《用单片机测量脉冲宽度和频率课设.docVIP

摘要 单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。摘要 3 目录 4 第1章 设计原理 5 1.1脉冲宽度测量原理 5 1.2信号频率测量原理 5 1.3扩展测量范围原理 5 第2章 测量系统的硬件设计 6 第3章 测量系统的软件设计 7 3.1 脉冲宽度测量的序设计 7 3.2脉冲频率测量的程序设计 8 第4章 总结 9 参考文献 11 附录 12 第1章 设计原理 1.1 脉冲宽度测量 利用定时器的门控信号GATE进行控制可以实现脉冲宽度的测量。对定时器T1来讲，如果GATE=0，必须使软件控制位TR1=1，且INT1为高电平方可启动定时器T1，即定时器T1的启动要受外部中断请求信号INT1的影响。利用此特点，被测脉冲信号从INT1端引入，其上升沿启动T1计数，下降沿停止T1计数。定时器的计数值乘以机器周期即为脉冲宽度。下图中给出了脉冲宽度测量的原理图。 为低时启动T1 下降沿停止计数 被检测脉冲信号 INT1 为高则等待 上升沿开始计数 图1 脉冲宽度测量过程 1.2 脉冲频率测量 频率测量实际上就是在1s内对脉冲个数进行计数，计数值就是信号频率。令定时器T0工作在方式1，得到100ms的定时间隔，再进行软件计数10次，形成一个1s的测量闸门信号。在测量闸门信号期间令计数器T1工作在计数方式1，对脉冲信号的频率计数，计数值存入COUNT、COUNT+1和COUNT+2单元，计数值通过6位动态数码管显示出来。 1.3 扩展测量范围原理 上述系统被测脉冲宽度范围最大为65535us，扩展计数器的位数可提高脉冲宽度的测量范围。令定时器T1工作在方式1定时，GATE=1，用COUNT单元，COUNT+1单元即定时器T1的计数单元TH1和TL1组成一个32位的计数器对脉冲宽度进行测量。并且在定时器T1溢出时，给COUNT+2赋值#01H,并将THI和TH0置零，重新开始计数。以扩展系统测量范围使可以达到130ms的任务要求。同时在进行频率测量时，当计数器T1溢出时，给COUNT+2赋值#01H,并将THI和TH0置零，重新开始计数。以扩展系统测量范围使可以达到100KHZ的任务要求。 测量系统的硬件设计 由于是在实验箱测试本系统，且实验箱上的芯片已经连接固定好了，不能调整，所以以LAP 2000模拟系统的逻辑波形作为输入信号。因此硬件只需选用8051芯片以及六位LED数码管。在单片机应用系统中，为了便于对LED显示器进行管理，需要建立一个显示缓冲区。显示缓冲区DISBUF是片内RAM的一个区域，占用片内RAM的70H至75H单元，它的作用是存放要显示的字符，其长度与LED的位数相同。显示程序的任务是把显示缓冲区中待显示的字符送往LED显示器显示。 地址 70H 06H 最低位 71H 05H 72H 04H 73H 03H 74H 02H 最高位 75H 01H 图2 显示程序缓冲区 在进行动态扫描显示时，从DISBUF中依次取出待显示的字符，采用查表的方法得到其对应的字形代码，逐个点亮各位数码管，每位显示2ms左右，即可使各位数码管显示要显示的字符。其中位码地址为8002H，段码地址为8004H。在多位LED显示时，为了简化硬件电路，通常将所有位的段选线相应地并联在一起，由一个8位I/O口控制，形成段