基于单片机的脉冲宽度 实验报告.docx

1、基于单片机的脉冲宽度 实验报告前言 3一 设计内容与技术指标 41.1设计内容 41.2技术指标 4二脉宽测量工作原理及实现方案 42.1工作原理 42.2系统设计方案 42.2.1硬件电路的设计 42.2.2软件设计流程及描述 6三系统调试及结果分 133.1硬件调试 133.2软件调试 133.3结果分析 13四. 注意事项与解决问题的方案 13五.心得体会 14六参考文献： 14七：附录： 15 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

2、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

3、机的开发技术是十分重要的。一设计内容与技术指标1.1设计内容利用单片机及4位LED数码管做成四位脉宽显示 ，在一个脉宽期间对内部周期进行计数，得到的一个高电平脉冲内的计数值显示在四位数码管上，并达到相应的技术指标要求。 1.2技术指标（1）输入脉冲幅度：0-5V（2）脉宽测量范围：0.1-50ms （3）测量精度：1%（4）显示方式：四位数字显示二脉宽测量工作原理及实现方案2.1工作原理 从P3.2脚引入脉冲信号，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，读取TH0、TL0的计数值，该值就是待测脉冲的脉宽（单位us）。随后清零TH0和T

4、L0，以便下一个脉宽的测量。系统框图如图2.1所示 图2.1 系统框图2.2系统设计方案1硬件电路的设计，硬件电路图如图2.2所示图2.2硬件电路图该电路采用AT89C51单片机最小化应用，采用共阴7段LED数码管显示器，P3.2口引入脉冲信号，P2.0至p2.3口作为列扫描输出，P0口输出段码数据，采用12Mhz晶振，可提高计数的精确度。采用动态扫描法实现LED数码管显示。共阴7段LED显示器显示原理：引脚数字显示.P0.7gP0.6fP0.5aP0.4bP0.3eP0.2dP0.1cP0.0h数码显示0011111107EH10001001012H2101111000BCH31011011

5、00B6H4110100100D2H5111001100E6H6111011100EEH70011001032H8111111100FEH9111101100F6H10f电容作用：上电复位；7407作用：同相缓冲器，驱动数码管；12M晶振和两个电容组成晶体振荡器。2 . 软件设计流程及描述 （一）流程图。主程序流程图如图2.3所示，外部中断0服务程序流程图如2.4所示。 图2.3 主程序流图 图2.4 外中断0服务程序流程图（二）程序功能描述 s1 EQU 30H ;第一个数码管显示的数值 s2 EQU 31H ;第二个数码管显示的数值 s3 EQU 32H ;第三个数码管显示的数值 s4 E

6、QU 33H ;第四个数码管显示的数值 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H AJMP CHULI ;外部中断低电平触发处理 ORG 0033HMAIN: MOV SP,#60H MOV TMOD,#09H ;计数器T0工作在方式1 门控信号为1 MOV TH0,#00H MOV TL0,#00H ;计数器TO清零 MOV IE,#81H ;开放定时器中断 开总中断 外部中断0 MOV TCON,#11H ;T0允许计数且当外部中断输入为高时计数 外部中断0为边沿触发方式 下降沿有效LOOP: ACALL BCD ;十六位二进制转十进制 ACALL UBCD ;压缩BCD

7、码，转非压缩BCD码 ACALL DISP ;显示程序 ACALL DELAY ACALL DISP ;显示程序 ACALL DELAY ACALL DISP ;显示程序 ACALL DELAY ACALL DISP ;显示程序 ACALL DELAY ACALL DISP ;显示程序 ACALL DELAY ACALL DISP ;显示程序 ACALL DELAY ACALL DISP ;显示程序 ACALL DELAY ACALL DISP ;显示程序 ACALL DELAY ACALL DISP ;显示程序 ACALL DELAY ACALL DISP ;显示程序 AJMP LOOP ;

8、循环处理显示计数器T0采集得数CHULI: MOV 41H,TH0 MOV 40H,TL0 ;将计数器T0中的数转移到40H，41H中 MOV TH0,#00H MOV TL0,#00H ;重新将定时器T0清零 TT: RETI BCD: CLR A ;将41H 42H中的数值转换成BCD码 分别按高低存储在34H 35H 36H中 MOV 38H,41H MOV 37H,40H MOV 34H,A MOV 35H,A MOV 36H,A MOV R7,#16 LOOP1: CLR C MOV A,37H RLC A MOV 37H,A MOV A,38H RLC A MOV 38H,A MO

9、V A,36H ADDC A,36H DA A MOV 36H,A MOV A,35H ADDC A,35H DA A MOV 35H,A MOV A,34H ADDC A,34H DA A MOV 34H,A DJNZ R7,LOOP1 RET UBCD: MOV A,34H CJNE A,#00H,QUSHU ;判断第五位数值是否为0 为零则按四位有效值处理 不为零按5位有效值处理 MOV R1,#35H ;当有4位有效效值时 取后四位显示 小数点加在第一位 MOV R0,#36H MOV A,#00H XCHD A,R0 MOV 30H,A MOV A,R0 SWAP A MOV 31H

10、,A MOV A,#00H XCHD A,R1 MOV 32H,A MOV A,R1 SWAP A ADD A,#10 ;加小数点显示 MOV 33H,A RET QUSHU: MOV R1,#34H ;当有5位有效值时取前四位显示 小数点加在第二位 MOV R0,#35H MOV A,#00H XCHD A,R0 MOV 31H,A MOV A,R0 SWAP A ADD A,#10 ;加小数点显示 MOV 32H,A MOV A,#00H XCHD A,R1 MOV 33H,A MOV A,R1 SWAP A ANL 36H,#0F0H MOV A,36H SWAP A MOV 30H,A

11、 RET DISP: MOV DPTR,#TAB ;显示千位 MOV A,s4 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A MOV A,#7FH ;位选信号 第一个数码管 MOV P2,A ACALL DELAY MOV DPTR,#TAB ;显示百位 MOV A,s3 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A MOV A,#0BFH ;位选信号 第二个数码管 MOV P2,A ACALL DELAY MOV DPTR,#TAB ;显示十位 MOV A,s2 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A MOV A,#0DFH ;位选信号 第三个数码管 MOV P2,A ACALL DE

12、LAY MOV DPTR,#TAB ;显示个位 MOV A,s1 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A MOV A,#0EFH ;位选信号 第四个数码管 MOV P2,A ACALL DELAY RET DELAY: MOV R7,#08H ;延时程序DELAY1:MOV R6,#80H DJNZ R6,$ DJNZ R7,DELAY1 RET TAB: DB 3fh, 06h, 5bh ,4fh , 66h ,6dh ,7dh, 07h, 07fh ,6fh DB 0Bfh,86h,0DBh ,0Cfh, 0E6h,0Edh ,0Fdh ,87h ,0FFh ,0Efh NOP EN

13、D 三.系统调试及结果分析31 硬件调试硬件电路板中器件连接好后，先用万用表测试电路中有无虚焊短接之处，测试无误后，将板子通电，进行静态调试。取好两跟短的导线，一根导线的其中一端接地，另一端接P2.3P2.0口中的一个口，若数码管亮，再用另一根导线，其中异端接地，另一端与P0.0P0.7依次接触，看数码管各段的亮灭情况，从而判断每个数码管各段的好坏及电路的是否正确。3.2 软件调试在LCA51编译器下进行汇编程序的编写，以子程序为单位调试，一段一段的编译与访真，最后结合电路板，进行整机联调。3.3结果分析因为从设计程序分析，LED显示器动态到秒的频率约为167HZ，实际使用观察时完全没有闪烁，

14、由于计时中断程序中加了中断延时误差处理，所以，实际设计时精度非常的高。 四. 注意事项与解决问题的方案 1.焊接之前，应事先画好硬件原理图，细化到每一根接线，以及芯片内部的各个引脚，合理布局好元器件。这样才能使硬件电路板布线美观。焊接时要注意防止虚焊的产生，在两个较近的焊点之间要注意不要短接。 2.焊接时要注意焊接工艺，由于是通用板，质量不是太高，如果不注意，上面的小铜片很容易损坏，容易导致虚焊。焊完后，要用万用表检测，以免出现虚焊漏焊，短接等现象。检查无误后再通电检测。焊接完一部分后，最好先观察一下该部分的波形是否正确，若有错误，可以方便修改。 3.板子及仿真机接电源时，要注意正负极，以免损

15、坏板子或仿真机。 4.仿真机一旦与计算机进行连接之后，就不要经常再拔下，以确保正常通信。 5.编写程序时，要注意各指令的合理应用。若程序过长，可以先编写子程序，再将其进行组合。以免出现不必要的错误和困扰。 6.在插拔器件以及接线过程中，为避免仪器损坏应该在断电的前提下操作。五.心得体会这次课程设计中，我们用层次化的设计方法来实现了这个电路。在程序编写结束后，我们还对该程序进行了调试,能按预期的效果进行脉宽测试功能，并设计了动态显示被测信号脉宽的硬件电路。在这次课程设计中，使我学到很多的东西，不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实

16、际相结合的重要性，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正掌握专业知识，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，遇到了很多的问题，最主要的是对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。总之，这次实验不仅仅加强了我的动手编程能力，也大大加强了团队合作以及设计能力，使我在理论学习和编程练习方面都获得了较大的收获。虽然验收时老师比较“苛刻”，但是我能体会到老师的良苦用心，今后在剩余一年的大学生活里，我会尽力充实自己，为日后走上工作岗位打下坚实的基础。六参考文献：1.单片微型计算机原理接口与应用 第1版徐惠民、安德宁 北京邮电大学出版社，1996 2.MCS-51单片机原理及应用 赵晓安 天津大学出版社，2001.3 3.单片机实验与实践教程 夏继强 北京航空航天大学出版社, 2001