./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(jí)：08測(cè)控2班學(xué)號(hào)：08314237姓名：董亮合作者：虞波指導(dǎo)教師：黃陽(yáng)2011年09月25日目錄序言……………………2一．設(shè)計(jì)容與技術(shù)指標(biāo)…………31.1設(shè)計(jì)容…………31.2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………42.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案…………………4電路原理圖…………………5硬件焊接圖…………………5軟件流程圖…………………7程序清單……………………8三．系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析…………143.1硬件調(diào)試………143.2軟件調(diào)試………143.3結(jié)果分析………14四.注意事項(xiàng)………14五.心得體會(huì)………15六．參考文獻(xiàn)………16基于89C51單片機(jī)脈沖寬度的測(cè)量設(shè)計(jì)序言：近年來(lái)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(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月益更新。單片機(jī)誕生30多年以來(lái),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)的應(yīng)用已深入國(guó)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(dòng)化過(guò)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(shí),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(guò)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(shí)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Α＜由顚?duì)單片機(jī)軟件硬件知識(shí)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(lái)設(shè)計(jì)脈沖寬度測(cè)量器,系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、擴(kuò)展性強(qiáng)。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(shí),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(cè)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)容與技術(shù)指標(biāo)1.1設(shè)計(jì)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(duì)部周期進(jìn)行計(jì)數(shù),得到的一個(gè)高電平脈沖的計(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)輸入脈沖幅度：0-5V脈寬測(cè)量圍：0.1-50ms測(cè)量精度：±1%顯示方式：四位數(shù)字顯示二．工作原理及設(shè)計(jì)方案2.1工作原理把脈沖信號(hào)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(cè)信號(hào)高電平期間,T0對(duì)部周期脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)〔周期為1us。在待測(cè)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(cè)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(cè)量。7407列驅(qū)動(dòng)4位數(shù)碼管顯示振蕩電路89C51單片機(jī)控制器7407列驅(qū)動(dòng)4位數(shù)碼管顯示振蕩電路89C51單片機(jī)控制器信號(hào)源信號(hào)源復(fù)位電路復(fù)位電路圖1系統(tǒng)原理框圖2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案電路原理圖圖2電路原理圖硬件焊接圖圖3硬件焊接圖采用動(dòng)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.P0.7gP0.6fP0.5aP0.4bP0.3eP0.2dP0.1cP0.0h數(shù)碼顯示0011111107EH10001001012H2101111000BCH3101101100B6H4110100100D2H5111001100E6H6111011100EEH70011001032H8111111100FEH9111101100F6H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(hào),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)的精確度。10μf電容作用：上電復(fù)位；7407作用：同相緩沖器,驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管；12M晶振和兩個(gè)電容組成晶體振蕩器。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。初始化初始化將測(cè)量值轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)將測(cè)量值轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)拆為非壓縮BCD數(shù)拆為非壓縮BCD數(shù)調(diào)用顯示子程序調(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讀取TH0、TL0中的計(jì)數(shù)值并存放在周期單元中清零TH0、TL0計(jì)數(shù)器返回清零TH0、TL0計(jì)數(shù)器返回圖5外中斷0服務(wù)程序流程圖程序清單ORG0000H AJMPMAIN ORG0003H AJMPSOLVE ;外部中斷低電平觸發(fā)處理 ORG0033HMAIN: MOVSP,#60H MOVTMOD,#09H ;計(jì)數(shù)器T0工作在方式1,門控信號(hào)為1 MOVTL0,#00H;計(jì)數(shù)器TO清零 MOVIE,#81H;開放定時(shí)器中斷和總中斷和外部中斷0 MOVTCON,#11H MOVR5,#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: ACALLBCD ;十六位二進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)制 ACALLUBCD ;壓縮BCD碼,轉(zhuǎn)非壓縮BCD碼LOOP1:ACALLDISP ;顯示程序 ACALLPOST DJNZR5,LOOP1 MOVR5,08H AJMPLOOP ;循環(huán)處理顯示計(jì)數(shù)器T0采集得數(shù)SOLVE:MOV41H,TH0 MOV40H,TL0;將計(jì)數(shù)器T0中的數(shù)轉(zhuǎn)移到40H,41H中 MOVTH0,#00H MOVTL0,#00H ;重新將定時(shí)器T0清零 RETIBCD:CLRA;將41H,42H中的數(shù)值轉(zhuǎn)換成BCD碼分別按高低存儲(chǔ)在34H35H36H中MOV38H,41HMOV37H,40HMOV34H,AMOV35H,AMOV36H,AMOVR7,#10HLOOP2:CLRCMOVA,37HRLCAMOV37H,AMOVA,38HRLCAMOV38H,AMOVA,36HADDCA,36HDAAMOV36H,AMOVA,35HADDCA,35HDAAMOV35H,AMOVA,34HADDCA,34HDAAMOV34H,ADJNZR7,LOOP2RETUBCD:MOVA,34HCJNEA,#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MOVR1,#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MOVR0,#36HMOVA,#00HXCHDA,R0MOV30H,AMOVA,R0SWAPAMOV31H,AMOVA,#00HXCHDA,R1MOV32H,AMOVA,R1SWAPA ADDA,#0AH ;加小數(shù)點(diǎn)顯示MOV33H,ARETCHOOSE:MOVR1,#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MOVR0,#35HMOVA,#00HXCHDA,R0MOV31H,AMOVA,R0SWAPAADDA,#0AH ;加小數(shù)點(diǎn)顯示MOV32H,AMOVA,#00HXCHDA,R1MOV33H,AMOVA,R1SWAPAANL36H,#0F0HMOVA,36HSWAPAMOV30H,ARETDISP:MOVDPTR,#TAB ;顯示第一位 MOVA,33H MOVCA,A+DPTRMOVP0,A MOVA,#0F7H ;位選信號(hào)一MOVP2,AACALLPOSTMOVDPTR,#TAB ;顯示第二位MOVA,32H MOVCA,A+DPTRMOVP0,A MOVA,#0FBH ;位選信號(hào)二MOVP2,AACALLPOSTMOVDPTR,#TAB ;顯示第三位MOVA,31H MOVCA,A+DPTRMOVP0,A MOVA,#0FDH ;位選信號(hào)三MOVP2,AACALLPOSTMOVDPTR,#TAB ;顯示第四位 MOVA,30H MOVCA,A+DPTRMOVP0,AMOVA,#0FEH ;位選信號(hào)四MOVP2,AACALLPOSTRETPOST:MOVR7,#15H;延時(shí)程序POST1:MOVR6,#50HDJNZR6,$DJNZR7,POST1RETTAB:DB6FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FHDB0BFH,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(wàn)用表測(cè)試電路中有無(wú)虛焊短接之處,測(cè)試無(wú)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(dòng)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)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(wàn)用表檢測(cè),以免出現(xiàn)虛焊漏焊,短接等現(xiàn)象。檢查無(wú)誤后再通電檢測(cè)。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(cuò)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)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(guò)長(zhǎng),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(cuò)誤和困擾。6.在插拔器件以及接線過(guò)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(huì)通過(guò)幾天的課程設(shè)計(jì),