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1、单片机应用技术课程设计报告题 目： LCD频率计 系 别： 电子电气工程系 专 业： 电子信息工程系 班 级： 08电信一班 四川职业技术学院课程设计任务书 电子电气工程 系 电子信息工程技术 专业 8 年级 电信1 班学生日期 2010.6.25 课程设计题目 LCD频率计 课程设计内容与要求：一、设计任务 用单片机的定时器/计数器测量外边眼脉冲的频率,并使用LCD1602显示结果。 二、设计要求1给定条件(1) LCD1602(2) AT89S52单片机2技术指标(1) 单片机控制LCD实现频率显示(2) 频率范围为1HZ-500KHZ,精度为1HZ。 课 程 设 计 成 绩 评 定 表本
2、课程设计评语： 指导教师（签名）： 年 月 日本课程设计成绩：指导教师（签名）： 年 月 日 目 录1方案设计1.1 系统分析1.2 系统方案2 硬件设计2.1 系统控制芯片2.4 元件清单3 软件设计3.1 软件功能3.2 LCD驱动程序3.3 主程序4 课程设计体会5 参考文献LCD频率计摘 要：本设计的成品是一个利用单片机产生脉冲,利用LCD1602显示出频率.频率计主要由AT89S52单片机最小系统电路、LCD1602电路构成，它能实现1HZ500KHZ任意频率的显示。关键字：单片机 LCD1602 1方案设计1.1 系统分析选择AT89S52单片机中的T2定时器/计数器产生1000H
3、Z的脉冲,从P1.0输出,P3.4输入.再通过单片机传送给LCD1602,并显示频率.液晶显示器具有体积小、重量轻、功耗极低、显示内容丰富等特点，在单片机系统中得到了广泛的应用。单片机具有体积小、功能强、成本低、功耗小等优点，所以在工业控制、智能仪表、通信技术、信号处理及家用电器产品中广泛应用。现在的单片机从功能上突破微型计算机的传统功能，向着以单元片机为核心、外接各种控制单元的专用单片机方向阳发展。1.2 系统方案我们采用AT89S52单片机中的T2定时器/计数器实现脉冲的产生，用LCD1602来实现频率的显示。 2 硬件设计2.1 系统控制芯片 选用的是单片机，如下图。其引脚如下图示。单片
4、机就是在一块硅片上集民了中央处理器（）、存储器（、lash emory）和输入、输出接口（并行、串行通信口）、振荡电路、计数器等到电路的一块集成电路，这样的一块集成电路具有一台计算机的基本功能，因而被称为单片微型计算机，简称单片机（）。图1 单片机AT89S52图2 AT89S52引脚图P0 口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。 当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。 在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节
5、。程序校验时，需要外部上拉电阻。 P1 口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p1 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。 此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），具体如下表所示。在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。 引脚号第二功能：P1.0 T2（定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出 P1.1 T2EX（定时器/计数
6、器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制） P1.5 MOSI（在系统编程用） P1.6 MISO（在系统编程用） P1.7 SCK（在系统编程用） P2 口：P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入 口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。 在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（执行MOVXDPTR） 时，P2 口送出高八位地址。在这种应用中，P2 口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址（如MOVX RI）访问外
7、部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。 P3 口：P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。 P3口亦作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。 端口引脚 第二功能：P3.0 RXD(串行输入口)P3.1 TXD(串行输出口)P3.2 INTO(外中断0)
8、P3.3 INT1(外中断1)P3.4 TO(定时/计数器0)P3.5 T1(定时/计数器1)P3.6 WR(外部数据存储器写选通)P3.7 RD(外部数据存储器读选通)此外，P3口还接收一些用于FLASH闪存编程和程序校验的控制信号。RST复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。ALE/PROG当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。对FLASH存储
9、器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置位，可禁止ALE操作。该位置位后，只有一条MOVX和MOVC指令才能将ALE激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE禁止位无效。PSEN程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。EA/VPP外部访问允许，欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFFH），EA端必须保持低电
10、平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部程序存储器的指令。FLASH存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源Vpp，当然这必须是该器件是使用12V编程电压Vpp。 通过任务分析，要求单片机要完成三个实时任务，分别是：对输入信号周期进行计数、定时1s、动态显示以及频率计算频率转换为显示数据。要同时完成三个实时任务，只有使用中断的方式进行任务分割，可以用定时器T0、T1及其中断服务程序和主程序来分别完成每一个任务。1.定时1sT1工作在定时状态下，最大定时实践约为65ms，达不到1s的定时，所以采用时50ms
11、，共定时20次，即可完成1s的定时功能。TH1=(65536-50000)/256; /高8位的初始值 TL1=(65536-50000)%256; /低8位的初始值每定时1s时间到，就停下T0的计数，而从T0的计数单元中读取计数的数值，然后进行数据处理，送到数码管显示出来。2.输入的脉冲计数在本任务中，由于单片机的工作频率为12MHz，工作在计数状态下的T0，最大计数值为12MHz/24，因此T0能计数的脉冲最大计数频率为12MHz/24=500KHz。作为定时器T0，若1s内有A次溢出，最后T0的计数值为B，则输出信号的频率为： f = A 65536 + B 3.定时器/计数器的工作方式
12、模式1在模式1中，有THx的高8位和TLx的低8位构成全16位定时/计数器，其最大计数值为：M=65536。其初始值设置命令为 THx=(65536-t*f/12)/256; TLx=(65536-t*f/12)%256; 4.定时/计数器的中断设置定时/计数器的初始化编程格式如下所示：TMOD=方式字； /选择定时器的工作方式THx=高8为初始值； /装入Tx时间常数TLx=低8位初始值；Etx=1； /开Tx中断EA=1； /总中断允许，如果有其他中断，可共用本条指令TRx=1； /启动Tx定时器 5.LCD1602引脚功能介绍字符型液晶是一种液晶显示器LCD（Liquid Crystal
13、 Diodes）模块，简称LCM.。模块内部含有控制和驱动电路等部件的液晶模块组件，使用中将其作为一个独立的器件使用。在使用时，将字符和命令通过其接口送到模块内部，模块内的电路控制液晶逐一显示从端口输入的各个字符。在LCD的段电极与背电极间施加电压（通常为4V或5V），可使该段呈黑色，这样可以实现显示。由于液晶的驱动电路较为复杂，因此在市场上出现了一种称为液晶显示模块的器件。液晶显示模块是一种将液晶显示器件、连接件、集成电路、PCB线路板、背光源、结构件装配在一起的组件，实际上，它是一种商品化的部件。在任务中采用常用的字符型液晶显示模块LCD1602作为显示器件，其引脚功能见表1。编号符号引脚
14、说明编号符号引脚说明1Vss电源地9D2Data I/O2Vdd电源正极10D3Data I/O3VL液晶显示偏压信号11D4Data I/O4RS数据/命令选择端（H/L）12D5Data I/O5R/W读/写选择端（H/L）13D6Data I/O6EN使能信号14D7Data I/O7D0Data I/O15BLA背光源正极8D1Data I/O16BLK背光源负极 表14.LCD1602操作说明（1）LCD1602的基本操作时序 读状态：输入RS=L,RW=H,EN=H; 写指令：输入RS=L,RW=H,D0D7=指令码，EN=高脉冲； 读数据：输入RS=H,RW=H,EN=H; 写指
15、令：输入RS=L,RW=H,D0D7=数据，EN=高脉冲；（2）LCD1602的指令说明 1）0011 1000：162显示，57点阵，8位数据接口。 2）0000 0001：显示清屏，数据指针清0，所有显示清0。 3）0000 0010：显示回车，数据指针清0。 4）00001DCB： D=1 开显示； D=0 关显示。 C=1 显示光标； C=0 不显示光标。 B=1 光标闪烁； B=0 光标不显示。 5）000001NS： N=1 当读或定一个字符后地址指针加1，且光标加1。 N=0 当读或定一个字符后地址指针减1，且光标减1。 S=1 当写一个字符，整屏显示左移（N=1）或右移(N=0
16、)。实现光标不移动而屏幕移动的效果。 6）80HA7H： 设置数据地址指针（第一行）。 7）C0HE7H： 设置数据地址指针（第二行）。 2.4 元件清单 （1） LCD1602 一个（2） AT89S52单片机 一个（3） 电阻10K 1K 各一个（4） 电容 20F 两个（5） 12Mhz晶振一个（6） 复位按键一个（7） 下载线一根（8） 导线若干3 软件设计软件设计部分主要是说明程序设计的思路和实现方法、程序。包含了整体的设计思路，和每个程序的作用和实现的方法。整个程序实际上包含三个部分：频率产生、函数中断和LCD显示部分。而其中的每一个部分都有一段程序去实现，在这部分我们将对每个程序
17、进行详细说明其作用和实现方法。3.1 软件功能（1） AT89S52单片机 利用C语言程序来实现定时/计数器功能，用程序来选择定时/计数器的工作方式，确定工作的模式，实现全16位的定时/计数器。再通过定时/计数器来设置中断程序，完成随意中断。（2） LCD1602液晶显示 通过3.2 LCD驱动程序#include /包含头文件#define uchar unsigned char#define DBPort P0 /定义端口sbit LcdRs= P11;sbit LcdRw= P12;sbit LcdEn = P13;#ifndef LCD_CHAR_1602_2005_4_9#defin
18、e LCD_CHAR_1602_2005_4_9#include unsigned char LCD_Wait(void)LcdRs=0;LcdRw=1;_nop_();LcdEn=1;_nop_();LcdEn=0;return DBPort;#define LCD_COMMAND0 / Command#define LCD_DATA1 / Data#define LCD_CLEAR_SCREEN0x01 / 清屏#define LCD_HOMING 0x02 / 光标返回原点void LCD_Write(bit style, unsigned char input)LcdEn=0;LcdR
19、s=style;LcdRw=0;_nop_();DBPort=input;_nop_();/注意顺序LcdEn=1;_nop_();/注意顺序LcdEn=0;_nop_();LCD_Wait();#define LCD_SHOW0x04 /显示开#define LCD_HIDE0x00 /显示关 #define LCD_CURSOR0x02 /显示光标#define LCD_NO_CURSOR0x00 /无光标 #define LCD_FLASH0x01 /光标闪动#define LCD_NO_FLASH0x00 /光标不闪动void LCD_SetDisplay(unsigned char
20、DisplayMode)LCD_Write(LCD_COMMAND, 0x08|DisplayMode);#define LCD_AC_UP0x02#define LCD_AC_DOWN0x00 / default#define LCD_MOVE0x01 / 画面可平移#define LCD_NO_MOVE0x00 /defaultvoid LCD_SetInput(unsigned char InputMode)LCD_Write(LCD_COMMAND, 0x04|InputMode);void LCD_Initial() /LCD初始化LcdEn=0;LCD_Write(LCD_COMM
21、AND,0x38); /8位数据端口,2行显示,5*7点阵LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38);LCD_SetDisplay(LCD_SHOW|LCD_NO_CURSOR); /开启显示, 无光标LCD_Write(LCD_COMMAND,LCD_CLEAR_SCREEN); /清屏LCD_SetInput(LCD_AC_UP|LCD_NO_MOVE); /AC递增, 画面不动void GotoXY(unsigned char x, unsigned char y)if(y=0)LCD_Write(LCD_COMMAND,0x80|x);if(y=1)LCD_Write(LC
22、D_COMMAND,0x80|(x-0x40);void Print(unsigned char *str)while(*str!=0)LCD_Write(LCD_DATA,*str);str+;#endifbit time;uchar disp8=0,0,0,0,0,0,0,0;uchar T0count,T1count;void delay_nms(unsigned int n) /延迟一段时间 unsigned int i; unsigned char j; for(i=n;i0;i-) for(j=250;j0;j-); for(j=250;j0;j-); /*将频率转换为显示数据*/
23、void calc () uchar i; long frequency; frequency=T0count*65536+TH0*256+TL0;/*实现将频率转换为显示数组*/ for(i=7;i0;i-) dispi=(frequency%10)+0x30; frequency=frequency/10; disp0=frequency+0x30; void init() /对变量初始化 T0count=0; T1count=0; TH0=0; TL0=0;3.3 主程序main() init();LCD_Initial(); /以上两条调用初始化函数 TMOD=0x15; /将T1设置
24、为模式1、定时方式，T0为模式1、计数方式 TH1=(65536-50000+36)/256; TL1=(65536-50000+36)%256; ET1=1; ET0=1; EA=1; /*将其中的高8位和低8位的初始值更改后可输出不同频率的脉冲*/ T2MOD=0x2; RCAP2H=245; /设置高8位初始值 RCAP2L=74; /设置低8位初始值 TR2=1; /开始输出 TR1=1; TR0=1;GotoXY(0,0);Print(Frequency: Hz);while(1)GotoXY(0,1);Print(disp);delay_nms(1000);void time0()
25、 interrupt 1 /定时器0的服务中断程序 T0count+; /计算T0在1秒内中断几次void time1() interrupt 3 TH1=(65536-50000+36)/256; TL1=(65536-50000+36)%256; if(T1count=19)/1s time=1; TR1=0; TR0=0; calc(); init(); TR1=1; TR0=1; else T1count+; 4 课程设计体会 本设计的成品是一个利用单片机产生脉冲,利用LCD1602显示出频率.频率计主要由AT89S52单片机最小系统电路、LCD1602电路构成，它能实现1HZ500K
26、HZ任意频率的显示。在老师的帮助下，在组员的共同努力下，我们终于按时按质地完成了任务。这次单片机实训，有很多个课题，如电子秒表、点阵液晶、红外遥控、可调数字闹钟等等。通过单片机最小系统基础上外接不同的相关电路，并让这些电路按照程序设计要求工作，组成单片机的应用电路。这些应用电路可以实现各种不同的功能。这让我们见识到了单片机应用功能的强大。在实训过程中，我们遇见了很多困难。重要的困难有以下两点：一是写源程序的时候，关于LCD0602显示这部分我们一窍不通。我们只有通过研究书本后面关于这部分的知识,结合已学过的简易频率计,编写出了整个程序的框架.我们虽然用尽全力但还是有好多错误。通过同学们的帮助修
27、改，终于调试成功。二是我们在画图的时候放置LCD1602时总是找不到元件的位置，经过同学和老师的帮助我们终于成功画出了图形，着让我们知道我们对我们所学的软件的应用一点也不能够运用自如，还一点也不熟悉，我们下来要做的就是好好练习我们所学的软件，让我们的专业知识学得更好。在这次实训中还让我们认识到了团队精神的伟大，当我们有困难的时候，我们同学之就应该相互帮助。.通过这次实训，我们巩固和增长了很多关于单片机的专业的知识，自己动手设计和制作也增加了我们自己的实践能力，在把知识转化为能力和能力转化为工程素质中，我们的个人能力得到了很大的提高。5 参考文献1 朱永金 成友才.单片机应用技术（C语言）M.北京：劳动和社会保障出版社，2007.7 2 何立民. 单片机初级教程M.北京：北京航空航天大学出版社，2006.8
