山东科技大学创新性实验脉冲宽度测量.doc

山东科技大学电工电子实验教学中心 创新性实验研究报告 课程名称：单片机原理及应用设计 实验项目名称 脉冲宽度测量 ＿＿＿＿＿＿ 姓名 ＿＿＿＿学号 ＿ 手机 ＿ Email ＿ ＿ 专业 电气工程及其自动化 班级 ＿ ＿ 指导教师及职称 ＿＿＿ ＿ ＿ 开课学期 至 学年＿ ＿学期 提交时间 年 月 日 一、实验摘要 随着电子技术的应用越来越广泛，对各种系统工作时间特性的分析也越来越重要且精度要求越来越高，图1显示了这种时间特性，其中t表示脉冲宽度，即高电平维持的时间，T表示一个波形的周期，即一个波形完整经历一个高电平和一个低电平所需的时间。 图1 脉冲宽度与周期 在现代工业应用中，脉冲宽度测量在传感器以及PWM（脉宽调制器）的输入频率的测量都有重要作用，且脉宽和周期是脉冲的重要指标。不论在模拟电路还是在数字电路中测量脉宽都有必要性，因此精确测量脉宽至关重要。 二、实验目的 1、掌握定时器的使用方法。 2、了解显示器的显示原理及其使用方法。 3、掌握示波器与单片机的应用测量波形精确测量脉宽。 4、掌握51单片机汇编程序的设计及串行总线接口设计。 5、将课本知识与实际相结合，锻炼实践动手能力和解决实际问题的能力。 三、实验场地及仪器、设备和材料： 实验场地：单片机实验室 实验仪器设备：PC兼容机一台，单片机实验箱一个 四、实验内容 1、实验原理 对脉冲宽度的测量方法有用示波器直接测量脉冲宽度及周期基于定时/计数器测量脉冲宽度及周期的一般原理及采用的方法内插扩展法基于单片机的脉冲宽度与周期的测量基于定时/计数器测量脉冲宽度及周期的一般原理及采用的方法计数器法可能产生的最大误差绝对值不超过计数脉冲周期 图脉冲宽度及周期原理方框图 图3 试验箱CPU连接图 图4 数码管显示电路图 使用六位LED数码管显示，采用89C52单片机，使用振荡电路产生12MHZ的频率信号，复位电路确保单片机程序顺利执行。 采用动态扫描法实现LED数码管显示。共阳7段LED显示器显示原理如下： D7 h(dp) D6 g D5 f D4 e D3 d D2 c D1 b D0 a 共阳七段码 显示字符 0 0 1 1 1 1 1 1 C0H 0 0 0 0 0 0 1 1 0 F9H 1 0 1 0 1 1 0 1 1 A4H 2 0 1 0 0 1 1 1 1 B0H 3 0 1 1 0 0 1 1 0 99H 4 0 1 1 0 1 1 0 1 92H 5 0 1 1 1 1 1 0 1 82H 6 0 0 0 0 0 1 0 1 F8H 7 0 1 1 1 1 1 0 1 80H 8 0 1 1 1 1 1 1 1 90H 9 0 1 1 0 0 1 1 1 88H A 0 1 1 1 1 1 0 0 83H B 0 0 1 1 1 0 0 1 C6H C 0 1 0 0 0 1 1 1 A1H D 0 1 1 1 1 0 0 1 86H E 0 1 1 1 0 0 1 1 8EH F 1 0 0 0 0 0 0 0 89H H 图4共阴7段LED显示器显示码 3、实验步骤 T0门控方式的程序流程图以及T2捕捉方式程序流程图如下： 图5 T0门控方式的程序流程图 图6 T2捕捉方式程序流程图 五、实验结果与分析 1、实验现象、数据记录 采用T0门控方式得到的数据 T2捕捉方式得到的数据 2、对实验现象、数据及观察结果的分析与讨论： 实验在调试的过程中会出现一系列的问题，如果是脉冲宽度只显示一次，则是因为进入定时器的中断次数不对，这是需要改进在显示一次后如果再出现高电平需要再次进入中断服务程序；若显示的数值只闪一下最后只显示一位数则是因为显示程序调用出现问题，这是需要不停地调用显示程序来解决问题，若程序和中显示乱码或计数不对则可能是子程序中程序编写出现错误或是只是某一个小地方出现差错,应仔细检查。 3、关键点： 我认为本实验的关键点为定时器T0、T1以及定时器T2的编程及原理的使用，正确理解T2的捕捉下降沿方式测量脉冲宽度的使用方法，以及T0的门控