基于单片机的脉冲宽度测量.docx
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基于单片机的脉冲宽度测量
山东科技大学电工电子实验教学中心
创新性实验研究报告
课程名称:
单片机原理及应用
实验项目名称脉冲宽度测量
姓名学号
专业班级
指导教师及职称
开课学期2011至2012学年第一学期提交时间2012年1月3日
、实验摘要
MCS—51/52单片机计数
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
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。
二、实验目的
(1)基于STC89C52RC单片机测量脉冲宽度;
(2)研究分别使用定时计数器0,1的GATE模式和定时计数器2的捕捉功能完成外部
脉冲宽度测量;
(3)通过6位LED显示计数值,时间精确到0.1秒。
并熟悉了解试验箱的应用,提高动手能力。
三、实验场地及仪器、设备和材料:
实验场地:
J11#324
设备:
PC机一台STC89C52RC单片机试验箱一台
教材:
1.MCS51/52单片机原理与实践公茂法黄鹤松等编著北京航空航天大学出版
2.单片机原理及应用张毅刚主编高等教育出版社
3.其它相关的参考资料及实验教材
四、实验内容
1、实验原理
(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。
系统原理框图
(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。
计算方法:
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。
2、实验内容
计数
被检测脉冲信号
为高则开始计数为低时停止计数
T0:
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,计算出所测。
随后,清零TH0和TL0,
以便下一个脉宽的测量。
显示:
将数码管的段控信号与P口与六位LED数码管相连。
T2:
使用T2捕捉方式时将脉冲信号加到P1.1引脚,并且同时开通T0定时器,将数码管的段控信号与P0口与六位LED数码管相连,将位控信号P2与键盘相连。
六位数码管显示数码管接线图
共阳7段LED显示器显示原理:
引脚
数字显示
g
f
a
b
e
d
c
h
数码显示
0
0
1
1
1
1
1
1
0
C0H
1
0
0
0
1
0
0
1
0
F9H
2
1
0
1
1
1
1
0
0
A4H
3
1
0
1
1
0
1
1
0
B0H
4
1
1
0
1
0
0
1
0
99H
5
1
1
1
0
0
1
1
0
92H
6
1
1
1
0
1
1
1
0
82H
7
0
0
1
1
0
0
1
0
F8H
8
1
1
1
1
1
1
1
0
80H
9
1
1
1
1
0
1
1
0
90H
采用共阳7段LED数码管显示器,P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。
3、实验步骤
以流程图的方式表现实验步骤:
T0门控方式的程序流程图
五、实验结果与分析
1、实验现象、数据记录按照流程图所示,按动脉冲按钮,可以看到,显示屏显示出所测脉冲的宽度。
再次按动,可以清楚地观察到所示的示数变化。
每次显示的示数,都根据所按按钮的时间长短,即高电平的脉宽长度。
第一张图为T0工作方式,第二张图为T2捕捉方式。
2、对实验现象、数据及观察结果的分析与讨论:
通过对T0、T2不同方式的实验观察,两种实验方式都可以达到计数脉宽的长度的要求,两者各有自己的优势。
实验数据均可以达到所要求的:
6位LED显示计数值,时间精确到0.1秒做实验时遇到很多问题,比如数码管显示不出数值(P口位置插错),小数点显示错位(没有在程序中编对位置),显示只显示第一次多出数值(调用程序返回时出错)等问题。
3、关键点:
在试验箱硬件连接正确的情况下,程序一定要正确,因为所出的问题,大部分都来源于程序出了问题。
所以这次实验要求我们,要明白试验的原理是什么,如何构思。
了解T0、T2工作时的差别在哪,
这样可以方便的结合另一个改动程序。
六、实验结论
通过这次试验,让我明白了T0、T2两种工作方式下如何测量脉宽长度,通过什么原理方式计算出数值。
并提高了自己的动手能力,让自己对单片机的了解,有提升了一个档次。
七、指导老师评语及得分:
签名:
年月日
MOVA,34H
RLCA
MOV34H,AMOVA,47HADDCA,47HDAA
MOV47H,AMOVA,46HADDCA,46HDAA
MOV46H,AMOVA,45HADDCA,45HDAA
MOV45H,A
DJNZR7,BCD1
RETUBCD:
MOVA,45H
ANLA,#0F0HSWAPAMOV50H,AMOVA,45H
ANLA,#0FH
MOV51H,A
MOVA,46H
ANLA,#0F0HSWAPAMOV52H,AMOVA,46HANLA,#0FHMOV53H,AMOVA,47H
ANLA,#0F0HSWAPAMOV54H,AMOVA,47HANLA,#0FHMOV55H,ARETDISP:
MOVR0,#55H
MOVR2,#20H
MOVA,#0FFH
附件:
源程序等。
T0门控方式:
ORG0000HLJMPMAINORG000BHLJMPT0_INT
ORG0030HMAIN:
MOVTMOD,#09H
MOVTL0,#0FCH
MOVTH0,#17HMOVR4,#00H
MOVR3,#00H
JBP3.2,$
SETBET0
SETBEA
IOC:
SETBTR0
JNBP3.2,$
MOVR3,#00H
MOVR4,#00H
JBP3.2,$
CLRTR0MOV34H,R4
MOV35H,R3LCALLBCDLCALLUBCDDIS:
LCALLDISP
JBP3.2,IOC
SJMPDIST0_INT:
INCR3
CJNER3,#00H,NEXT
INCR4
NEXT:
MOVTH0,#0FCH
MOVTL0,#17H
RETI
BCD:
MOVR7,#16
CLRA
MOV47h,A
MOV46h,A
MOV45h,A
BCD1:
CLRC
MOVA,35H
RLCA
MOV35H,A
MOVR0,#50H
MOVR2,#01H
ACALLDIP
RET
DIP:
MOVA,R2
MOVP2,A
MOVA,@R0
MOVDPTR,#TABLE
MOVCA,@A+DPTR
MOVP0,A
ACALLDELAY
RET
DELAY:
MOVR5,#9FH
DJNZR5,$
RET
TABLE:
DB
0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EH
END
MOVP0,A
ACALLDIP
MOVR0,#54H
MOVR2,#10H
ACALLDIP
MOVR0,#53H
MOVR2,#08H
ACALLDIP
MOVR0,#52H
MOVR2,#04H
MOVA,R2
MOVP2,A
MOVA,@R0
MOVDPTR,#TABLE
MOVCA,@A+DPTR
ANLA,#7FH
MOVP0,AACALLDELAY
MOVR0,#51H
MOVR2,#02H
ACALLDIP
T2捕捉方式:
T2CONEQU0C8H
TH2EQU0CDH
TL2EQU0CCH
RCAP2HEQU0CBH
RCAP2LEQU0CAH
TR2BIT0CAHORG0000HLJMPMAINORG000BH
LJMPT0_INT
ORG0030H
MAIN:
MOVTMOD,#01H
MOVT2CON,#0FH
JBP1.1,$
STR:
MOVTL0,#17H
MOVTH0,#0FCH
MOVTH2,#00
MOVTL2,#00
MOV50H,#00HMOV51H,50H
CLRP1.0
SETBEASETBET0JNBP1.1,$
SETBTR0SETBTR2JBP1.1,$
CLRTR0
MOV50H,RCAP2L
MOV51H,RCAP2HLCALLZHUANHUANLOOP1:
LCALLDISP
JBP1.1,STR
AJMPLOOP1T0_INT:
MOVTL0,#17H
MOVTH0,#0FCHSETBP1.0
NOP
NOPCLRP1.0
RETIZHUANHUAN:
CLRA
MOV54H,A
MOVA,@R0
SWAPA
MOV38H,51H
MOV37H,50H
MOV34H,#0
MOV35H,#0
MOV53H,A
MOV36H,#0
RET
MOVR7,#16
DISP:
MOVR0,#53H
LOOP2:
CLRC
MOVR2,#01H
MO
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- 基于 单片机 脉冲宽度 测量