基于8098单片机的脉冲测量仪的研制-电子工程世界

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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：
　　

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　　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。

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