单片机脉冲信号测量的.docVIP

南京理工大学泰州科技学院 机电一体化技术与系统 课程设计 姓 名: 赵旻晟 学 号： 0801010450 学院（系）: 机械工程学院 专 业: 机械工程及自动化 题 目: 基于单片机的脉冲信号测试仪设计 指导者： 王荣林 评阅者： 2011.10 摘要：脉冲信号测量仪是一种常用的设备，它可以测量脉冲信号的脉冲宽度，频率等参数，并用十进制数字显示出来。利用定时器的门控信号GATE进行控制可以实现脉冲宽度的测量。在单片机应用系统中，为了便于对LED显示器进行管理，需要建立一个显示缓冲区。本文介绍了基于单片机AT89C51的脉冲信号参数测量仪的设计。该设计可以对脉冲信号的宽度，频率等参数进行测量。 关键词：脉冲信号，频率，宽度，单片机AT89C51 目录 一、引言…………………………………………………………… 4 二、……………………………………………… 5 三、………………………………………………… 5 3.1基于AT89C51脉冲信号测量系统硬件设计详细分析 …… 6 3.1.1 AT89C51单片机工作电路………………………… 6 3.1.2基于AT89C51脉冲信号测量系统复位电路……… 7 3.1.3基于AT89C51脉冲信号测量系统时钟电路……… 8 3.1.4基于AT89C51脉冲信号测量系统按键电路……… 9 3.1.5基于AT89C51脉冲信号测量系统显示电路……… 10 四、…………………………………………………15 五、…………………………………………………15 六、…………………………………………………… 16 6.1脉冲信号宽度测量设计程序 …………………… 16 6.2脉冲信号频率测量设计程序 …………………… 18 1、引言 单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。 通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。 系统框图 图中给出了整个系统设计的系统框图，系统主要由三个主要部分组成，单片机和晶振电路设计，显示电路设计，复位电路设计。 3、硬件设计任务 AT89C51基本工作电路设计：使单片机正常工作； 时钟电路：为单片机提供时钟信号； 复位电路：为单片机提供高电平复位信号； 显示电路：显示当前测量脉冲宽度； 按键电路：开始测量脉冲信号； 3.1基于AT89C51脉冲信号测量系统硬件设计详细分析 3.1.1 AT89C51单片机工作电路 本设计的核心是单片机电路，考虑到需要一个中断输入，存储容量、外部接口对单片机端口的需要以及兼顾到节约成本的原则，选用了常用的AT89C51单片机。AT89C51是低功耗、高性能、经济的8位CMOS微处理器，工作频率为0—24MHz，内置4K字节可编程只读闪存，128x8位的内部RAM，16位可编程I／O总线。它采用Atmel公司的非易储器制造技术，与MCS51的指令设置和芯片引脚可兼容。AT89C51可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。AT89C51工作的最简单的电路是其外围接一个晶振和一个复位电路，给单片机接上电源和地，单片机就可以工作了。其最简单的工作原理图如下图。 AT89C51单片机工作电路 3.1.2基于AT89C51脉冲信号测量系统复位电路 MCS-51的复位是由外部的复位电路来实现的。MCS-51单片机片内复位，复位引脚RST通过一个斯密特触发器用来抑制噪声，在每个机器周期的S5P2，斯密特触发器的输出电平由复位电路采样一次，然后才能得到内部复位操作所需要的信号。 复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。只要Vcc的上升时间不超过1ms，就可以实现自动上电复位。除了上电复位外，有时还需要按键手动复位。按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。其中电平复位是通过RST端经电阻与电源Vcc接通而实现的。按键脉冲复位则是利用RC微分电路产生的正脉冲来实现的。 上电复位电路 上图兼有上电复位和按钮复位的电路。在单片机设计中，若有外部扩展的I/O接口电路需初始复位，如果它们的复位端和MCS-51单片机的复位端相连，复位电路中的R、C参数要受到影响，这时复位电路中的R、C参数要统一考虑以保证可靠的复位。如果单片机MCS-5