1、摘要單片機微型計算機是微型計算機的一個重要分支，也是頗具生命力的機種。單片機 微型計算機簡稱單片機， 特別適用于控制領域， 故又稱為微控制器。 單片機是 20 世紀中 期發展起來的一種面向控制的大規模集成電路模塊，具有功能強、體積小、可靠性高、 價格低廉等特點，在工業控制、數據采集、智能儀表、機電一體化、家用電器等領域得 到了廣泛的應用，極大的提高了這些領域的技術水平和自動化程度。單片機應用的意義 絕不僅限于它的廣闊范圍以及帶來的經濟效益，更重要的意義在于，單片機的應用正從 根本上改變著傳統的控制系統的設計思想和設計方法。從前必須由模擬電路或數字電路 實現的大部分控制功能，現在使用單片機通過軟

2、件就能實現了。隨著單片機應用的推廣 普及，單片機控制技術將不斷發展， 日益完善。 本文是設計頻率 / 脈沖寬度的測量與顯示 的硬件電路與程序的編制。它可以測量脈沖信號的脈沖寬度，頻率等參數。利用定時器 的門控信號GATE進行控制可以實現脈沖寬度的測量。利用定時器TO定時T1計數來測量由P3.5 口輸入的脈沖信號的頻率。在單片機應用系統中， 為了便于對LED顯示器進行管理，需要建立一個顯示緩沖區。顯示時采用動態掃描的方式將將各位數的BCD碼依序輸入到LED中，并連續掃描2秒鐘。關鍵詞：門控信號GATE脈沖寬度；擴展測量范圍；脈沖頻率目錄摘要3目錄4第1章設計原理51.1脈沖寬度測量原理 51.2

3、信號頻率測量原理 51.3擴展測量范圍原理 5第2章測量系統的硬件設計6第3章測量系統的軟件設計73.1脈沖寬度測量的序設計 73.2脈沖頻率測量的程序設計 8第4章總結9參考文獻11附錄12第1章 設計原理1.1 脈沖寬度測量利用定時器的門控信號GATE進行控制可以實現脈沖寬度的測量。對定時器T1來講，如果GATE=0必須使軟件控制位 TR1=1,且INT1為高電平方可啟動定時器 T1,即定時 器T1的啟動要受外部中斷請求信號INT1的影響。利用此特點，被測脈沖信號從INT1端引入，其上升沿啟動 T1計數，下降沿停止 T1計數。定時器的計數值乘以機器周期即 為脈沖寬度。下圖中給出了脈沖寬度測

4、量的原理圖。為低時啟動T1下降沿停止計數被檢測脈沖信號廠INT1為高則等待上升沿開始計數圖1脈沖寬度測量過程1.2 脈沖頻率測量頻率測量實際上就是在1s內對脈沖個數進行計數，計數值就是信號頻率。令定時器T0工作在方式1，得到100ms的定時間隔，再進行軟件計數10次，形成一個1s的測量閘門信號。在測量閘門信號期間令計數器T1工作在計數方式1,對脈沖信號的頻率計數，計數值存入 COUNTCOUNT+和COUNT+單元，計數值通過 6位動態數碼管顯示出來。1.3 擴展測量范圍原理上述系統被測脈沖寬度范圍最大為65535US，擴展計數器的位數可提高脈沖寬度的測量范圍。令定時器 T1工作在方式1定時，

5、GATE=1用COUN單元，COUNT+單元即定 時器T1的計數單元TH1和TL1組成一個32位的計數器對脈沖寬度進行測量。并且在定 時器T1溢出時，給COUNT+賦值#01H,并將THI和TH0置零，重新開始計數。以擴展系統測量范圍使可以達到130ms的任務要求。同時在進行頻率測量時，當計數器T1溢出時，給COUNT+賦值#01H,并將THI和TH0置零，重新開始計數。以擴展系統測量范圍使 可以達到100KHZ的任務要求。第2章測量系統的硬件設計由于是在實驗箱測試本系統，且實驗箱上的芯片已經連接固定好了，不能調整，所以以LAP 2000模擬系統的邏輯波形作為輸入信號。因此硬件只需選用8051

6、芯片以及六位LED數碼管。在單片機應用系統中，為了便于對LED顯示器進行管理，需要建立一個顯示緩沖區。顯示緩沖區DISBUF是片內 RAM的一個區域，占用片內RAM的 70H至75H單元，它的作用是存放要顯示的字符，其長度與LED的位數相同。顯示程序的任務是把顯示緩沖區中待顯示的字符送往LED顯示器顯示。地址70H71H0572H0473H0374H75H最低位最高位圖2顯示程序緩沖區在進行動態掃描顯示時，從DISBUF中依次取出待顯示的字符，采用查表的方法得到其對應的字形代碼，逐個點亮各位數碼管，每位顯示2ms左右，即可使各位數碼管顯示要顯示的字符。 其中位碼地址為 8002H,段碼地址為8

7、004H。在多位LED顯示時，為了簡 化硬件電路，通常將所有位的段選線相應地并聯在一起，由一個8位I/O 口控制，形成段選線的多路復用。而各位的共陽極或共陰極分別由相應的I/O線控制，實現各位的分時選通。圖3硬件電路實際連線圖第3章測量系統的軟件設計3.1 脈沖寬度測量的程序設計利用定時器的門控信號GATE進行控制可以實現脈沖寬度的測量。將控制字#90H輸入到TMOD中, GATE位置 1，采用T1工作在方式定時1。當輸入為高時先等待，在變為 低電平時置位 TR0,則輸入信號再變為高時開始計數。以此實現T1對INT1引腳即P3.5口輸入的信號進行脈沖寬度測量。顯示測量值圖4測量脈沖寬度的程序設

8、計3.2 脈沖頻率測量的程序設計采用定時器TO定時，T1計數對輸入信號的頻率進行測量。TO工作在定時方式1,定時100ms,定時10次，達到定時1s的目的。T1工作在計數方式1對P3.5 口輸入信號的 頻率計數。并且開放 T1的中斷，TI溢出時，在COUNT+2位賦值1,實現測量范圍的擴 展，以達到設計任務的要求。圖5測量脈沖頻率的程序設計第4章 總結本文介紹了單片機測量脈沖頻率和脈沖寬度系統的設計，包括原理的闡述、硬件及 軟件的構成。通過這次單片機課程設計，使我將課堂上弄不懂的抽象的程序有了感性的 認識，也使我加深了對單片機程序的理解，更重要的所講的知識與具體的實際中應用的 程序連接起來提高

9、了我的動手與思考能力。單片機設計總的來講說對我們這些沒經歷過實踐檢驗的學生來說是很有挑戰的，因為他不同于課堂，在編程序的過程中遇到了很多 課堂上沒理解的知識，通過大量書籍的查閱以及老師同學們的幫助，這些問題都解決了。 單片機設計總的來講說對我們這些沒經歷過實踐檢驗的學生來說是很有挑戰的，因為他 不同于課堂，。 通過這次課程設計，使我得到了一次用專業知識、專業技能分析和解決 問題全面系統的鍛煉。使我在單片機的基本原理、單片機應用系統結合過程，以及在常 用編程設計思路技巧（特別是匯編語言C51語言）的掌握方面都能向前邁了一大步。參考文獻1 .單片微型計算機接口技術及應用張淑清 著，國防工業出版社2

10、 .單片機原理及應用技術張淑清著，國防工業出版社3 .單片機典型系統設計實例精講彭為.黃科中.雷道仲 著，電子工業出版社4 .MCS-51單片機應用開發實用子程序邊春遠王志強著，人民郵電出版社5 .單片機原理，應用與PROTEU仿真 張靖武.田靈彬著，電子工業出版社附錄ORG0000HLJMPSTARTORG000BHLJMPT0INTORG001BHLJMPT1INTORG0040HCOUNTEQU40HORG0070HDISBUFEQU70HSTART:MOVSP,#40HMOVTMOD,#90HAGAIN:MOVTH1,#00HMOVTL1,#00HWAIT0:JBP3.3,WAIT0S

11、ETBTR1WAIT1:JNBP3.3,WAIT1WAIT2:JBP3.3,WAIT2CLRTR1MOVA,TH1MOVCOUNT,AMOVA,TL1MOVCOUNT+1 ,AMOVR6,COUNTMOVR7,COUNT+1MOVA,R7RLCAMOVR7,AMOVA,R6RLCAMOVR6,ACLRAADDC A,#00HMOV COUNT+2, ALCALL WDISBUFLCALL DISPLAYLJMPAGAIN1T0INT:ATH0 , #3CHTL0 ,#0B0HCOUNT+3A , COUNT+3CA , #0AHEXIT2F0EAAPUSHMOVMOVINCMOVCLRSUBB

12、JCSETBCLRPOPEXIT2:RETIT1INT:CLR TF1MOV COUNT+2, #01HMOV TH1 ,#00HMOVTL1, #00HSETBTR1RETIWDISBUF:AR3 , AR4 , AR5 , AR2 ,#18HCLRMOVMOVMOVMOVHB1:HB2:MOVR6 ,COUNTMOVR7 ,COUNT+1MOVR1 ,COUNT+2CLRCMOVA ,R7RLCAMOVR7 ,AMOVA ,R6RLCAMOVR6 ,AMOVA ,R1RLCAMOVR1 ,AMOVA ,R5ADDCA ,R5DAAMOVR5 ,AMOVA ,R4ADDCA ,R4DAAMO

13、VR4 ,AMOVA ,R3ADDCA ,R3DAAMOVR3 ,ADJNZR2 ,HB2MOVRO ,#DISBUF+5MOVA ,R3SWAPAANLA ,#0FHMOVR0 ,ADECR0MOVA ,R3ANLA ,#0FHMOVR0 ,ADECR0MOVA ,R4SWAPAMOV DEC MOV ANL MOV DEC MOV SWAP ANL MOV DEC MOV ANL MOV RETANLA , #OFHR0 , AROA , R4A , #0FHR0 , AROA , R5AA , #OFHR0 , AROA , R5A , #OFHR0 , ADISPLAY:MOV R2

14、, #0FFHDISPLAY1:MOVMOVMOVNEXT:MOVMOVMOVXMOVMOVMOVCMOVMOVXR3 ,#06HR0 ,#70HR1 ,#00000001BA , R1DPTR, #8002H DPTR, ADPTR , #TABA ,R0A , A+DPTRDPTR ,#8004HDPTR, ALCALL DELAYDEC R3MOV A , R3JZ EXIT1INC R0MOVA, R1RL AMOVR1, ASJMP NEXTEXIT1:DEC R2MOV A , R2JNZ DISPLAY1RETTAB:DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH07H,7FH, 6FHDELAY:MOVR7,#02H;DEL1:MOVR6,#0FFHDEL2:DJNZR6 ,DEL2DJNZR7 ,DEL1RET7DHAGAIN1:MOVCOUNT,#00HMOVCO