51單片機測變周期脈沖信號的簡便方法

脈沖信號是工程中一類較常見的信號,如光電位移、速度、轉速等傳感器輸出的信號,而脈沖寬度和脈沖周期是其基本參數,往往需對它們進行測量。對等周期的脈沖信號的測量比較容易,只需測量任一脈沖寬度或周期就可以了,近年來已有許多MCS-51用戶利用測量脈沖信號的基本參數而開發新產品,如山東大學的“ZBCY—I型智能標槍速度測試儀”就是利用測量一個脈沖寬度來獲得標槍在某一飛行距離內的平均速度。對連續變周期的脈沖信號周期的測量則相對困難些,許多測量人員都首先對這類信號進行二分頻后一路反相,然后用兩個定時／計數器分別測出兩路脈沖信號的正脈沖寬度得到周期,這種方法硬件開銷較大,軟件設計也較復雜。本文將介紹了一種用MCS-51單片機內部一個定時／計數器直接測量連續變周期脈沖信號周期的實用方法。

用803l內部定時器來測連續變周期的脈沖信號的周期時,關鍵是如何控制定時／計數器的啟動、停止。以定時器T1為例,當其工作于方式1時,則按16位計數器工作,由兩個特殊功能寄存器THl作為高8位和TLl作為低8位構成,其控制邏輯如圖1。

圖1定時,計數器方式1的控制邏輯
當定時／計數器方式控制寄存器TMOD門控位GATE=0時,計數器的啟動、停止只受TR1控制,只要TR1置位。計數器就被選通,而不管INT1電平高低。因此,在主程序中先置位IE中位EA,將信號引入INT1,在INT1中斷服務程序中使TCON中位TR1復位和置位來實現計數器的停止、數據讀
取、計數器賦初值和啟動。其工作過程如圖2。

圖2 定時,計數器測脈沖周期簡圖
其中：t1-中斷服務程序執行時間
t2-計數器計數時間
則：第i個脈沖周期ti=t1+t2(i=1,2,3,…)。
可以看出,僅用8031內部的一個定時／計數器,就可測出一路變周期脈沖信號的每個周期。
定時器T1中斷服務程序流程框圖如圖3所示。