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151单片机边沿触发中断响应时刻的测量技术.doc

151单片机边沿触发中断响应时刻的测量技术

平凡的程序员小强
2018-09-04 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《151单片机边沿触发中断响应时刻的测量技术doc》,可适用于工程科技领域

资料来源电子下载网下载时间::本文地址http:ujjcomdpjhtml单片机边沿触发中断响应时刻的测量技术  MCS单片机系列属于位单片机它是Intel公司继MCS系列的成功设计之后于年推出的产品。由于MCS系列具有很强的片内功能和指令系统因而使单片机的应用发生了一个飞跃这个系列的产品也很快成为世界上第二代的标准控制器。系列单片机有个中断源其中有个是外部输入中断源INT和INT。可由中断控制寄存器TCON的IT(TCON)和IT(TCON)分别控制外部输入中断和中断的中断触发方式。若为则外部输入中断控制为电平触发方式若为则控制为边沿触发方式。这里是下降沿触发中断。 问题的引出  几乎国内所有的单片机资料对单片机边沿触发中断的响应时刻方面的定义都是不明确的或者是错误的。例如文献中关于边沿触发中断响应时刻的描述为“对于脉冲触发方式(即边沿触发方式)要检测两次电平若前一次为高电平后一次为低电平则表示检测到了负跳变的有效中断请求信号”但实际情况却并非如此。  我们知道,单片机外部输入的中断触发电平是TTL电平。对于TTL电平TTL逻辑门输出高电平的允许范围为~V其标称值为V输出低电平的允许范围为~V其标称值为V在V与V之间的是非高非低的中间电平。  这样在实际应用中假设单片机外部中断引脚INT输入一路由+V下降到V的下降沿信号单片机在某个时钟周期采样INT引脚得到V的高电平而在下一个时钟周期到来进行采样时由于实际的外部输入中断触发信号由高电平变为低电平往往需要一定的时间因此检测到的可能并非真正的低电平(小于V)而是处于低电平与高电平之间的某一中间电平即~V的某一电平。对于这种情况单片机是否会依然置位中断触发标志从而引发中断呢?关于这一点国内的绝大部分教材以及单片机生产商提供的器件资料都没有给予准确的定义但在实际应用中这种情况确实会碰到。  以美国Analog公司生产的运算放大器芯片AD为例其转换速率(slewrate)为Vμs,在由AD芯片组成的比较器电路中其输出方波的下降沿由V下降到V所需时间约为:(VV)V・μs=μs。即需要约μs的过渡时间下降沿才真正地由高电平下降为低电平在实际应用电路中这个下降时间往往可达μs以上。对于精密的测量系统这么长的不确定时间是无法接受的因此有必要对单片机边沿中断触发时刻进行精确的测定。 测试波形的设计与分析  为了测定MCS单片机下降沿触发的实际时刻使用Agilent公司生产的型号为A的MHz函数任意波形发生器(functionarbitrarywaveformgenerator),产生出如图所示的周期为ms的周期波形。图 周期为ms的周期波形  将该波形通过单片机的外部中断输入可以测出下降沿中断触发的实际时刻下面对该波形进行具体分析。建立如图所示的直角坐标。图 建立的直角坐标设  图所示波形的周期为T单片机在电压下降到y=y′时刻触发中断t′、t′、t′分别为前后周期的中断触发时刻则有:求得L方程为:求得L方程为:  由图所示的电路及式()、式()、式()可求得:  将以上波形由单片机外部中断输入选择边沿触发方式通过中断服务程序测取T或者T的值从而可求出中断发生时刻的电平值y′即边沿触发中断的实际时刻。  在使用单片机对中断时刻进行测量时使用两个计数器均设为方式(位计数方式)。其中第一个计数器用于记录从程序开始执行到第一个下降沿到来所经历的时间第二个计数器用来记录程序开始执行到第二个下降沿到来所经历的时间将两个计数器的计数值相减便可以得到两个下降沿之间的时间间隔。由前面的分析可知该时间间隔可能有两种情况:一种是T时间即t′与t′之间的时间间隔另一种是T时间即t′与t′之间的时间间隔。其中T+T=TT时间要小于T时间。通过测量得到T或者T时间,利用式()便可求得下降沿触发中断时刻的实际电平。 测试流程和相应的单片机程序  该单片机的中断服务程序流程如图所示。图 中断服务程序流程  相应的中断服务程序为:    INCR    MOVA,R    CJNEA,#H,SEC    CLRTR    MOVH,TL    MOVH,TH    CLRIE    RETI  SEC:CLRTR    MOVH,TL    MOVH,TH    CLREX    CLREX    RETI  由于程序执行有一定的延时在中断返回后还需对两个计数器的输出值进行校正。本实验采用伟福公司生产的HL仿真器为单片机测量系统测得T值为ms由式()可得:y′=V即当y′约为V时单片机下降沿触发中断。 结论  本文通过设计一简单的波形对单片机的边沿触发中断响应时刻进行了准确的测量从而纠正了国内单片机学习资料在边沿触发中断时刻方面的不明确定义且最终结果经过了实验验证。参考文献 梅丽凤等单片机原理及接口技术北京:清华大学出版社 曹汉房数字电路与逻辑设计武汉:华中科技大学出版社 白驹衍雷晓平单片计算机原理及其应用成都:电子科技大学出版社王朋(硕士)主要研究方向为自动测试与系统李智(教授),主要研究方向为虚拟仪器与系统、自动测试总线与系统。(收稿日期:)推荐阅读:(按住Ctrl鼠标左键点击标题可以打开详细内容)、IC检测方法、什么是遥感技术、什么是无线网址、制冷设备维修技巧、什么是色温、手机RF设计问答、微波简史、微波小知识、卫星导航知识、卫星与遥感技术

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