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基于8098單片機的脈沖測量儀的研制
基于8098單片機的脈沖測量儀的研制
 更新時間:2010-1-5 14:34:05  點擊數(shù):0
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摘 要:給出基于8098單片機的脈沖測量儀的硬件、 軟件及 抗干擾措施。實際使用證明該測量儀穩(wěn)定、可靠、精度高、測量速度快。
  關(guān)鍵詞:脈沖測量;
8098單片機;高速輸入/輸出通道(HSI/HSO )

1測量原理
  
8098單片機具有性能十分優(yōu)良的高速輸入輸出通道,HSO0HSO5為高速輸出通道,能產(chǎn) 生輸出寬度與周期均可調(diào)的脈沖波(PWM)。HSI0HSI3為高速輸入通道,CPU通過它們可 以同時接受來自外部的4個脈沖信號,并且隨時記錄脈沖信號中的高、低電平出現(xiàn)的時間, 非常適用于對脈沖參數(shù)的檢測。
  以高速輸入通道
HSI為例,HSI部件有自己的中斷功能,當(dāng)控制寄存器IOC17=1時,F IFO存儲區(qū)裝滿事件后發(fā)出中斷請求,如果IOC1,7=0,則保持寄存器在裝入事件后發(fā) 出中斷請求,兩種原因引起的中斷請求可通過查詢狀態(tài)寄存器IOS1而鑒別:如果FIFO 存儲區(qū)滿時,IOS1,6=1,反之,IOS1,6=0;如果保持寄存器內(nèi)有值時,IOS 1,7=1,反之,IOS1,7=0。同時,HSI0也有自己的中斷,只要HSI0引腳 上有事件發(fā)生,便可以提出中斷請求。HSI有方式寄存器HSIMODE、狀態(tài)寄存器HSI STATUS和時間寄存器HSITIME。HSI的方式寄存器HSIMODE可以 規(guī)定每個通道的四種工作方式如下:
  
①方式0:每8次正跳變后即觸發(fā); ②方式1:每次正跳變時即觸發(fā); ③方式2:每次負跳變時即觸發(fā); ④方式3:每次跳變(正或負)時即觸發(fā)。
  
跳變檢測器按HSIMODE寄存器規(guī)定的工作方式對HSI0HSI34個通道的輸入 信號進行監(jiān)視與檢測,并將有關(guān)引腳電平狀態(tài)的檢測結(jié)果送狀態(tài)寄存器HSISTATUS ,同時還將有關(guān)事件是否發(fā)生的信息送入FIFO單元。時間寄存器HSITIME的內(nèi)容為 事件發(fā)生時記錄下來的定時器T1的當(dāng)前值。
1.1硬件電路
  
1是由8098單片機組成的脈沖測量儀的電路原理圖。脈沖測量的結(jié)果由8個數(shù)碼管顯示,左 4個用于脈沖寬度(μs)的顯示,右邊4個用于脈沖周期(μs)的顯示。

 

  顯示電路由數(shù)碼管(CS5137T)、數(shù)據(jù)鎖存器(74LS273)、譯碼器(74LS138)和驅(qū)動電路(74LS48 )等組成。
  
脈沖測量儀的輸入端,即單片機的HSI0引腳與脈沖信號發(fā)生器的輸出端(Vout)連接 ,單片機的Vss與脈沖信號發(fā)生器的GND相連。
1.2軟件設(shè)計
  
整個軟件由兩大部分組成:主程序和HSI0中斷服務(wù)程序。主程序如下:
  

  HSI0中斷服務(wù)程序的框圖如圖2所示。


 

  在脈沖測量過程中,有時會出現(xiàn)這種情況,即連續(xù)發(fā)生兩個事件的時間間隔(如窄脈沖)很短 時,此時如果一個通道測外部發(fā)生的事件,則這個通道正在處理第一個事件時,不可能響應(yīng) 第二個事件,要解決這樣的問題,可以用多通道測量法。比如,采用兩個高速輸入通道(H SI0HSI1),一個用于測量外來信號的上升沿,另一個用于測量外來信號的下降沿,即 一個通道工作于方式1,另一個通道工作于方式2,彼此分工協(xié)作,共同完成脈沖寬度和周期 的測定,但須重新編輯與之相應(yīng)的軟件。

2系統(tǒng)中的抗干擾措施
  
系統(tǒng)中有一個16位的看門狗(WDT)硬件定時電路,當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位時,WDT停止工作,可在軟件中 設(shè)定WDT清零指令,當(dāng)軟件運行時即起動WDT,如果軟件有故障時,會造成WDT溢出而復(fù)位, 從而防止程序跑飛。另外,單片機的電源采用了隔離變壓器和低通濾波網(wǎng)絡(luò)。在單 片機的復(fù)位電路中,為防止毛刺和雜波的干擾,在其RESET引腳與地之間,接入了一個提高 抗干擾能力的容值很小的電容。同時,8098單片機為提高供電的可靠性,其Vpd還單 獨接到一個+5V的電池上,一旦+Vcc消失時,可以起到掉電保護的作用。

3結(jié)束語
  
本系統(tǒng)經(jīng)過使用,具有穩(wěn)定、可靠、精度高、測量速度快等特點。在硬件上不需作改變,只 是將脈沖發(fā)生器的輸出Vout同時接到單片機的HSI0HSI1,再運行相應(yīng)的程序即 可對連續(xù)發(fā)生的兩個事件在時間間隔(如窄脈沖)很短時的連續(xù)脈沖使用多通道法進行測量。

參考文獻

1]方建淳.8098單片機原理與應(yīng)用技術(shù)[M.天津:天津科學(xué)技術(shù)出版社,1990 .
2]余永權(quán),汪明慧,黃英.單片機在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[M.北京:北京航空航 天大學(xué)出版社,2003.
3]李恩林,陳斌生.微機接口技術(shù)300例[M.北京:機械工業(yè)出版社,2003.

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