基于8098单片机的脉冲测量仪的软硬件介绍

时间：2012-03-07 09:11:50

关键字：软硬件脉冲测量仪 8098单片机 iOS

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[导读]基于8098单片机的脉冲测量仪的软硬件介绍

给出基于8098单片机的脉冲测量仪的硬件、软件及抗干扰措施。实际使用证明该测量仪稳定、可靠、精度高、测量速度快。
　　关键词：脉冲测量；8098单片机；高速输入/输出通道(HSI/HSO )

Research of the Impulse Measure Meter Based on SCC 8098

GAO Meizhen

(Department of Physics, Hubei Normal University, Huangshi 435002, Chi na)

　　Abstract: The hardware、 software and the anti?interference mea sure based on 8098 have been given in this paper. This meter is stability、depe ndable, the accuracy of this meter is high, and the speed of the measure is quic k.
　　Keywords: impulse measure; single?chip computer 8098; high?sp eed input/high?speed output channel(HSI/HSO)

1测量原理
　　8098单片机具有性能十分优良的高速输入输出通道，HSO0～HSO5为高速输出通道，能产生输出宽度与周期均可调的脉冲波(PWM)。HSI0～HSI3为高速输入通道，CPU通过它们可以同时接受来自外部的4个脉冲信号，并且随时记录脉冲信号中的高、低电平出现的时间，非常适用于对脉冲参数的检测。
　　以高速输入通道HSI为例，HSI部件有自己的中断功能，当控制寄存器IOC1，7=1时，F IFO存储区装满事件后发出中断请求，如果IOC1，7=0，则保持寄存器在装入事件后发出中断请求，两种原因引起的中断请求可通过查询状态寄存器IOS1而鉴别：如果FIFO 存储区满时，IOS1，6=1，反之，IOS1，6=0；如果保持寄存器内有值时，IOS 1，7=1，反之，IOS1，7=0。同时，HSI0也有自己的中断，只要HSI0引脚上有事件发生，便可以提出中断请求。HSI有方式寄存器HSIMODE、状态寄存器HSI STATUS和时间寄存器HSITIME。HSI的方式寄存器HSIMODE可以规定每个通道的四种工作方式如下：
　　①方式0：每8次正跳变后即触发； ②方式1：每次正跳变时即触发； ③方式2：每次负跳变时即触发； ④方式3：每次跳变(正或负)时即触发。
　　跳变检测器按HSIMODE寄存器规定的工作方式对HSI0～HSI3共4个通道的输入信号进行监视与检测，并将有关引脚电平状态的检测结果送状态寄存器HSISTATUS ，同时还将有关事件是否发生的信息送入FIFO单元。时间寄存器HSITIME的内容为事件发生时记录下来的定时器T1的当前值。
1.1硬件电路
　　图1是由8098单片机组成的脉冲测量仪的电路原理图。脉冲测量的结果由8个数码管显示，左边4个用于脉冲宽度(μs)的显示，右边4个用于脉冲周期(μs)的显示。

　　脉冲测量仪的输入端，即单片机的HSI0引脚与脉冲信号发生器的输出端(Vout)连接，单片机的Vss与脉冲信号发生器的GND相连。
1.2软件设计
　　整个软件由两大部分组成：主程序和HSI位0中断服务程序。主程序如下：
　　?
　　HSI位0中断服务程序的框图如图2所示。

　　系统中有一个16位的看门狗(WDT)硬件定时电路，当系统复位时，WDT停止工作，可在软件中设定WDT清零指令，当软件运行时即起动WDT，如果软件有故障时，会造成WDT溢出而复位，从而防止程序跑飞。另外，单片机的电源采用了隔离变压器和低通滤波网络。在单片机的复位电路中，为防止毛刺和杂波的干扰，在其RESET引脚与地之间，接入了一个提高抗干扰能力的容值很小的电容。同时，8098单片机为提高供电的可靠性，其Vpd还单独接到一个+5V的电池上，一旦+Vcc消失时，可以起到掉电保护的作用。?

　　本系统经过使用，具有稳定、可靠、精度高、测量速度快等特点。在硬件上不需作改变，只是将脉冲发生器的输出Vout同时接到单片机的HSI0和HSI1，再运行相应的程序即可对连续发生的两个事件在时间间隔(如窄脉冲)很短时的连续脉冲使用多通道法进行测量。