單片機(jī)原理與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)報(bào)告基于89C51單片機(jī)脈沖寬度的測量設(shè)計(jì)

《單片機(jī)原理與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)報(bào)告基于89C51單片機(jī)脈沖寬度的測量設(shè)計(jì)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《單片機(jī)原理與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)報(bào)告基于89C51單片機(jī)脈沖寬度的測量設(shè)計(jì)（18頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、單片機(jī)原理與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)（脈沖寬度的測量） 單片機(jī)原理與應(yīng)用 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 院 系： 電氣信息工程學(xué)院 班 級： 08測控2班 學(xué) 號： 姓 名： 合 作 者： 指導(dǎo)教師： 2011年09月25日 目錄 序言 ……………………………………………………………………2 一． 設(shè)計(jì)內(nèi)容與技術(shù)指標(biāo) …………………………………………3 1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容 …………………………………………………………3

2、 1.2技術(shù)指標(biāo) …………………………………………………………3 二．工作原理及設(shè)計(jì)方案 2.1工作原理 ………………………………………………………4 2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 …………………………………………………4 2.2.1電路原理圖 …………………………………………………5 2.2.2硬件焊接圖 …………………………………………………5 2.2.3軟件流程圖 …………………………………………………7 2.2.4程序清單 ……………………………………………………8 三．系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析 …………………………………………14 3.1硬件調(diào)試 ………………………

3、………………………………14 3.2軟件調(diào)試 ………………………………………………………14 3.3結(jié)果分析 ………………………………………………………14 四. 注意事項(xiàng) ………………………………………………………14 五. 心得體會 ………………………………………………………15 六．參考文獻(xiàn)　………………………………………………………16 基于89C51單片機(jī)脈沖寬度的測量設(shè)計(jì) 序言： 近年來隨著科技的飛速發(fā)展,單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入同時(shí)帶動傳統(tǒng)控制檢測日新月益更新。單片機(jī)誕生30多年以來，其品種、功能和應(yīng)用技術(shù)都得到飛速的發(fā)展，單片機(jī)

4、的應(yīng)用已深入國民經(jīng)濟(jì)和日常生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理等。 本次課程設(shè)計(jì)目的主要是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的知識，完成一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)。主要任務(wù)是通過解決一些實(shí)際問題，鞏固和加深課程中所學(xué)的理論知識和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，基本掌握單片機(jī)應(yīng)用電路的一般設(shè)計(jì)方法，提高電子電路的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。加深對單片機(jī)軟件硬件知識的理解，獲得初步的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，為以后從事生產(chǎn)和科研工作打下一定的基礎(chǔ)。 本系統(tǒng)采用單片機(jī)AT89C51為中心器件來設(shè)計(jì)脈沖寬度測量器，系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、操作簡單、擴(kuò)展性強(qiáng)。

5、在現(xiàn)有的單片機(jī)仿真機(jī)系統(tǒng)上掌握相關(guān)軟硬件設(shè)計(jì)與調(diào)試知識，根據(jù)所選擇題目，焊接好硬件電路，正確進(jìn)行元器件的測試與調(diào)試，并在計(jì)算機(jī)上編寫匯編程序調(diào)試運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)參考選題中要求的設(shè)計(jì)。 一．設(shè)計(jì)內(nèi)容與技術(shù)指標(biāo) 1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容 利用單片機(jī)及4位LED數(shù)碼管做成四位脈寬顯示 ，在一個(gè)脈寬期間對內(nèi)部周期進(jìn)行計(jì)數(shù)，得到的一個(gè)高電平脈沖內(nèi)的計(jì)數(shù)值顯示在四位數(shù)碼管上，并達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)要求。 1.2技術(shù)指標(biāo) （1） 輸入脈沖幅度：0-5V （2） 脈寬測量范圍：0.1-50ms （3） 測量精度：1% （4） 顯示方式：四位數(shù)字顯示

6、 二．工作原理及設(shè)計(jì)方案 2.1工作原理 把脈沖信號從P3.2腳引入，T0設(shè)為定時(shí)器方式工作，并工作在門控方式（GATE=1）。在待測信號高電平期間，T0對內(nèi)部周期脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)（周期為1us）。在待測脈沖高電平結(jié)束時(shí)，其下降沿向P3.2發(fā)中斷，在外部中斷0的中斷服務(wù)程序中，讀取TH0、TL0的計(jì)數(shù)值，該值就是待測脈沖的脈寬（單位us）。隨后，清零TH0和TL0，以便下一個(gè)脈寬的測量。 7407 列驅(qū)動 4位數(shù)碼管顯示 振蕩電路 89C51 單片機(jī)控制器 信號源 復(fù)位電路 圖1 系統(tǒng)原理框圖 2.2系統(tǒng)

7、設(shè)計(jì)方案 2.2.1電路原理圖 圖2電路原理圖 2.2.2硬件焊接圖 圖3 硬件焊接圖 采用動態(tài)掃描法實(shí)現(xiàn)LED數(shù)碼管顯示。 共陰7段LED顯示器顯示原理： 引腳 數(shù)字顯示 .P0.7 g P0.6 f P0.5 a P0.4 b P0.3 e P0.2 d P0.1 c P0.0 h 數(shù)碼顯示 0 0 1 1 1 1 1 1 0 7EH 1 0 0 0 1 0 0 1 0 12H 2 1 0 1 1 1 1 0 0 0BCH 3 1 0 1 1 0 1 1

8、0 0B6H 4 1 1 0 1 0 0 1 0 0D2H 5 1 1 1 0 0 1 1 0 0E6H 6 1 1 1 0 1 1 1 0 0EEH 7 0 0 1 1 0 0 1 0 32H 8 1 1 1 1 1 1 1 0 0FEH 9 1 1 1 1 0 1 1 0 0F6H 該電路采用AT89C51單片機(jī)最小化應(yīng)用，采用共陰7段LED數(shù)碼管顯示器，P3.2口引入脈沖信號，P2.0至p2.3口作為列掃描輸出，P0口輸出段碼數(shù)據(jù)，采用12Mhz晶振，可提高計(jì)數(shù)的精

9、確度。 10μf電容作用：上電復(fù)位； 7407作用：同相緩沖器，驅(qū)動數(shù)碼管； 12M晶振和兩個(gè)電容組成晶體振蕩器。 2.2.3軟件設(shè)計(jì)流程圖 主程序流程圖如圖4所示，外部中斷0服務(wù)程序流程圖如5所示。 初始化 將測量值轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù) 拆為非壓縮BCD數(shù) 調(diào)用顯示子程序 圖4主程序流圖 讀取TH0、TL0中的計(jì)數(shù)值并存放在周期單元中

10、 清零TH0、TL0計(jì)數(shù)器 返回 圖5 外中斷0服務(wù)程序流程圖 2.2.4程序清單 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H AJMP SOLVE ;外部中斷低電平觸發(fā)處理 ORG 0033H MAIN: MOV SP,#60H MOV TMOD,#09H ;計(jì)數(shù)器T0工作在方式1，門控信號為1 MOV TL0,#00H ;計(jì)數(shù)器TO清零

11、 MOV IE,#81H ;開放定時(shí)器中斷和總中斷和外部中斷0 MOV TCON,#11H MOV R5,#05H ;T0當(dāng)外部中斷輸入為高時(shí)計(jì)數(shù),外部中斷0為邊沿觸發(fā)方式,下降沿有效 LOOP: ACALL BCD ;十六位二進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)制 ACALL UBCD ;壓縮BCD碼，轉(zhuǎn)非壓縮BCD碼 LOOP1: ACALL DISP ;顯示程序 ACALL POST DJNZ R5,LOOP1 MOV R5,08H AJMP LO

12、OP ;循環(huán)處理顯示計(jì)數(shù)器T0采集得數(shù) SOLVE: MOV 41H,TH0 MOV 40H,TL0 ;將計(jì)數(shù)器T0中的數(shù)轉(zhuǎn)移到40H，41H中 MOV TH0,#00H MOV TL0,#00H ;重新將定時(shí)器T0清零 RETI BCD: CLR A; 將41H，42H中的數(shù)值轉(zhuǎn)換成BCD碼分別按高低存儲在34H35H36H中 MOV 38H,41H MOV 37H,40H MOV 34H,A MOV 35H,A MOV

13、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 MOV A,35H ADDC A,35H DA A MOV 35H,A MOV A,34H

14、 ADDC A,34H DA A MOV 34H,A DJNZ R7,LOOP2 RET UBCD: MOV A,34H CJNE A,#00H,CHOOSE ;第5位數(shù)值是否為0,為0則按4位有效值處理,不為0按5位有效值處理 MOV R1,#35H ;當(dāng)有4位有效效值時(shí),取后4位顯示,小數(shù)點(diǎn)加在第1位 MOV R0,#36H MOV A,#00H XCHD A,@R0

15、 MOV 30H,A MOV A,@R0 SWAP A MOV 31H,A MOV A,#00H XCHD A,@R1 MOV 32H,A MOV A,@R1 SWAP A ADD A,#0AH ;加小數(shù)點(diǎn)顯示 MOV 33H,A RET CHOOSE:MOV R1,#34H ;有5位有效值時(shí)取前4位顯示,小數(shù)點(diǎn)加在第2位 MOV R0,#35H MOV A,#00H

16、 XCHD A,@R0 MOV 31H,A MOV A,@R0 SWAP A ADD A,#0AH ;加小數(shù)點(diǎn)顯示 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 RET DISP:

17、 MOV DPTR,#TAB ;顯示第一位 MOV A,33H MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A MOV A,#0F7H ;位選信號一 MOV P2,A ACALL POST MOV DPTR,#TAB ;顯示第二位 MOV A,32H MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A MOV A,#0FBH ;位選信號二 MOV P2,A ACALL POST

18、 MOV DPTR,#TAB ;顯示第三位 MOV A,31H MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A MOV A,#0FDH ;位選信號三 MOV P2,A ACALL POST MOV DPTR,#TAB ;顯示第四位 MOV A,30H MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A MOV A,#0FEH ;位選信號四 MOV P2,A ACALL POST

19、 RET POST: MOV R7,#15H ;延時(shí)程序 POST1: MOV R6,#50H DJNZ R6,$ DJNZ R7,POST1 RET TAB: DB 6FH, 06H, 5BH, 4FH, 66H, 6DH, 7DH,07H, 7FH, 6FH DB 0BFH, 86H,0DBH,0CFH, 0E6H,0EDH,0FDH,87H,0FFH,0EFH END 三.系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析 3．1 硬件調(diào)試 硬件電路板中器件連接好后，先用萬用表測

20、試電路中有無虛焊短接之處，測試無誤后，將板子通電，進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試。 取好兩跟短的導(dǎo)線，一根導(dǎo)線的其中一端接地，另一端接P2.3~P2.0口中的一個(gè)口，若數(shù)碼管亮，再用另一根導(dǎo)線，其中異端接地，另一端與P0.0~P0.7依次接觸，看數(shù)碼管各段的亮滅情況，從而判斷每個(gè)數(shù)碼管各段的好壞及電路的是否正確。 3.2 軟件調(diào)試 在LCA51編譯器下進(jìn)行匯編程序的編寫，以子程序?yàn)閱挝徽{(diào)試，一段一段的編譯與訪真，最后結(jié)合電路板，進(jìn)行整機(jī)聯(lián)調(diào)。 3.3結(jié)果分析 因?yàn)閺脑O(shè)計(jì)程序分析，LED顯示器動態(tài)到秒的頻率約為幾百赫茲，實(shí)際使用觀察時(shí)完全沒有閃爍，由于計(jì)時(shí)中斷程序中加了中斷延時(shí)誤差處理，所以，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)

21、精度非常的高。 四. 注意事項(xiàng) 1.焊接之前，應(yīng)事先畫好硬件原理圖，細(xì)化到每一根接線，以及芯片內(nèi)部的各個(gè)引腳，合理布局好元器件。這樣才能使硬件電路板布線美觀。焊接時(shí)要注意防止虛焊的產(chǎn)生，在兩個(gè)較近的焊點(diǎn)之間要注意不要短接。 2.焊接時(shí)要注意焊接工藝，由于是通用板，質(zhì)量不是太高，如果不注意，上面的小銅片很容易損壞，容易導(dǎo)致虛焊。焊完后，要用萬用表檢測，以免出現(xiàn)虛焊漏焊，短接等現(xiàn)象。檢查無誤后再通電檢測。焊接完一部分后，最好先觀察一下該部分的波形是否正確，若有錯誤，可以方便修改。 3.板子及仿真機(jī)接電源時(shí)，要注意正負(fù)極，以免損壞板子或仿真機(jī)。 4.仿真機(jī)一旦與計(jì)算機(jī)進(jìn)

22、行連接之后，就不要經(jīng)常再拔下，以確保正常通信。 5.編寫程序時(shí)，要注意各指令的合理應(yīng)用。若程序過長，可以先編寫子程序，再將其進(jìn)行組合。以免出現(xiàn)不必要的錯誤和困擾。 6.在插拔器件以及接線過程中，為避免儀器損壞應(yīng)該在斷電的前提下操作。 五.心得體會 通過幾天的課程設(shè)計(jì)，我對單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)等知識都有了一定的了解。這次課程設(shè)計(jì)中，我們采用層次化的設(shè)計(jì)方法來實(shí)現(xiàn)了這個(gè)電路。在程序編寫結(jié)束后，我們還對該程序進(jìn)行了調(diào)試，能按預(yù)期的效果進(jìn)行脈寬測試功能，并設(shè)計(jì)了動態(tài)顯示被測信號脈寬的硬件電路。 課程設(shè)計(jì)對學(xué)生而言是其對所學(xué)課程內(nèi)容掌握情況的一次自我驗(yàn)證，從而有著極其重要的意義。通

23、過課程設(shè)計(jì)，能提高學(xué)生對所學(xué)知識的綜合應(yīng)用能力，能全面檢查并掌握所學(xué)內(nèi)容，在這次的課程設(shè)計(jì)中，收獲知識的同時(shí)，我們還收獲了閱歷，收獲了成熟，在此過程中。我們通過查找資料，請教老師，以及不懈的努力，不僅培養(yǎng)了獨(dú)立思考、動手操作的能力，而且大大加強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)合作以及設(shè)計(jì)能力。更重要的是，我們學(xué)會了一些學(xué)習(xí)的方法，而這是日后最實(shí)用的，真的是受益匪淺。 這次課程設(shè)計(jì)雖然結(jié)束了，相信以后我們會以更加積極的態(tài)度對待我們的學(xué)習(xí)、對待我們的生活。我們的激情永遠(yuǎn)不會結(jié)束，相反，我們會更加努力，努力的去彌補(bǔ)自己的缺點(diǎn)，發(fā)展自己的優(yōu)點(diǎn)，去充實(shí)自己，只有在了解充分認(rèn)識到自己的不足，我們才會更加珍惜擁有的，更加努力的去完善它。今后在剩余不到一年的大學(xué)生活里，我會盡力充實(shí)自己，為日后走上工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。要面對千千萬萬的挑戰(zhàn)，只有不斷的學(xué)習(xí)、實(shí)踐，再學(xué)習(xí)、再實(shí)踐。 六．參考文獻(xiàn)： 1.《單片機(jī)應(yīng)用程序開發(fā)指南》尹勇等．科學(xué)出版社．2005 2.《單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教程》夏繼強(qiáng)．北京航空航天大學(xué)出版社．2001 3.《單片微型機(jī)原理、應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)》張友德等．復(fù)旦大學(xué)出版社．2006　 17 第 17 頁 共 16頁