湘潭大学课程设计报告。
题目：简易频率计数器。
学院：信息工程学院。
专业：自动化。
学号：2011551718
姓名：王波。
一、 序言。
单片机课程设计是一门实践课程，要求学生具有制作调试单片机最小系统及外设的能力，能够掌握单片机内部资源的使用。通过在对单片机原理及应用的学习，以及查阅资料，培养自学与动手能力，把学到的知识应用到日常生活当中。在设计的过程中，不断的补充不知道的内容、巩固所学，和队友的分工合作、相互讨论，运用科学的分析问题的方法解决遇到的困难，掌握单片机系统一般的开发流程，学会对常见问题的处理方法，积累设计系统的经验，充分发挥教学与实践的结合。
单片机课程设计内容包括硬件设计、制作及软件编写、调试，学生在熟练掌握焊接技术的基础上，能熟练使用单片机软件开发环境keil c51编程调试，并使用stc isp调试工具采用串口**方式联调制作的单片机最小系统。
单片机课程设计题目包含基本部分及扩展部分，基本部分即单片机最小系统部分，扩展部分是对单片机内部资源及外部io口的功能扩展，使制作的单片机系统具有一定的功能。
二、 课程设计要求。
自制一个单片机最小系统，包括串口**、复位电路，采用外部计数器t0或t1作为外部频率输入，外部频率由信号源提供，计算出来的频率显示在四位一体的数码管上。
三、 电路组成和工作原理。
设计是以mcs-51系列单片机为核心的最小系统，主要由复位电路、晶振电路、数码管显示电路组成。
1.单片机最小系统简介。
单片机最小系统，或者称为最小应用系统，是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。对mcs-51系列单片机来说，最小系统一般应该包括：单片机、晶振电路、复位电路。
复位电路：由电容串联电阻构成，由图并结合"电容电压不能突变"的性质，可以知道，当系统一上电，rst脚将会出现高电平，并且，这个高电平持续的时间由电路的rc值来决定。典型的51单片机当rst脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位，所以，适当组合rc的取值就可以保证可靠的复位。
一般这个电阻和电容的典型值为10k和10uf。按键复位就是在复位电容上并联一个开关，当开关按下时电容被放电、rst也被拉到高电平，而且由于电容的充电，会保持一段时间的高电平来使单片机复位。使用6mhz的晶体振荡器作为振荡源，由于单片机内部带有振荡电路，所以外部只要连接一个晶振和两个电容即可，电容容量一般在15pf至50pf之间。
晶振电路：典型的晶振取11.0592mhz(因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率，用于有串口通讯的场合)/12mhz(产生精确的us级时歇，方便定时操作)
结构图如下图：
2、计数器工作原理。
利用单片机的计数器和定时器的功能对被测信号进行计数。编写相应的程序可以使单片机自动调节测量的量程，并把测出的频率数据送到显示电路显示。
本频率计的设计以at89c51单片机为核心，利用其内部的定时/计数器完成对待测信号的频率的测量。at89c51单片机内部有2个16位定时/计数器，定时/计数器的工作可以由编程实现定时、计数和产生计数溢出时中断要求的功能。
设计定时/计数器0设置工作在定时方式，定时/计数器1设置在计数方式。
在定时器工作方式下，在被测时间间隔内，每一个机器周期，计数器自动加1，这样以机器周期为基准可以进行对时间间隔的测量。在计数器工作方式下，加至外部引脚的待测信号发生从1到0的跳变时计数器加1，这样在计数器的控制下可以用来测量待测信号的频率。外部输入在每个机器周期被采样一次，这样检测一次从1到0的跳变至少需要2个机器周期（24个**周期），所以最大计数速率为时钟频率的1/24（使用12mhz时钟时，最大计数速率为500khz）。
由于定时器t0工作在定时方式时最大的定时时间大约为50ms，若要定时1s，可以采用定时20ms，中断50次来完成1s的定时。对于定时20ms来说，用定时器方式1可实现。
信号频率的计算：
sum=th1*256+tl1
四、 程序设计。
根据设计项目所需功能，我们先进行初始化，在待机状态下，采集频率。然后检测是否有按钮按下，若按钮按下，则数码管显示所采集的频率，再按下键0时则不显示。系统实现所有功能，其程序如下所示：
#include<>
bit flag;
unsigned char code segtab=共阴极0-9段选码。
unsigned char code temp=
unsigned char volatile tc1定时1s标记位。
unsigned char result[4];
unsigned long sum
void delay(unsigned char j延时函数。
unsigned char i;
while(j--)
for(i=100;i>0;i--)
void display(void显示函数。
unsigned char i;
for(i=0;i<4;i++)
void main(void)
ea=1;tmod=0x51; /t1计数，t0定时。
th0=(65536-50000)/256; /定时50ms
tl0=(65536-50000)%256;
th1=0x00计数器清0
tl1=0x00;
et0=1;
et1=1;
tr0=1;
tr1=1;
while(1)
display1s更新一次。
void int0() interrupt 1
th0=(65536-50000)/256; /定时50ms
tl0=(65536-50000)%256;
tc1++;
if(tc1==20)
五、 proteus**。
**图如下所示。
此时的设置频率为1000
六、 调试（网上的经验）
第一步：用万用表检测电源是否接通，主要是看看40脚和20脚之间是否有5v电压。
第二步：检测第31引脚，是否有5v电源，目的是确保使用了片内存储器。
第三步：检测p3口或p2口的空闲电压是否有5v电压，如果没有，说明单片机系统没有工作。
第四步：用万用表检测复位电路，通过复位按键，检测第9脚的电压是会变化。如果按键没有按下，电压为0v，按键按下后，电压立刻变为5v，之后很快的降为0v，则表示复位电路正常。
第五步：用示波器检测振荡电路，主要是检测第脚。检测是否有振荡波产生。如果有，表示振荡电路正常。
硬件电路：七、 心得体会。
此次课程设计在以前数字电路的设计基础更好的锻炼了我的动手能力，不同的是，此次还有程序设计。让我熟悉了c51的程序设计过程以及51单片机外围电路的设计。知道了proteus**软件、keil编程环境，更重要的是程序调试。
在硬件电路的焊接上由于比上次数字电路的硬件电路要简单，而且有一定的经验，主要是沉得下心来慢慢检查电路，一点一点的发现错误，一个一个改正，因为硬件电路不比软件**，存在很多的未知干扰，或者焊点的虚焊都有可能让硬件电路无法实现。同时，还要多与老师同学交流，不能单枪匹马，有很多错误只有交流才能发现，既帮到了同学又帮到了自己。
当然，能为以后的学习工作打下一定的动手能力基础是本次课程设计的最大意义所在。
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