文档介绍：桂林电子科技大学
微机综合设计

设
计
报

告
指导老师：吴兆华
学生：fdb
学号：1000150310
目录
一、设计题目 2
二、设计内容与要求 2
三、设计目的和意义 2
四、设计任务分析 2
五、系统硬件电路 3
电路原理图绘制 7
电路图绘制要点 7
硬件电路制作 8
硬件电路说明 8
单片机基本知识 8
AT89S51单片机介绍 11
14
数码管显示电路部分 17
六、软件设计 20
程序流程图 20
22
八、调试过程 27
硬件调试 27
静态调试 27
动态调试 27
软件调试 29
调试收获与改进意见 29
九、设计总结 30
十、参考文献 31
一、设计题目
用8031单片机控制可测方波1~100Hz，并显示每分钟计数的脉冲。
二、设计内容与要求
设计方波脉冲控制显示系统，用51单片机控制输出方波输出，频率范围为1~100Hz，并用数码管显示每分钟计数的脉冲数和当前频率，用两个按键分别控制频率的增减，同时用一个复位键，可以快速回到起始状态。
三、设计目的和意义
通过方波脉冲控制系统的设计，将单片机原理课上所学的知识融会贯通、加深理解。培养独立设计、制作和调试单片机应用系统的能力，熟悉单片机应用系统的软硬件调试方法和系统的设计开发过程，为今后的工作实践活动夯实基础。
通过方波脉冲计数控制系统的设计，掌握51系列单片机的内部定时/计数器的功能和使用方法；掌握单片机外部中断的应用和程序的编程方法；掌握数码管的使用和编程方法。通过设计方案分析、选择和设计，设计并搭制硬件电路，编写控制程序等一系列工作，掌握单片机应用的基本方法，更重要的是学会一种科学的解决问题的逻辑思维，和完成任务的方法。
培养一个解决困难问题的积极心态，为今后在工作上奠定坚实的基础。
四、设计任务分析
设计题目要求用单片机控制可测方波脉冲1~100Hz，并显示每分钟计数的脉冲数。由要求可知道，任务包括方波的产生和方波脉冲数的显示两个部分。方波由单片机内部定时器来产生，通过改变其定时初值来改变方波的频率，在硬件电路中可利用按键来控制频率的增减。方波的波形利用示波器来观察。
由此，可有几个方案来实现题目的要求。
方案一：51单片机最小系统，外接上一个数码管显示电路用以显示每分钟的脉冲数。数码管的断码选择端直接与单片机的P0口连接，位码选择端与P2口连接。利用改变定时初值的方式来改变方波频率。这个方案的优点是硬件电路简单，节省元器件，程序编写容易。但是缺点也明显，只用一个数码管，无法显示当前的脉冲频率，而且无法用硬件实现频率的+1，-1的变化。虽然实现了题目的基本功能，但是功能简单有限，也就达不到课程设计的目的了。以下是方案一的电路图：
图1 方案一原理图
方案二：51单片机最小系统，加上两个数码管显示电路，分别显示脉冲数和频率。此外，每个数码管用74HC573数据锁存器来驱动，增加两个按键用来控制频率的增减。这个方案的优点是能利用数码管显示当前的频率和脉冲数，并且能用按键控制频率的大小。数码管利用数据锁存器驱动，驱动能力更强，还可以支持I/O口扩展。缺点是，数码管电路布线比较困难，跳线多。
综合分析以后，我们决定用方案二，虽然方案二难度相比方案一而言难度加大了，但是功能实现得很彻底。当然，面对PCB布局布线的困难，我们只能采用双面板的形式。我们也相信，这个对我们而言将更具挑战性。下面就对方案二进行详细分析。
五、系统硬件电路
硬件电路主要包括51单片机最小系统（晶振电路和复位电路）、数码管显示电路。原理图如下。
图1 51单片机最小系统原理图
图2 51单片机最小系统PCB图
图3 数码管显示电路原理图
图4 数码管显示电路PCB图
图5 元器件清单
电路原理图绘制
电路图绘制要点
绘制电路原理图要熟悉运用绘制软件（Protel 99 SE或者Altium Designer软件），绘制的最终目的是得到美观、清晰的图。因而在绘制前根据需要，对绘图环境参数设计；绘制时正确元件载入（特别是元器件的封装形式一定要选着正确）与编辑；元件载