电路进行程序控制。AT89C52是美国Atmel公司生产的低电压、高性能CMOS8位单片机，片内含8KB的可反复檫写的程序存储器和12B的随机存取数据存储器（RAM），配置通用8位中央处理器（C

3、PU）和Flash存储单元AT89C52单片机属于AT89C51单片机的增强型，与Intel公司的80C52在引脚排列、硬件组成、工作特点和指令系统等方面兼容。其主要工作特性是：①片内程序存储器内含8KB的Flash程序存储器，可擦写寿命为1000次；②片内数据存储器内含256字节的RAM；③具有32根可编程I/O口线；④具有3个可编程定时器；⑤中断系统是具有8个中断源、6个中断矢量、2个级优先权的中断结构；⑥串行口是具有一个全双工的可编程串行通信口；⑦具有一个数据指针DPTR；⑧低功耗工作模式有空闲模式和掉电模式；⑨具有可编程的3级程序锁定位；⑩工作电源电

4、压为5（1+0.2）V，且典型值为5V；⑪最高工作频率为24MHz。（1）稳压电源得到稳定的直流电源需要经过四个阶段:变压、整流、滤波和稳压。直流稳压电源的方框图为：在实验室的实际操作中，变压部分已经提供了。所以，我们需要做的是整流电路、滤波电路和稳压电路三部分,如下图的方框部分。①整流电路有四个1N4001二极管D1、D2、D3、D4组成桥式整流电路；②电容C对整流后的脉动直流进行滤波，使电流比较平滑；③稳压电路实际采用的是7805稳压管对滤波后电流进行稳压，在输出段得到的是一个5v的直流电压。（2）显示电路显示方式：共阴极数码管和动态显示。工作在动态显示

5、方式时，数码管的位线在扫描控制电路的控制下按设定顺序导通，即电路中的数码管是逐个接通电源，数码管的段线以并联方式与译码电路联接，扫描电路按照设定顺序将数字电路的待显示信号逐个输给数码管，数码管也按照扫描控制电路设定的显示顺序逐个进行行字符显示，即在动态工作方式下，数码管不是同时导通显示而是按照设定的顺序分时导通显示。利用数码管的余晖特性及人眼的视觉暂留特点，当控制电路的扫描频率大于25次/S时，数码管就可以克服闪烁现象显示出稳定的字符。（1）按键电路采用非编码键盘按钮，每个键都是一个常开开关电路。通常的按键所用开关为机械弹性开关,当机械触点断开、闭合时,电压

6、信号小型如下图。由于机械触点的弹性作用,一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通,在断开时也不会一下子断开。因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动,如右图。抖动时间的长短由按键的机械特性决定,一般为5ms～10ms。为确保CPU对键的一次闭合仅作一次处理,必须去除键抖动。按键的抖动,可用硬件或软件两种方法。在本次实验中，我用到的是硬件消抖中的一种方法。利用电容的放电延时，采用并联电容法，也可以实现硬件去抖，见右图示例。（2）下载电路下载电路要到max232芯片，Max232是一款兼容RS232标准的芯片。由于电脑串口rs232电平是-10v+10v，而一般

7、的单片机应用系统的信号电压是ttl电平0+5v,max232就是用来进行电平转换的,该器件包含2驱动器、2接收器和一个电压发生器电路提供TIA/EIA-232-F电平。（6）蜂鸣器电路用于IC输出端口的蜂鸣器电路需要驱动电路进行电平放大，这里用9012三极管进行驱动。电阻R2起到保护的作用。蜂鸣器本质上是一个感性元件，其电流不能瞬变，因此必须有一个放电回路保护。否则，在蜂鸣器两端会产生几十伏的尖峰电压，可能损坏驱动三极管，并干扰整个电路系统的其它部分。滤波电容Ｃ10的作用是滤波，滤除蜂鸣器电流对其它部分的影响。