可测量脉冲宽度的微控制器串行端口

     很多工业与仪表系统都需要测量脉冲输入的持续时间，如转速传感器、外部系统的门控与选通脉冲，以及PWM（脉冲宽度调制）输入的频率等。设计者是采用片上定时器和边沿驱动的中断。但是，如果这些元件不可用，可以用片上的串行同步接收器做这类测量。

　　可以根据需要的时序精度，设定串行接收器的波特率。接收器每8 bit后中断微控制器。可以在应用程序中插入脉冲宽度采集例程，用于读取ISR（中断服务例程）接收到的字节。它会统计和累加接收到的0和1字节，以测量出进入脉冲的持续时间（图1）。

　　算法测量a的是两个连续上升沿之间的持续时间。当微控制器收到一个既不是0xff也不是0x00的字节时，就检测到了一个上升沿或下降沿。如果一个字节小于0x80H (100 000b)，则该字节表示一个上升沿。如果字节等于或大于该值，则该字节表示一个下降沿。

　　前上升沿将位计数器重置为上升沿字节中拖尾1的个数，方法是将向右移位。位计数器在每个字节来到时加8，也包括标志下降沿的那个字节。当计数器接收到后上升沿（由下一个上升沿字节标志，它大于0x80H但小于00H）时，它再次统计该字节中领先0的个数，并将此数加到累加位计数器上。此时的累加位计数与脉冲链的时间周期相关，其因数等于波特率。

　　图2表示一个200Hz的脉冲链，两个上升沿之间的时间为5ms。波特率为256kbaud。在一个测量周期内，假设前上升沿的标志为0011 1111b。微控制器将其向右移位，统计拖尾1的数目，位计数器初始化为6。这个计数对应的时间约为23.43 μs。

　　接下来，上升沿字节前的每个字节都使位计数器加8。简单计算表明，共有159字节，即1272位。此时，计算的总位数为1278位，包括在第一个上升沿字节中收到的6个1。

　　现在，脉冲链遇到了拖尾的上升沿字节，其值为0011 1111b。做这个计数时，需要将0左移，统计为两个位。两上升沿之间的总位数就是1280bit。在256 kbaud速率下，这个数字精确地对应于5 ms或200 Hz。

　　可以根据自己的应用需求，对这种位计数概念作修改。如果只需要测量低周期的脉冲，需要探测一个下降沿，并累计位数，直到遇见一个上升沿。可以将这种概念用于读取进入的PWM信号，方法是读取一个已知进入脉冲频率的高周期。