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自动循环计数器(精)

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目 录 一、设计目的 …………………………………………………………… .. 二、内容及要求 ………………………………………………………… . 三、设计思想 …………………………………………………………… . 四、单元电路的设计、参数计算、器件选择及介绍 ………………… . (一 、 电源部分 ………………………………………………………………… . (二 、 单脉冲产生部分 ………………………………………………………… . (三 、译码驱动显示部分 ………………………………………………………… (四 、控制部分及循环加减计数部分 …………………………………………… 五、总体电路设计图、工作原理及元器件清单 ……………………… 六、 硬件电路安装、调试测试结果,出现的问题、原因及解决方法 七、 总结设计电路的特点和方案的优缺点 …………………………… 八、 收获、体会 ………………………………………………………… 九、参考文献 …………………………………………………………… .. 设计题目:自动循环计数器 一、设计目的: 1. 熟练掌握计数器的应用。 2. 加深对加减循环计数和显示电路的理解。 二、内容及要求: 1. 用集成计数器实行 3~9自动循环计数。 2. 电路能实现 3~9加法和 3~9减法循环计数。 3. 输出用数码显示。 根据功能要求构建总体设计思想,比较和选定设计的系统方案,确定整个电路的 组成以及各单元电路完成的功能,画出系统框图。

三、设计思想 : 根据功能要求构建总体设计思想,按照题目要求,系统可以划分为以下各单元部 分;基本思想如下:

1、电源部分,由它向整个系统提供 +5V电源。 2、单脉冲产生部分:功能是由它产生单个脉冲,为循环计数部分提供计数脉冲。

3、译码驱动显示部分:计数输出结果送至译码驱动显示部分。 4、控制部分:实现加或减循环计数功能由控制部分完成。 5、计数部分:完成 BCD 码 3~9的可逆加或减循环计数。 系统方框图如图 1所示。

图 1 3~9加 /减可逆自动循环计数器系统方框图 四、单元电路的设计、参数计算、器件选择及介绍: (一 、 电源部分 直流稳压电源主要由变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路组成。 1、方案论证

方案一:采用稳压二极管稳压,主要优点是简单;缺点是稳压二极管的稳压值离 散性较大,限流电阻的阻值和功率计算比较繁琐。

方案二:采用三端集成稳压器,三端集成稳压器系列齐全,稳压效果好,性能可 靠,使用也非常方便。

确定方案:比较方案一和方案二,决定采用方案二。 2、元器件型号的选择及参数计算:

整个系统 IC 均由 74系列的相关芯片组成,故系统只需单一 +5V电源。 三端集成稳压器:选用 L7805CV ;变压器:经过全波整流后 7805的输入电压约 为 U 2×1.2;由于 7805的输入电压范围是 7V-15V ,采用 220V/9V(3W小型变压器, 则 7805的输入电压范围是 9×1.2≈ 11V ,满足 7805输入电压的要求。整流桥:选择 2W10/2A桥; C 1、 C 2、 C 3、 C 4为滤波电容, C 1、 C 2 采用电解电容, C 1= 1000μF/16V, C 2= 1000μF/10V, C 3、 C 4为高频滤波电容, C 3=0.33μF , C 4=0.1μF 。

3、电源部分原理图,见图 2。

图 2 电源部分原理图 (二 、 单脉冲产生部分 1、方案论证 产生单脉冲的方法有很多, 如用集成 555定时器、 TTL 集成单稳态触发器 74LS121。 74121、 74221、 74LS221都是不可重复触发的单稳态触发器。 属于可重复触发的触 发器有 74122、 74LS122、 74123、 74LS123等。 有些集成单稳态触发器上还设有复位端(例如 74221、 74122、 74123等 。通过复 位端加入低电平信号能立即终止暂稳态过程,使输出端返回低电平。

方案一:用集成 555定时器产生单脉冲,见图 3— (a。

O (a (b C (a (b

(c 图 3 单脉冲产生电路 方案二:用 TTL 集成单稳态触发器 74LS121, ,见图 3— (b。 方案三:用 74LS00四— 2输入与非门与手动开关,见图 3— (b

用 74LS00中的两个与非门构成基本 RS 触发器,手动开关反复波动一次,则触发 器输出端将产生一个计数脉冲。

确定方案:由于系统中其它部分用到一个与非门, 在 74LS00中还剩下 3个与非门 没有使用, 则刚好用其中的两个与非门构成基本 RS 触发器。 如果采用方案一或方案二, 还要另外增加器件。所以计数脉冲产生部分采用方案三。

2、元器件型号的选择及参数计算: 与非门 74LS00, R1=R2=1K,手动开关 S1选用微型按钮开关。 (三 、译码驱动显示部分 1、方案论证

方案一:采用 74LS47 TTL BCD— 7段高有效译码 /驱动器, 数码管需选用共阳极数

码管。 方案二:74LS48 TTL BCD— 7段译码器 /内部上拉输出驱动。采用 74LS48不需要 外接上拉电阻。 确定方案:故采用 74LS48。由于 74LS48输出是高有效,所以显示数码管选用 LTS547R 共阴极数码管。

2、元器件型号的选择及参数计算: 数码管 LTS547R ,译码 /驱动器 74LS48;限流电阻的计算,数码管压降一般为 1.8~2.2V,工作电流 10~20mA,经试验,静态显示时 10 mA亮度相当可观,所以限流 电阻 R1~R7=(5V-2V/10mA=300Ω, 功率为 0.012×300=0.03W,故电阻选用 R1~R7=300Ω(1/16W。

3、译码驱动、显示电路的设计 74LS48的引脚见图 4, 74LS48的功能表如表 1所示,其中, D C B A为 8421BCD 码输入端, a — g 为 7段译码输出端。

图 4 74LS48引脚图

9 H x 1 0 0 1 H 1 1 1 0 0 1 1 10 H x 1 0 1 0 H 0 0 0 1 1 0 1 11 H x 1 0 1 1 H 0 0 1 1 0 0 1 12 H x 1 1 0 0 H 0 1 0 0 0 1 1 13 H x 1 1 0 1 H 1 0 0 1 0 1 1 14 H x 1 1 1 0 H 0 0 0 1 1 1 1 15 H x 1 1 1 1 H 0 0 0 0 0 0 0 BI x x x x x x L 0 0 0 0 0 0 0 RBI H L 0 0 0 0 L 0 0 0 0 0 0 0 LT L x x x x x H 1 1 1 1 1 1 1 LT灯测试输入使能端。当LT=0时,译码器各段输出均为高电平,显示器各段亮,因此,LT=0可用来检查74LS48和显示器的好坏。

RBI动态灭零输入使能端。在LT=1的前提下,当/RBI=0且输入BDCA=000时,译码器各段输出全为低电平,显示器各段全灭,而当输人数据为非零数码时,译码器和显示器正常译码和显示。利用此功能可以实现对无意义位的零进行消隐。

BI静态灭零输入使能端。只要BI=0,不论输入BDCA为何种电平,译码器4段输出全为低电平,显示器灭灯(此时/BI/RBO为输入使能。

RBO动态灭零输出端。在不使用BI功能时,BI/RBO为输出使能。该端主要用于多个译码器级联时,实现对无意义的零进行消隐。实现整数位的零消隐是将高位的RBO 接到相邻低位的RBI,实现小数位的零消隐是将低位的RBO接到相邻高位的RBI。 数码管显示原理见图5。

图5 数码管显示原理 74L S 486217 354D C B A LT RBI BI/RBO 14159101112 1316 8 g f e d c b a V CC GND 109124675

g f e

d c b a dp R1~R7 300Ω3(8 +5V 4、译码驱动、显示电路原理图见图6 图6 译码驱动、显示原理图 (四、控制部分及循环加减计数部分 1、方案论证 方案一:74LS191 TTL 为4位二进制同步加/减计数器。 方案二:74LS190 TT L BCD 同步加/减计数器。 方案三:74LS192 TTL 可预置BCD 双时钟可逆计数器。 方 案四:74193 TTL 可预置四位二进制双时钟可逆计数器。 确定方案:经过比较,结合系统要求,决定采用方案二。 2、控制部分及循环加减计数部分的设计

集成十进制同步加/减计数器CT74LS190,逻辑功能示意图见图7。 图7 逻辑功能示意图见 (2190功能表见表2 表2 74LS190功能表

⑶ 主要逻辑功能。

74LS138 TTL 三——8线译码器 逻辑图见图8,外引线见图9,功能表见表3 图8 逻辑图图9 外引线图 表3 138功能表

控制部分及循环加减计数部分的电路原理图如图10所示。 74L S 190910115

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第5章习题解答

第5章习题解答

第5章思考题及习题5参考答案一、填空1．如果采用晶振的频率为3MHz，定时器/计数器T x（x=0,1）工作在方式0、1、2下，其方式0的最大定时时间为，方式1的最大定时时间为，方式2的最大定时时间为。

答：32.768ms，262.144ms，1024µs2．定时器/计数器用作计数器模式时，外部输入的计数脉冲的最高频率为系统时钟频率的。

答：1/243．定时器/计数器用作定时器模式时，其计数脉冲由提供，定时时间与有关。

答：系统时钟信号12分频后，定时器初值4．定时器/计数器T1测量某正单脉冲的宽度，采用方式可得到最大量程？若时钟频率为6MHz，求允许测量的最大脉冲宽度为。

答：方式1定时,131.072ms。

5. 定时器T2 有3种工作方式：、和，可通过对寄存器中的相关位进行软件设置来选择。

答：捕捉，重新装载（增计数或减计数），波特率发生器，T2CON6. AT89S52单片机的晶振为6MHz，若利用定时器T1的方式1定时2ms，则（TH1）= ，（TL1）= 。

答：FCH，18H。

二、单选1．定时器T0工作在方式3时，定时器T1有种工作方式。

A.1种B.2种 C．3种D．4种答：C2. 定时器T0、T1工作于方式1时，其计数器为位。

A.8位B.16位C.14位D.13位答：B3. 定时器T0、T1的GATE x=1时，其计数器是否计数的条件。

A. 仅取决于TR x状态B. 仅取决于GATE位状态C. 是由TR x和INT x两个条件来共同控制D. 仅取决于INT x的状态答：C4. 定时器T2工作在自动重装载方式时，其计数器为位。

A.8位B. 13位C.14位D. 16位答：D5. 要想测量INT0引脚上的正单脉冲的宽度，特殊功能寄存器TMOD的内容应为。

A.87HB. 09HC.80HD. 00H答：B三、判断对错1．下列关于T0、T1的哪些说法是正确的。

A.特殊功能寄存器SCON，与定时器/计数器的控制无关。

单片机原理及应用 第06章定时计数器

单片机原理及应用 第06章定时计数器


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6.5 定时器/计数器的编程
初始化
1 根据要求给方式寄存器TMOD送一个方式控制 字，以设定定时器的工作方式； 2 根据需要给TH和TL选送初值，以确定需要的 定时时间或计数的初值； 3 根据需要给中断允许寄存器IE送中断控制字， 以开放相应的中断和设定中断优先级；
也可用查询方式来响应定时器。
JBC TF1,RP1 SJMP DEL2
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6.6.4 长定时时间的产生
例 假设系统时钟为6MHz，编写定时器T0产生 1秒定时的程序。 （1）T0工作方式的确定 定时时间较长，采用哪一种工作方式？ 由各种工作方式的特性，可计算出： 方式0最长可定时16.384ms;
方式1最长可定时131.072ms; 方式2最长可定时512μs。 选方式1，每隔100ms中断一次，中断10次为1s。
8
6.3 定时/计数器的4种工作方式 方式0、方式1（13位、16位定时计数方式）
T1工作于方式0的等效框图（M1M0=00、01）
GATE=0、A=1、TR1=1 GATE=1、INT1=1、TR1=1。注意定时器初值与定时时间的不同
9
6.3.1 方式0、方式1的说明 定时/计数器T1工作在方式0时，为13位的计数器，由TL1 的低5位和TH1的8位所构成。TL1低5位溢出向TH1进 位，TH1计数溢出置位TCON中的溢出标志位TF1。 GATE位的状态决定定时/计数器运行控制取决于TR1 一个条件还是TR1和INT1引脚这两个条件。 当GATE=0时,A点电位恒为1，则只要TR1被置为1，B 点电位即为1，定时/计数器被控制为允许计数(定时/计 数器的计数控制仅由TR1的状态确定,TR1=1计数， TR1=0停止计数)。 当GATE=1时，B点电位由INT1输入的电平和TR1的状 态确定，当TR1=1，且INT1=1时，B点电平才为1，才 允许定时器/计数器计数(计数控制由TR1和INT1二个条 件控制)。 方式1时，TL1的8位都参与计数，因而属于16位 定时/计数器。其控制方式，等效电路与方式0完全相 10 同。
电气控制与PLC应用-第5、8章习题与思考题参考解答

电气控制与PLC应用-第5、8章习题与思考题参考解答

第5章S7-200 PLC的指令系统习题与思考题1.S7-200指令参数所用的基本数据类型有哪些？答：S7-200 PLC的指令参数所用的基本数据类型有1位布尔型(BOOL)、8位无符号字节型(BYTE)、8位有符号字节型(SIMATIC模式仅限用于SHRB指令)、16位无符号整数(WORD)、16位有符号整数(INT)、32位无符号双字整数(DWORD)、32位有符号双字整数(DINT)、32位实数型(REAL)。

实数型(REAL)是按照ANSI/IEEE 754-1985标准(单精度)的表示格式规定。

2~255字节的字符串型（STRING）2.立即I/O指令有何特点？它应用于什么场合？答：立即指令允许对输入和输出点进行快速和直接存取。

当用立即指令读取输入点的状态时，相应的输入映像寄存器中的值并未发生更新；用立即指令访问输出点时，访问的同时，相应的输出映像寄存器的内容也被刷新。

由于立即操作指令针对的是I/O端口的数字输入和数字输出信号，所以它们的位操作数地址只能是物理输入端口地址Ix.x和物理输出端口地址Qx.x。

3.逻辑堆栈指令有哪些？各用于什么场合？答：复杂逻辑指令，西门子称为逻辑堆栈指令。

主要用来描述对触点进行的复杂连接，并可以实现对逻辑堆栈复杂的操作。

复杂逻辑指令包括：ALD、OLD、LPS、LRD、LPP和LDS。

这些指令中除LDS外，其余指令都无操作数。

这些指令都是位逻辑指令。

栈装载与指令ALD用于将并联子网络串联起来。

栈装载或指令OLD用于将串联子网络并联起来。

逻辑推入栈指令LPS，在梯形图中的分支结构中，用于生成一条新的母线，左侧为主控逻辑块时，第一个完整的从逻辑行从此处开始。

逻辑读栈指令LRD，在梯形图中的分支结构中，当左侧为主控逻辑块时，该指令用于开始第二个和后边更多的从逻辑块。

逻辑栈弹出指令LPP，在梯形图中的分支结构中，用于恢复LPS指令生成的新母线。

装入堆栈指令LDS，复制堆栈中的第n级值，并将该值置于栈顶。

定时器

定时器


单片机应用技术
一、定时方法概述
定时方法 硬件延时 软件延时 可编程定时 由硬件电路实现延时，长时间延时； 通过执行循环而获得延时，短时间延时； 通过对系统时钟脉冲的计数而获得延时。
二、定时器/计数器的结构和工作原理
1、结构
定时器T1 定时器
计数溢出 置标志位
定时器T0 定时器
设置T0工 设置T0工 作方式 启动/ 启动/停 止T0工作 T0工作
四、定时器/计数器工作方式 定时器 计数器工作方式
注意：定时计数器的计数范围与初值X 注意：定时计数器的计数范围与初值X的计算
1、定时器的计数规律： 、定时器的计数规律： T0从某初值X，对脉冲计数到1111111111111B(213D=8192D)溢出 计数个数：213－X 2、最大计数范围：从初值X＝0D，计数到1111111111111B(213D) 、最大计数范围： 3、定时时间： 、定时时间： 计数个数为213－0＝8192D
1 (2 − x) × ×12 = 250×10−6 6×106
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X=8067D=1F83H=0001 1111 1000 0011B 故 TH0= 1 1111 100高8位=FCH 100高 TL0=0000 0011B低5位=03H 0011B低
单片机应用技术
（3） 编写程序。采用查询TF0的状态来控制P1.0输出 编写程序。采用查询TF0的状态来控制P1.0输出 MOV TMOD，#00H TMOD， ；置T0为方式0 ；置T0为方式0 MOV TH0，#0FCH TH0， ；送计数初值 MOV TL0，#03H TL0， SETB TR0 ；启动T0 ；启动T0 LOOP： LOOP： JBC TF0， NEXT TF0， ；查询定时时间到否? ；查询定时时间到否? SJMP LOOP NEXT： NEXT： CLR TF0 ; 对溢出标志位清0 对溢出标志位清0 MOV TH0，#0FCH ；重赋计数初值 TH0， MOV TL0，#03H TL0， CPL P1.0 ；输出取反 SJMP LOOP ； 重复循环 采用查询方式的程序很简单，但在定时器整个计数过程中，CPU要不断查询 采用查询方式的程序很简单，但在定时器整个计数过程中，CPU要不断查询 溢出时标志TF0的状态, 这就占用了CPU工作时间,以致CPU的效率不高。采用 溢出时标志TF0的状态, 这就占用了CPU工作时间,以致CPU的效率不高。采用 定时溢出中断方式，可以提高CPU的效率。 定时溢出中断方式，可以提高CPU的效率。