基于AT89C51 單片機的計數器設計

沈矗 孫妍 沈陽工學院

計數器是一種常見的運算邏輯電路，它會對脈沖個數進行統計和控制。當下，計數器的應用十分廣泛，例如在計算機的控制器中對指令地址進行計數，在運算器中作乘除法運算時記下加減法次數等等。科技在不斷進步，計數器的控制系統也在不斷更新換代，本次將利用AT89C51 單片機對計數器的控制系統進行設計。使其具有操作方便，維修便捷，簡易，成本低廉等優點。

一、計數器的設計思路

該時鐘以AT89C51 為主控芯片，采用C 語言進行編程設計。由于計數器的計數范圍為0—99，可以用2 位LED 數碼管來顯示計數值，采用動態顯示方式，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。在軟件設計上，設置一個軟件計數器，用來統計按鍵的次數，然后將計數值的個位、十位所對應的段碼送到LED 數碼管中顯示。

二、計數器的電路設計

計數器的硬件部分主要包括電容、電阻、電源、按鍵、數碼管、導線、開關等，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計電路，再依次進行上述流程。

三、計數器的程序設計

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

四、計數器的總體測試

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

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

本文討論了基于AT89C51 單片機的計數器設計，該設計體現了AT89C51 的可控性與簡易性等諸多特點。AT89C51 單片機操作簡單，便于維護且穩定性很高，它是作為連接電路與程序的理想中端。但它亦有不少缺點，其中之一就是應對復雜功能設計時設計較為繁瑣，這些問題我們值得考慮。本次設計是在老師的指導下完成的，我明白自身還存在很多不足，以后的學習中，我們將學到不同的單片機原理，希望可以不斷進步。作為一個初學者，筆者對AT89C51 單片機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。