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1、 北 华 航 天 工 业 学 院课程设计报告（论文）设计课题： 外部输入正脉宽度测量 专业班级： 通信工程 学生姓名： 指导教师： 设计时间： 2011年4月25日 北华航天工业学院电子工程系单片机技术与应用 课程设计任务书姓 名：专 业：通信工程班 级：指导教师：职 称：课程设计题目：外部输入正脉宽度测量已知技术参数和设计要求：技术指标：1、测量范围：4Ms512Ms2、测量信号：方波3、测量信号电压：35V4、显示位数：6位基本要求：1、完成单片机外部输入正脉宽度测量的综合设计2、编程实现题目要求的基本功能，程序运行通过3、撰写课程实践报告（设计思路、实现方法、硬件资源分配、程序流程图、运
2、行结果分析等）所需仪器设备：伟福LAb6000综合实验仿真系统一台套、计算机一台成果验收形式：程序上机运行，观察实验箱上的显示结果参考文献：1、单片机原理与应用 胡辉、李叶紫 编著 中国水利水电出版社2、LAb6000综合实验仿真系统说明书时间安排（第十七周）（1）周一下午2:305:30上机 （2）周三上午8:0011:30上机（3）周五上午8:0011:30上机，课设验收 指导教师： 教研室主任： 2011 年 6 月 17 日内 容 摘 要 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。 通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、
3、存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。由于单片机稳定可靠、物美价廉、功耗低，所以单片机的应用日益广泛深入，涉及到各行各业，如工业自动化、智能仪表与集成智能传感器、家用电器等领域。单片机应用的意义绝不仅限于它的广阔范围以及带来的经济效益，更重要的意义在于，单片机的应用正从根本上改变着传统的控制系统的设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分控制功能，现在使用单片机通过软件就能实现了。随着单片机应用的推广普及，单片机控制技术将不断发展，日益完善。 在单片机应用系统中，我们可以利用定时器的门控信号GATE进行控制从而可
4、以实现脉冲宽度。为了便于对LED显示器进行管理，需要建立一个显示缓冲区，将测量脉冲宽度值存入缓冲单元，并送到显示器进行显示，进而达到测量脉冲宽度的目的。 关键词： 脉冲宽度测量 单片机 定时/计数器T1 中断响应目 录一 概 述4二 方案设计与论证4三 单元电路设计与参数计算53.1总程序框图53.2单元电路设计6 3.3单元程序模块83.4参数计算103.5程序清单10 四 总原理图及硬件资源分配 104.1总原理图144.2硬件资源分配表15五 安装与调试 15六 性能测试与分析 16七 结论 16八 心得体会 16九 参考文献 16 一、概述 通过学习有关单片机的理论知识和一些实践编程，
5、我们对单片机有了较为深入的了解。本课程设计旨在进一步巩固所学的关于单片机的软件及硬件方面的知识，激发广大学生对单片机的兴趣，提高学生的创造能力，动手能力和将所学知识运用于实践的能力。中断功能是一种应用比较广泛的功能，它指的是当CPU正在处理某件事情的时候，外部发生了某一件事（如一个电平的变化，一个脉冲沿的发生或定时器计数溢出等）请求CPU迅速去处理。这时，CPU暂时终止当前的工作，转去处理所发生的事件。中断服务处理完该事件以后，返回原地址继续原来的工作，这样的过程称为中断。该课设中用到了定时器T1溢出中断，以实现软件延时。工程上常需要对各种机构工作的时间特性进行分析测量，如图1给出的这种时间特
6、性示意图，其中t表示时间脉冲宽度，T表示一个工作循环周期。工程实际中，影响时间特性的因素很多，因而工程中常需测量这种脉冲序列正脉冲或负脉冲的宽度。 图1 脉冲波形本系统采用单片机AT89C51为中心器件来设计脉冲宽度测量器，系统实用性强、操作简单、扩展性强。在现有的单片机仿真机系统上掌握相关软硬件设计与调试知识，根据所选择题目，焊接好硬件电路，正确进行元器件的测试与调试，并在计算机上编写汇编程序调试运行，并实现参考选题中要求的设计。二、方案设计与论证1、设定一个开关控制测量开始。按动开关接外部中断0，响应1次外部中断。在中断程序中测量脉宽。2利用定时器T1门控定时方式，选择T1方式1，使定时器
7、的定时受外部脉宽控制，初值TH1、TL1设为零。当被测脉冲为高电平时，定时器T1开始计时，当被测脉冲由高电平转为低电平时，其下降沿向P3.2发中断，在外中断0的中断服务程序中，读取TH1、TL1的计数值，该值就是待测脉冲的脉宽。随后清零TH1和TL1，以便下一脉宽的测量。 3由于定时器T1方式1最大定时时间为131ms，因此当测脉冲宽度超过131ms时，需要进行进位处理。4为防止由外部输入正脉冲当中启动计数而产生错误测量，要在测到低电平之后的下一个高电平才开始启动定时器，再次测到低电平时停止计数，把计数结果处理后送数码管显示。三、单元电路设计与参数计算3.1总程序框图3.2单元电路设计 本设计
8、由单片机、测量控制电路、键盘及显示电路几个组成部分，各部分采用的电路形式及主要器件确定如下：（1）单片机部分选用89C51作为主机,同时要设计89C51单片机的晶振电路和复位电路。单片机部分框图单片机部分原理图（2） 测量电路部分直接利用单片机内部的定时/计数器实现频率的测量。测量电路框图（3）显示部分具体电路显示部分框图显示部分原理图3.3程序功能说明 （1）主程序及其功能分析MAIN: MOV SP,#50H MOV LEDBUF,#3FH MOV LEDBUF+1,#3FH MOV LEDBUF+2,#3FH MOV LEDBUF+3,#3FH MOV LEDBUF+4,#3FH MOV
9、 LEDBUF+5,#3FH MOV DMOD,#90H ; 设定时器1工作方式1，门控位置1 MOV TH1,#00H ;设定时器计数初值0 MOV TL1,#00H MOV 33H,#00H ; 计数进位置0 MOV IE,#81H ; 设外部中断0 LOOP1: LCAll DISPlAYLED ;调显示 JNB P1.4,MAIN LJMP LOOP1 END 功能：数据初始化，设定时器初值，设置外部中断。判断p1.4是否为低电平，是低电平响应中断测脉宽，调用显示子程序将其显示。在将p1.4设置为低平后，应该再将其置为高电平。显示完一遍后，再判断p1.4是否为低电平，不是则继续调显示。
10、是则从新置初值。P1.4的功能是控制再一次测新脉宽。（2）中断服务子程序 (启动定时功能）及其功能分析THD1: JB P3.2,$ setb TR1 ;启动定时器1，但不计数 JNB P3.2,$ ;正脉冲到，计数L1: JNB TF1,L0 ;是否溢出 ，无溢出，跳转 iNC 33H ;计数进位加1 CLR TF1 ;清溢出位 MOV TH1,#00H ;重新赋初值，启动定时器 MOV TL1,#00H Setb TR1 L0: JB P3.2,L1 ;负脉冲没到，跳转 CLR TR1 ;停止计数 MOV A,TL1 MOV 31H,A ;计数低位送31H MOV A,TH1 MOV 32
11、H,A ;计数高位送32H 功能：先判断脉冲此时是否为低电平，再判断是否为高电平，这样是为了避免开始时为高电平所带来的测量错误。等高电平到来时开始计数，当定时器有溢出而脉冲却没达到低电平则计数进位33H中的值加1，计数器重新启动，当低平到来时，停止计数。将得到的三个值入三个连续单元中，完成对脉宽的测量。（3）显示子程序DISPlAYLED: MOV R0, #LEDBUF MOV R1, #6 ; 共6个八段管 MOV R2, #00100000B ; 从左边开始显示 LOOP: MOV DPTR, #OUTBIT MOV A, #0 MOVX DPTR, A ; 关所有八段管 MOV A, R0 MOV DPTR, #OUTSEG MOVX DPTR,A MOV DPTR, #OUTBIT MOV A, R2 MOVX DPTR, A ; 显示一位八段管 MOV R6, #01 LCALL DELAY MOV A, R2 ; 显示下一位 RR A MOV R2, A INC R0 DJNZ R1, LOOP MOV D
