可測量脈沖寬度的微控制器串行端口

很多工業(yè)與儀表系統都需要測量脈沖輸入的持續時(shí)間，如轉速傳感器、外部系統的門(mén)控與選通脈沖，以及PWM（脈沖寬度調制）輸入的頻率等。設計者是采用片上定時(shí)器和邊沿驅動(dòng)的中斷。但是，如果這些元件不可用，可以用片上的串行同步接收器做這類(lèi)測量。

　　可以根據需要的時(shí)序精度，設定串行接收器的波特率。接收器每8 bit后中斷微控制器?？梢栽趹贸绦蛑胁迦朊}沖寬度采集例程，用于讀取ISR（中斷服務(wù)例程）接收到的字節。它會(huì )統計和累加接收到的0和1字節，以測量出進(jìn)入脈沖的持續時(shí)間（圖1）。

　　算法測量a的是兩個(gè)連續上升沿之間的持續時(shí)間。當微控制器收到一個(gè)既不是0xff也不是0x00的字節時(shí)，就檢測到了一個(gè)上升沿或下降沿。如果一個(gè)字節小于0x80H (100 000b)，則該字節表示一個(gè)上升沿。如果字節等于或大于該值，則該字節表示一個(gè)下降沿。

　　前上升沿將位計數器重置為上升沿字節中拖尾1的個(gè)數，方法是將向右移位。位計數器在每個(gè)字節來(lái)到時(shí)加8，也包括標志下降沿的那個(gè)字節。當計數器接收到后上升沿（由下一個(gè)上升沿字節標志，它大于0x80H但小于00H）時(shí)，它再次統計該字節中領(lǐng)先0的個(gè)數，并將此數加到累加位計數器上。此時(shí)的累加位計數與脈沖鏈的時(shí)間周期相關(guān)，其因數等于波特率。

　　圖2表示一個(gè)200Hz的脈沖鏈，兩個(gè)上升沿之間的時(shí)間為5ms。波特率為256kbaud。在一個(gè)測量周期內，假設前上升沿的標志為0011 1111b。微控制器將其向右移位，統計拖尾1的數目，位計數器初始化為6。這個(gè)計數對應的時(shí)間約為23.43 μs。

　　接下來(lái)，上升沿字節前的每個(gè)字節都使位計數器加8。簡(jiǎn)單計算表明，共有159字節，即1272位。此時(shí)，計算的總位數為1278位，包括在第一個(gè)上升沿字節中收到的6個(gè)1。

　　現在，脈沖鏈遇到了拖尾的上升沿字節，其值為0011 1111b。做這個(gè)計數時(shí)，需要將0左移，統計為兩個(gè)位。兩上升沿之間的總位數就是1280bit。在256 kbaud速率下，這個(gè)數字精確地對應于5 ms或200 Hz。

　　可以根據自己的應用需求，對這種位計數概念作修改。如果只需要測量低周期的脈沖，需要探測一個(gè)下降沿，并累計位數，直到遇見(jiàn)一個(gè)上升沿?？梢詫⑦@種概念用于讀取進(jìn)入的PWM信號，方法是讀取一個(gè)已知進(jìn)入脈沖頻率的高周期。