单片机综合设计讲义薛晓书李克艰西安石油大学电子工程学院仪器系前言在“单片微机原理及应用”课程中，我们学习了MCS-51单片机的基本知识和一些接口技术，了解和初步掌握了MCS-51单片的基本性能和使用方法。但仅凭此基础而进行单片机应用系统的开发研究是远远不够的，这个问题在毕业设计中表现比较突出。为此，我们在教学计划中设置了“单片机综合设计”这个教学环节，试图在学习“单片微机原理及应用”课程基础上，通过学习一个难度比较适中，而又实际的单片机应用系统的分析和设计实例，使学生了解和初步掌握单片机应用系统的分析和设计方法，以及所要求的基本的软、硬件开发环境和工具。以提高学生的工程实践开发能力。我们选择了简易数字频率计做为实例。这是1999年第三届全国大学生电子设计竞赛试题，其设计指标及难度适中，涉及到的硬件、软件均比较丰富，而且与其它几门功课的教学联系比较紧密，教学量容易把握。以此做为单片机综合设计的基本教学内容，可以达到我们希望的教学目的。本讲义由薛晓书同志编写，李克艰同志绘制了部分电路图，两同志一起制做了实验装置，并对硬、软件进行了调试。“单片机综合设计”课程设计由薛、李两同志合作开发完成，工作量比较大。在此做一说明。编者1999．11．25目录第三届全国大学生电子设计竞赛试题（1997）……………………………………(1)第一章简易数字频率计的硬件设计………………………………………………(2)第一节频率及周期的测量及误差分析…………………………………………(2)一、电子计数器测频原理与误差分析…………………………………………(2)二、电子计数器测周方法及误差分析…………………………………………(4)第二节简易数字频率计硬件设计的基本要求…………………………………(4)一、测频、测周、测脉宽、测占空比…………………………………………(5)二、闸门时间、时标脉冲、测频测周交界频率、计数器……………………(5)第三节简易数字频率计的硬件设计……………………………………………(7)一、方案确定……………………………………………………………………(7)二、简易频率计的工作状态及工作步骤………………………………………(9)三、部分硬件电路说明…………………………………………………………(9)第二章简易数字频率计的软件设计………………………………………………(16)第一节简易数字频率计的操作方法…………………………………………(16)第二节主要程序流程框图……………………………………………………(17)一、主程序流程框图……………………………………………………………(17)二、测频子程序流程框图………………………………………………………(18)三、测周子程序流程框图…………………………………………………………(19)四、测脉宽子程序流程框图……………………………………………………(20)五、三字节二进制整数转三字节浮点数模块流程框图…………………………(20)六、测占空比子程序流程框图…………………………………………………(21)七、调整刷新时间子程序框图…………………………………………………(22)第三节简易数字频率计的程序及说明…………………………………………(22)一、主程序………………………………………………………………………(22)二、测频子程序…………………………………………………………………(23)三、测周子程序…………………………………………………………………(28)四、测脉宽子程序…………………………………………………………………(34)五、测占空比子程序……………………………………………………………(36)六、调整刷新时间子程序………………………………………………………(40)七、刷新时间延时子程序………………………………………………………(40)八、显示子程序…………………………………………………………………(41)九、通用规格化子程序…………………………………………………………(43)十、浮点数取数子程序…………………………………………………………(44)十一、浮点数存数子程序………………………………………………………(44)十二、16位二进制整数转换为浮点数子程序…………………………………(44)十三、定点无符号双字节小数乘法子程序……………………………………(45)十四、三字节浮点数乘法子程序………………………………………………(45)十五、定点无符号双字节小数除法子程序……………………………………(46)十六、三字节浮点数除法子程序………………………………………………(47)十七、二进制浮点数转为十进制浮点数子程序………………………………(