最新单片机输出方波及显示宽度Word文档下载推荐.docx

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学生：

冯焕焕

学号：

1000150301

前言

近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断地走向深入,同时带动传统控制检测日新月益更新.在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往是作为一个核心部件来使用,仅单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构,以及针对具体应用对象特点的软件结合,加以完善. 

单片机是指在一个芯片上集成了中央处理器、存储器和各种I/O接口的微型计算机，它主要面向控制性应用领域，因此又称为嵌入式微控制器。

单片机诞生30多年以来，其品种、功能和应用技术都得到飞速的发展，单片机的应用已深入国民经济和日常生活的各个领域。

本次课程设计目的主要是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异，单片机已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域， 

在生活中可以说得是无处不在。

因此作为二十一世纪的大学来说掌握单片机的开发技术是十分重要的。

本课程设计实在学完单片机原理及课程之后综合利用所学单片机只是完成一个单片机应用系统设计并在实验室实现。

该课程设计的主要任务是通过解决一、两个实际问题，巩固和加深“单片机原理和应用”课程中所学的理论知识和实验能力，基本掌握单片机应用电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力，加深对单片机软硬知识的理解，获的初步的应用经验，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。

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。

单片机是20世纪中期发展起来的一种面向控制的大规模集成电路模块，具有功能强、体积小、可靠性高、价格低廉等特点，在工业控制、数据采集、智能仪表、机电一体化、家用电器等领域得到了广泛的应用，极大的提高了这些领域的技术水平和自动化程度。

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。

本文是设计频率/脉冲宽度的测量与显示的硬件电路与程序的编制。

它可以测量脉冲信号的脉冲宽度，频率等参数。

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。

利用定时器T0定时T1计数来测量由P3.5口输入的脉冲信号的频率。

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。

显示时采用动态扫描的方式将将各位数的BCD码依序输入到LED中，并连续扫描2秒钟。

通过采用STC89C52RC单片机为中心器件来设计脉冲宽度测量器，并运用MCS—51/52单片机计数功能，选择好工作模式，对脉宽进行计数。

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，并在计算机上编写汇编程序调试运行。

关键词:

门控信号GATE；

脉冲宽度；

扩展测量范围；

脉冲频率

ABSTRACT

Alongwiththelargescaleintegratedcircuittechnologyandthecomputertechnologyrapiddevelopment,thecomputerlogicunitandthecontroller（namelyCPU）,thememoryandthemanykindsofinterfacesintegrationthechipwhichbecomestogetheronthechipisamonolithicintegratedcircuit.Themonolithicintegratedcircuitispublishedfor20years,developmentspeedswiftandviolent,theapplicationscopewasbroadisformerlyanytechnologyallisunabletocompare.Themonolithicintegratedcircuitachievementinsertsdeclinescontrolleritsapplicationtobeverypopular.Thisticleintroducedthemonolithicintegratedcircuitconcept,theclassification,thedevelopingprocess,andusetheMCS-51monolithicintegratedcircuitandtheCD4094monolithicintegratedcircuitdesignmultipurposesquarewave-formoscillatorhardwareelectriccircuitandthecontrolcircuit,andhascarriedonthesoftwareprogrammingtothemonolithicintegratedcircuit,causesmanufactureandproductionmultipurposesquare-wavesignalgeneratingdevicewhichtheusermayfacilitate.Thethisarticlefirstchaptersimplyintroducedthemonolithicintegratedcircuitdevelopingprocessandtheapplicationdomain;

SecondchaptertaketheMCS-51monolithicintegratedcircuitastheexample,specificallyintroducesthemonolithicintegratedcircuitthestructureaswellastheprincipleofwork;

ThirdchapterusestheMCS-51monolithicintegratedcircuitandtheCD4094monolithicintegratedcircuitdesignmultipurposesquarewave-formoscillatorhardwareelectriccircuitandthecontrolcircuit,andcarriesonthesoftwareprogramming.Keyword:

Microprocessor,monolithicintegratedcircuit,MCS-51monolithicintegratedcircuit,multipurposesignalgeneratingdeviceelectriccircuit,multipurposesignalgeneratingdeviceprogram,

Keywords:

Microprocessor，

ABSTRACT4

一、设计原理6

二、实验课题内容及要求8

三、实验目的及意义9

四、系统硬件电路9

4.1硬件电路说明10

4.2系统调试及结果分析13

4.3最小系统控制部分14

4.3.1单片机最小系统14

小键盘接口电路15

4.3.2晶振电路16

五、软件设计24

5.1程序流程图24

5.2程序源代码25

5.3系统实现功能28

六、注意事项与解决问题的方案29

七、设计总结29

八、心得体会30

九、参考文献31

一、设计原理

（1）T0工作方式

通过设置TMOD，使其为定时器模式。

在做定时器使用时，将T0定时为0.001S。

当GATE=1时，为门控方式。

只有TR0设置为1，且同时外部中断引脚也为高电平时，才能启动T0开始计数工作。

把脉冲信号从P3.2脚引入，T0设为定时器方式工作，并工作在门控方式（GATE=1）。

在待测信号高电平期间，T0对内部周期脉冲进行计数。

在待测脉冲高电平结束时，其下降沿向P3.2发中断，在外部中断0的中断服务程序中，读取TH0、TL0的计数值，该值就是待测脉冲的脉宽。

随后，清零TH0和TL0，以便下一个脉宽的测量。

计算方法：

脉冲宽度=计数值*0.01s,将脉冲宽度的数值转换为压缩BCD码，再将压缩BCD码转换为非压缩BCD码用于显示，最后调用显示程序，读取脉冲宽度。

（2）T2捕捉工作方式

使用T2的捕捉方式，TH2、TL2的初值设为0，待测信号从T2EX（P1.1）引入，采用定时器T0定时0.001s,刚开始待测信号为高电平或低电平时等待，再次检测为高电平时T2开始计数，定时器T0每定时0.001s,通过串口P1.0的开关状态使T2的计数值增一并将计数值存入RCAP2H和RCAP2L两个寄存器中。

脉冲宽度=计数值*0.001s，再将得到的表示脉冲宽度的十六进制转换为压缩BCD码，再将压缩BCD码转换为非压缩BCD码用来显示，读取LED上显示的数据即为要测量的脉冲宽度。

1.1脉冲宽度测量

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

图2系统原理图

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。

二、实验课题内容及要求

2.1要求

用8031单片机控制可测方波100~1000Hz，并测量方波宽度

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