基于AT89C51 單片機(jī)的計數(shù)器設(shè)計

沈矗 孫妍 沈陽工學(xué)院

計數(shù)器是一種常見的運算邏輯電路，它會對脈沖個數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計和控制。當(dāng)下，計數(shù)器的應(yīng)用十分廣泛，例如在計算機(jī)的控制器中對指令地址進(jìn)行計數(shù)，在運算器中作乘除法運算時記下加減法次數(shù)等等。科技在不斷進(jìn)步，計數(shù)器的控制系統(tǒng)也在不斷更新?lián)Q代，本次將利用AT89C51 單片機(jī)對計數(shù)器的控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。使其具有操作方便，維修便捷，簡易，成本低廉等優(yōu)點。

一、計數(shù)器的設(shè)計思路

該時鐘以AT89C51 為主控芯片，采用C 語言進(jìn)行編程設(shè)計。由于計數(shù)器的計數(shù)范圍為0—99，可以用2 位LED 數(shù)碼管來顯示計數(shù)值，采用動態(tài)顯示方式，P2 口做段選口，輸出段碼，P3 口做位選口，輸出位選信號，P1 口接按鍵。在軟件設(shè)計上，設(shè)置一個軟件計數(shù)器，用來統(tǒng)計按鍵的次數(shù)，然后將計數(shù)值的個位、十位所對應(yīng)的段碼送到LED 數(shù)碼管中顯示。

二、計數(shù)器的電路設(shè)計

計數(shù)器的硬件部分主要包括電容、電阻、電源、按鍵、數(shù)碼管、導(dǎo)線、開關(guān)等，反映在ISIS 7 professional 仿真軟件中則是：RES、AT89C51、BUTTON、CAP、CAP-ELEC、CRYSTAL、7SEG-MPX2-CA等。我們需對電路進(jìn)行模擬仿真，如果模擬成功，然后在PCB 電路板上搭線、焊接、連接電路。如果模擬失敗則需重新設(shè)計電路，再依次進(jìn)行上述流程。

三、計數(shù)器的程序設(shè)計

首先對兩位數(shù)碼管的數(shù)字分別命名并設(shè)置起始數(shù)值與終止值，其次對個位與十位數(shù)字設(shè)置顯示函數(shù)，然后再設(shè)置按鍵流程，按鍵釋放時，刷新數(shù)碼管，初次判斷按鍵是否按住時，設(shè)計加函數(shù)并加一個延時函數(shù)，再次判斷按鍵按住時，依次取出十位、取出個位，最后與之前設(shè)計思路一樣對另外兩個按鈕設(shè)置減函數(shù)和清零函數(shù)。將所有程序語言輸入Keil uVision4 軟件進(jìn)行模擬運行，檢測成功以后導(dǎo)入單片機(jī)。

四、計數(shù)器的總體測試

在PCB 板上焊接一個個電氣元件，符合走線方便的原則。插上單片機(jī)芯片，按下第一個按鍵，觀察計數(shù)器數(shù)值是否累加，按下第二個按鍵，觀察計數(shù)器數(shù)值是否遞減，按下第三個按鍵觀察數(shù)碼管是否清零。

圖1 仿真圖

圖2

五、模擬仿真圖（見圖1）

六、程序流程圖（見圖2）

七、小結(jié)

本文討論了基于AT89C51 單片機(jī)的計數(shù)器設(shè)計，該設(shè)計體現(xiàn)了AT89C51 的可控性與簡易性等諸多特點。AT89C51 單片機(jī)操作簡單，便于維護(hù)且穩(wěn)定性很高，它是作為連接電路與程序的理想中端。但它亦有不少缺點，其中之一就是應(yīng)對復(fù)雜功能設(shè)計時設(shè)計較為繁瑣，這些問題我們值得考慮。本次設(shè)計是在老師的指導(dǎo)下完成的，我明白自身還存在很多不足，以后的學(xué)習(xí)中，我們將學(xué)到不同的單片機(jī)原理，希望可以不斷進(jìn)步。作為一個初學(xué)者，筆者對AT89C51 單片機(jī)的掌握程度比較有限，本文可能存在一些疏漏的地方，虛心誠受廣大同仁和各位老師的批評指正。