单片机课程设计脉冲宽度测量Word文档下载推荐.docx

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第一章 

引言……………………………………………4

第二章方案选择及总体设计…………………………4

2.1硬件技术指标

2.2方案选择及工作原理

2.3系统实现功能

第三章控制系统的硬件设计…………………………5

3.1系统模块构成

3.2系统工作原理图

3.3管脚说明

第四章软件设计及程序………………………………8

4.1软件设计流程

4.2各子程序功能描述

4.2.1定时器T0中断服务程序

4.2.2显示子程序

4.3系统总程序

第五章系统制作与调试…………………………………11

5.1硬件调试

5.1.1调试方法

5.2软件调试

5.3结果分析

第六章总结与体会………………………………………12

第七章教材及参考书………………………………………12

第一章引言

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。

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。

第二章方案选择及工作原理

脉宽测量范围：

0~9.999s

显示方式：

四位数字显示

将脉冲信号从P3.0脚引入。

将T0设为定时器方式工作。

并工作在门控方式。

初值TL0、TH0设为（65536-1000）MOD256（65536-1000）/256

在待测脉冲高电平期间，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P3.0发中断，在外中断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，以便下一脉宽的测量。

在电源正确接入的前提下，由手动给矩形按键按一下产生信号从P3.0口输入，从手动按下到手动停止之间进行计数。

通过数码管显示计数脉冲的个数，其个数即为脉冲宽度。

第三章控制系统的硬件设计

3.2显示方案

于系统要显示的内容较简单，显示量不多，所以选用数码管既方便又经济。

LED有共阴极和共阳极两种。

二极管的阴极连接在一起，通常此公共阴极接地，而共阳极则将发光二极管的阳极连接在一起，接入+5V的电压。

一位显示器由8个发光二极管组成，其中7个发光二极管构成字型“8”的各个笔划（段）a～g，另一个小数点为dp发光二极管。

当在某段发光二极管施加一定的正向电压时，该段笔划即亮；

不加电压则暗。

为了保护各段LED不被损坏，需外加限流电阻。

图1.1LED数码管结构原理图

众所周知，LED显示数码管通常由硬件7段译码集成电路，完成从数字到显示码的译码驱动。

本系统采用软件译码，以减小体积，降低成本和功耗，软件译码的另一优势还在于比硬件译码有更大的灵活性。

所谓软件译码，即由单片机软件完成从数字到显示码的转换。

从LED数码管结构原理可知，为了显示字符，要为LED显示数码管提供显示段码，组成一个“8”字形字符的7段，再加上1个小数点位，共计8段，因此提供给LED数码管的显

示段码为1个字节。

各段码位与显示段的对应关系如表表1.2

段码位

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

显示段

dp

g

f

e

d

c

b

a

表1.2各段码位的对应关系

需说明的是当用数据口连接LED数码管a～dp引脚时，不同的连接方法，各段码位与显示段有不同的对应关系。

通常数据口的D0位与a段连接，D1位与b段连接，……D7位与dp段连接,如表1所示，表2.3为用于LED数码管显示的十六进制数和空白字符与P的显示段码。

根据STC89C52RC单片机灌电流能力强，拉电流能力弱的特点，我们选用共阳数码管。

将AT89C2051的P1.0～P1.7分别与共阳数码管的a～g及dp相连，高电平的位对应的LED数码管的段暗，低电平的位对应的LED数码管的段亮，这样，当P0口输出不同的段码，就可以控制数码管显示不同的字符。

例如：

当P0口输出的段码为11000000，数码管显示的字符为0。

字型

共阳极段码

共阴极段码

C0H

3FH

9

90H

6FH

1

F9H

06H

A

88H

77H

2

A4H

5BH

B

83H

7CH

3

BOH

4FH

C

C6H

39H

4

99H

66H

D

A1H

5EH

5

92H

6DH

E

86H

79H

6

82H

7DH

F

84H

71H

7

F8H

07H

空白

FFH

00H

8

80H

7FH

P

8CH

73H

表1.3LED显示段码

注：

（1）本表所列各字符的显示段码均为小数点不亮的情况。

（2）“空白”字符即没有任何显示

数码管显示器有二种工作方式，即静态显示方式和动态扫描显示方式。

为节省端口及降低功耗，本系统采用动态扫描显示方式。

动态扫描显示方式需解决多位LED数码管的“段控”和“位控”问题，本电路的“段控”（即要显示的段码的控制）通过P0口实现；

而每一位的公共端，即LED数码管的“位控”，则由P1口控制。

这种连接方式由于多位字段线连在一起，因此，要想显示不同的内容，必然要采取轮流显示的方式，即在某一瞬间，只让其中的某一位的字位线处于选通状态，其它各位的字位线处于断开状态，同时字段线上输出这一位相应要显示字符的字段码。

在这一瞬时，只有这一位在显示，其他几位则暗。

在本系统中,字位线的选通与否是通过74HC138来控制,这里74HC138的功能不再详述。

STC89C52RC单片机介绍

STC89C52RC单片机是由深圳宏晶公司代理销售的一款MCU，是由美国设计生产的一种低电压、高性能CMOS8位单片机，片内含8kbytes的可反复写的FlashROM和256bytes的RAM，2个16位定时计数器[5]。

STC89C52单片机内部主要包括累加器ACC（有时也简称为A）、程序状态字PSW、地址指示器DPTR、只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、寄存器、并行I/O接口P0~P3、定时器/计数器、串行I/O接口以及定时控制逻辑电路等。

这些部件通过内部总线联接起来，构成一个完整的微型计算机。

其管脚图如图所示。

STC89C52RC单片机管脚结构图

P0口：

P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。

当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。

P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。

在编程时，P0口作为原码输入口，当进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

P2口：

P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。

并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。

这是由于内部上拉的缘故。

P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。

在给出地

“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。

P2口在编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口也可作为89C51的一些特殊功能口，在本次课程设计中用到的P3口如下所示：

P3.2/INT0（外部中断0）

3.4仿真分析图：

第四章软件设计及程序

..

4.2各子程序功能描述：

4.2.1定时器T0中断服务程序:

通过对方式寄存器TMOD和控制寄存器TCON的编程来选择T0的工作方式。

TMOD设为09H，表示门控方式为1，16位定时器。

TCON的低四位为外部中断的触发方式控制位和外部中断请求标志，设为13H，门控位为1时，仅当TR0等于1且P3.0输入为高电平时T0才计数，TR0为0或P3.0输入低电平时都禁止计数，以此来判断输入脉冲高电平的开始和结束。

4.2.2显示子程序：

时间显示子程序每次显示4个连续单