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简易计数器的设计  马 莉 实现功能： 具有一定的抗干扰能力；利用单片机内部定时器中断实现自动计数；数码管显示当前计数值；独立按键实现对计数的加减，暂停，继续，清零等设置操作。当按键按下，蜂鸣器发出声音。系统工作原理： 本系统由单片机、数码管显示电路、驱动电路、键盘和发声电路组成。采用微控制器c8051F020内部16位的定时 器完成对单片机机器周期的计数。每一个机器周期定时器加1，通过编程来设定要定时的时间,定时时间到了向CPU申请中断操作让显示计数值加1。显示部分采用周立功单片机公司自行设计的数码管显示驱动及键盘扫描管理芯片ZLG7290驱动八段LED共阴数码管显示当前的计数值， ZLG7290与微控制器之间采用I2C串行总线接口。系统框图如下： 系统所用到的硬件资源介绍： C8051F020是一种混合信号片上系统单片机，内核为CIP-51微控制器。内部有5 个16位通用定时器：其中三个16 位计数/定时器与标准8051 中的计数/定时器兼容，还有两个16 位自动重装载定时器可用于ADC、SMBus、UART1或作为通用定时器使用。这些计数/定时器可以用于测量时间间隔，对外部事件计数或产生周期性的中断请求。C8051F020单片机支持双时钟，其工作电压范围为 2．7～3．6V，端口I/O,RST和JTAG引脚的耐压为5V。工作温度范围是－40～＋85℃。 C8051F020单片机的外接晶振22．1184MHz。因此系统时钟周期为(1/22.1184)uS。 51 单片机输入的时钟脉冲是由晶体振荡器的输出经12 分频后得到的，因此一个机器周期包含12个振荡周期。而对于CIP51内核只基于时钟周期，所以指令时序都以时钟周期计算。70%的指令执行时间为1-2个系统时 钟周期,而在本系统中指令都为单字节指令，在取指令周期中，指令取出到指令寄存器后立即译码执行，因此执行一条指令只需要一个机器周期。所以在本系统中一个时钟周期即为一个机器周期。定时器可以看作是对单片机机器周期的计数器，每个机器周期定时器加1，因此可以把输入的时钟脉冲看成机器周期信号 ，定时器每接收一个输入脉冲的时间刚好为一个时钟周期(1/22.1184)uS 。 本系统采用定时器1工作在方式1，定时器对机器周期Tc计数，每个机器周期计数器加1。在工作方式1下，最大计数值M=65536，N为计数次数，计数初值=M-N。定时时间为Tc*N 。 c8051F020提供22个中断源，允许大量的模拟和数字外设中断微控制器 ，本系统中每检测到时间到了1秒，向CPU申请中断，响应中断后显示的数字加1。本系统所用到的c8051简单图示如下：  数码管显示驱动和键盘扫描用到ZLG7290，其特性如下：（1）直接驱动 8位共阴式数码管（1 英寸以下）或 64只独立的 LED； （2）能够管理多达 64 只按键，自动消除抖动，其中有 8 只可以作为功能键使用； （3）段电流可达 20mA，位电流可达 100mA以上； （4） 利用功率电路可以方便地驱动 1 英寸以上的大型数码管；（5） 具有闪烁、段点亮、段熄灭、功能键、连击键计数等强大功能；  （6） 提供有10种数字和21种字母的译码显示功能， 或者直接向显示缓存写入显示数据；不接数码管而仅使用键盘管理功能时，工作电流可降至 1mA；  （7）与微控制器之间采用I2C串行总线接口，只需两根信号线，节省 I/O资源；工作电压范围：＋3.3～5.5V； 工作温度范围：－40～＋85℃；   本系统中先把十进制显示数据转换为BCD码，然后直接向ZLG7290显示缓冲区的八个寄存器写入显示数据，ZLG7290再按照下载数据并译码命令的数据表进行译码并最终显示。数码管是共阴式的。DPY1和DPY2是四位连体式共阴数码管，共同组成完整的八位。数码管在工作时需要消耗较大的电流，需加限流电阻，要增加数码管的亮度，可适当减小电阻值。键盘扫描电路中，我们对键盘进行裁剪，只使用了16个功能键， 这样ZLG7290消耗的电流会降低。数码管扫描和键盘扫描是共用的，所以为了防止按键干扰数码管显示，所以在按键上并联了二极管。系统硬件连接图如下所示： I2C总线介绍： I2C（Inter－Integrated Circuit）总线是由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备 。它是同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简单，通信速率较高的特点。只需要一条串行数据线SDA，一条串行时钟线