基于8098單片機的脈沖測量儀的軟硬件介紹

　　摘要：本文給出基于8098單片機的脈沖測量儀的硬件、軟件及抗干擾措施。實際使用證明該測量儀穩定、可靠、精度高、測量速度快。
　　
　　1、測量原理
　　
　　8098單片機具有性能十分優良的高速輸入輸出通道，HSO0～HSO5為高速輸出通道，能產生輸出寬度與周期均可調的脈沖波（PWM）。HSI0～HSI3為高速輸入通道，CPU通過它們可以同時接受來自外部的4個脈沖信號，并且隨時記錄脈沖信號中的高、低電平出現的時間，非常適用于對脈沖參數的檢測。
　　
　　以高速輸入通道HSI為例，HSI部件有自己的中斷功能，當控制寄存器IOC1，7=1時，FIFO存儲區裝滿事件后發出中斷請求，如果IOC1，7=0，則保持寄存器在裝入事件后發出中斷請求，兩種原因引起的中斷請求可通過查詢狀態寄存器IOS1而鑒別：如果FIFO存儲區滿時，IOS1，6=1，反之，IOS1，6=0；如果保持寄存器內有值時，IOS1，7=1，反之，IOS1，7=0。同時，HSI0也有自己的中斷，只要HSI0引腳上有事件發生，便可以提出中斷請求。HSI有方式寄存器HSIMODE、狀態寄存器HSISTATUS和時間寄存器HSITIME。HSI的方式寄存器HSIMODE可以規定每個通道的四種工作方式如下：
　　
　　①方式0：每8次正跳變后即觸發；②方式1：每次正跳變時即觸發；③方式2：每次負跳變時即觸發；④方式3：每次跳變（正或負）時即觸發。
　　
　　跳變檢測器按HSIMODE寄存器規定的工作方式對HSI0～HSI3共4個通道的輸入信號進行監視與檢測，并將有關引腳電平狀態的檢測結果送狀態寄存器HSISTATUS，同時還將有關事件是否發生的信息送入FIFO單元。時間寄存器HSITIME的內容為事件發生時記錄下來的定時器T1的當前值。
　　
　　1.1硬件電路
　　
　　圖1是由8098單片機組成的脈沖測量儀的電路原理圖。脈沖測量的結果由8個數碼管顯示，左邊4個用于脈沖寬度（μs）的顯示，右邊4個用于脈沖周期（μs）的顯示。　　
　　脈沖測量儀的輸入端，即單片機的HSI0引腳與脈沖信號發生器的輸出端（Vout）連接，單片機的Vss與脈沖信號發生器的GND相連。
　　
　　1.2軟件設計
　　
　　整個軟件由兩大部分組成：主程序和HSI位0中斷服務程序。主程序如下：　　
　　
　　　　
　　系統中有一個16位的看門狗（WDT）硬件定時電路，當系統復位時，WDT停止工作，可在軟件中設定WDT清零指令，當軟件運行時即起動WDT，如果軟件有故障時，會造成WDT溢出而復位，從而防止程序跑飛。另外，單片機的電源采用了隔離變壓器和低通濾波網絡。在單片機的復位電路中，為防止毛刺和雜波的干擾，在其RESET引腳與地之間，接入了一個提高抗*力的容值很小的電容。同時，8098單片機為提高供電的可靠性，其Vpd還單獨接到一個+5V的電池上，一旦+Vcc消失時，可以起到掉電保護的作用。
　　
　　本系統經過使用，具有穩定、可靠、精度高、測量速度快等特點。在硬件上不需作改變，只是將脈沖發生器的輸出Vout同時接到單片機的HSI0和HSI1，再運行相應的程序即可對連續發生的兩個事件在時間間隔（如窄脈沖）很短時的連續脈沖使用多通道法進行測量。