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1、单片机课程设计测脉宽实验报告1 目录 序言 (2) 一设计内容与技术指标 1.1设计内容 1.2技术指标二工作原理及设计方案 2.1工作原理 2.1.1信号源的产生 21.2晶振电路 2.1.3数码管显示电路 2.2系统设计方案 2.2.1电路原理图 2.2.2硬件焊接图 2.2.3软件设计流程图 2.2.4程序清单三系统调试及结果分析 3.1硬件调试 3.2软件调试 3.3结果分析 四、误差分析 五. 注意事项 六. 心得体会七参考文献 基于89C51单片机脉冲宽度的测量设计 序言： 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。单片机诞生30多年
2、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，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理等。 本次课程设计目的主要是培养学生综合运用所学的知识，完成一个单片机应用系统设计。主要任务是通过解决一些实际问题，巩固和加深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。加深对单片机软件硬件知识的理解，获得初步的应用经验，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。 本系统采用单片机AT89C51为中心器件来设计脉
3、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。 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 二工作原理及设计方案 2.1工作原理 把
4、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（周期为1us）。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（单位us）。随后，清零TH0和TL0，以便下一个脉宽的测量。 图1 系统原理框图 2.1.1信号源的产生 被测信号源用的是带RC电路的环形振荡器电路图 P38页 图2信号源产生电路 信号源电路由RC振荡器构成，电阻选510欧姆，电容选择4.7uF，产生矩形波后通过非门整形，非门由与非门74LS00构成，实际电路 中用
5、到四个与非门，使得整形更好，波形更稳定。根据公式T=2.2*RC,计算可得周期为5.27ms。脉冲宽度（高电平时间）T1=1.26*RC,计算的脉宽为3.02ms。 2.1.2晶振电路 晶振和C1、C2组成振荡器，使单片机内部产生周期为1us的脉冲信号。 P38页 图3 2.1.3数码管显示电路 采用的是共阴极，P0口用来送段选信号，P0口内部没有带上拉电阻，在接收数码管时需要在两者之间加一排阻，降低电流来保护P0口。利用了P2.0P2.3来送位选信号即哪一个数码管来亮，且送低电平时有效，数码管用动态显示的方式来显示测量的脉冲值。 手机截图 图4 手机截图 图5 在单片机与数码管之间采用了74
6、LS07来驱动，74LS07为6输入高压缓冲器。 2.2系统设计方案 2.2.1电路原理图 图6电路原理图2.2.2硬件焊接图 图7 硬件焊接图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： 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。 10f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。 2.2.3软件设计流程图 1.主程序流程图 图8主程序流程图2.外部中断0服务程序
7、流程图 图9 外中断0服务程序流程图3.二进制转化为十进制流程图 手机截图 图10 4.压缩BCD码转化为非压缩BCD码流程图 手机截图 图11 5.数码管显示流程图 2.2.4程序清单 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H AJMP SOLVE ;外部中断低电平触发处理 ORG 0033H MAIN: MOV SP,#60H MOV TMOD,#09H ;计数器T0工作在方式1，门控信号为 1 MOV TL0,#00H ;计数器TO清零 MOV IE,#81H ;开放定时器中断和总中断和外部中断0 MOV TCON,#11H MOV R5,#05H ;T0当外部中断输入
8、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码，转非压缩BCD码 LOOP1: ACALL DISP ;显示程序 ACALL POST DJNZ R5,LOOP1 MOV R5,08H AJMP LOOP ;循环处理显示计数器T0采集得数 SOLVE: 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 RETI BCD: CLR A; 将41H，42H中的数值转换成BCD码分别按高低存储在34H35H36H中 MOV 38H,41H MOV 37H,40H MOV 34H,A MOV 35H,A MOV 36H,A MOV R7,#10H LOOP2: CLR C MOV A,37H RLC A MOV 37H,A MOV A,38H RLC A MOV 38H,A MOV A,36H ADDC A,36H DA A MOV 36H,A