基于51的簡易00-99計數器的設計與仿真

1 系統描述

本系統利用AT89C51 單片機來制作一個手動計數器，在AT89C51 單片機的P3.2 管腳和P3.3 管腳各接一個輕觸開關K1和K2,作為手動計數的按鈕，用單片機的P0.0 - P0.7 接一個兩位綠色共陰極數碼管(7SEG-COM-CAT-GRN)，作為00 - 99 計數的個位數和十位數顯示。系統正常運行后顯示00,按一次K1 鍵，數字加1,當計數到 99 時，再按一次 K1 鍵，又從00 開始計數。當計數到 99 時，按一次K2,計數為98,繼續按K2,直到計數為00,由此實現正計數和倒計數的功能。本系統可用于競技比賽中的計分，或者用于重要事件將要到來的倒計時。

2 硬件電路設計

硬件電路的設計是本系統能否實現所需功能的關鍵環節，在設計過程中須注意電路的整體布局、元器件的擺放、元器件的參數選擇及電路的優化，具體電路圖如1-1 所示。其中，X1 為12MHZ 的晶體振蕩器，RX8 為排阻。

圖1-1 計數器電路原理圖：

3 軟件設計

根據硬件電路的結構及功能要求，在分析所需算法和功能模塊的基礎上編寫本系統的代碼，要求代碼盡可能的簡潔易懂，并有在必要的地方寫明注釋。具體代碼如下所示：

#include// 導入頭文件

unsigned b[10]={0x3f,0×06,0x5b,0x4f,0×66,0x6d,0x7d,0×07,0x7f,0x6f};//0-9 的編碼

void delay(void)// 延時子程序，延時1 秒

{

unsigned char i,j,k;for(i=20;i>0;i- )

for(j=2;j>0;j-)

for( k=250; k>0; k-);

}

void Inc_CNT ( void )// 按K1 鍵正計數，可從0 計到99

{

unsigned char x, y, z;

for( x=0; x<10; x++){

for( y=0; y<10; y++){

if( (P3|0xfb)==0xfb ){

for( z=0; z<22; z++){

P2=0xf2;

P0=b[x];

delay( );// 調用延時子程序

P2=0xf1;

P0=b[y];

delay( );

}

}

else{

P0 = 0x3f;

P2 = 0×00;

break;}}}}

void Dec_CNT( void )// 按k2 鍵倒計數，可從99 計到00

{

unsigned char x, y, z;

for( x=10; x>0; x-){

for( y=10; y>0; y-){

if((P3|0xf7)==0xf7){

for(z=0; z<22;z++){

P2=0xf2;

P0=b[x-1];

delay( );

P2=0xf1;

P0=b[y-1];

delay( );}// 調用延時子程序

}

else {

P0=0x3f;

P2=0×00;

break;}}}}

void main( void )// 主函數

{

unsigned char key;

P2=0×00;

P0=0x3f;

for(;;){

P3|=0xf3;

key=P3;

if(key==0xfb)Inc_CNT();// 調用正計數函數

else if(key==0xf7 )Dec_CNT();// 調用倒計數函數

else{

P2=0×00;

P0=0x3f;}}}

4 軟硬件聯調

單片機系統的硬件調試和軟件調試是不能分開的，許多硬件錯誤是在軟件調試過程中被發現和糾正的。但通常是先排除明顯的硬件故障以后，再和軟件結合起來調試以進一步排除故障。可見硬件的調試時基礎，如果硬件調試不通過，軟件設計則無從談起。硬件的調試主要是把電路各種參數調整到符合設計要求。先排除硬件電路故障，包括設計性錯誤和公益性故障。一般原則是先靜態后動態。利用萬用表或邏輯測試儀器，檢查電路中的各器件以及引腳是否連接正確，是否有短路故障。運行正確的仿真電路圖如下所示。

5 結語

本系統利用AT89C51 單片機來制作一個手動計數器，在AT89C51 單片機的P3.2 管腳和P3.3 管腳各接一個輕觸開關K1和K2,作為手動計數的按鈕， 通過使用專業繪制電路圖的軟件和程序編譯軟件，不斷進行測試和調試，從而證明了本系統可用于競技比賽中的計分，或者用于重要事件將要到來的倒計時。