【正文】 I 畢論文 題目： 智能轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 院 （系）： 光電工程學(xué)院 專 業(yè)： 測(cè)控技術(shù)與儀器 II 摘 要 轉(zhuǎn)速是工程中應(yīng)用非常廣泛的一個(gè)參數(shù)，其測(cè)量方法較多，隨著單片機(jī)對(duì)脈沖數(shù)字信號(hào)的處理能力越來越強(qiáng)大，使得全數(shù)字量系統(tǒng)越來越普及，并且使轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)也可以用全數(shù)字化處理。 本文在對(duì)了解轉(zhuǎn)速測(cè)量理論與掌握單片機(jī)原理的基礎(chǔ)上，根據(jù)硬件設(shè)計(jì)，提出系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)方案，構(gòu)建軟件系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)智能轉(zhuǎn)速測(cè)量與顯示的功能。 本設(shè)計(jì)根據(jù)基于 AT89C51 單片機(jī)的測(cè)速測(cè)量電路， 設(shè)計(jì) 出轉(zhuǎn)速測(cè)量軟件 系統(tǒng) ，此系統(tǒng)包含 系統(tǒng)初始化程序的設(shè)計(jì) 、 鍵盤掃描程序的設(shè)計(jì) 、 數(shù)據(jù)接收和處理程序的設(shè)計(jì) 、 顯示程序的設(shè)計(jì)四個(gè)模塊。 對(duì)所設(shè)計(jì)的軟件系統(tǒng)通過 μ Vision3 軟件對(duì)其進(jìn)行程序調(diào)試。 最后，對(duì)構(gòu)建的系統(tǒng)利用設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行調(diào)試，對(duì)測(cè)量指標(biāo)進(jìn)行了分析、比較并提出改進(jìn)方案。在設(shè)計(jì)中測(cè)量方法采用 M法進(jìn)行測(cè)量，編譯語言采用 C 語言進(jìn)行編譯。 本課題完成了軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了智能轉(zhuǎn)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速計(jì)算、顯示功能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)鍵盤的開始 /停止功能，完成了設(shè)計(jì)的要求。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī) 轉(zhuǎn)速測(cè)量 軟件設(shè)計(jì)II Intelligent rotational speed measurement system of software design Abstract Rotational speed is the engineering of a very wide range of parameters, its measurement more, with the SCM digital signal on the pulse of more and more powerful processing capability, making the volume of alldigital system is being increasingly popular, and so rotational speed measurement system can be used to deal with alldigital. In this paper, the understanding of the theory and master rotational speed measurement based on the principle of SCM, the system program design, to build software systems, piler, in order to achieve intelligent Rotational speed measurement and display functions. In this paper, accroding to the tachometric survey system based on the SCM of AT89C51, I designed the software part of it. This system includes four module: the initializer code design, the keyboard scanning code design, the data receiving and processing code design and the displaying code design. I set up them using the software ofμVision3. At last, the builded system is setted up through circuit. The measured index were analysed and pared and the improved programmes were proposed. M method was adopt in the measuring and the language of C was adopt to ple. The design of software system of this project is pleted. The function of calculating and displaying the speed of rotation and the beginning and stoping of keyboard are finished. Finally I achevie the requirment of design. Key words: SCM tachometric survey Software Design 1 目錄 中文摘要 ................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 英文摘要 ............................................... II 1 緒論 ................................................. 1 1． 1 課題研究目的和意義 .......................................... 1 1． 2 轉(zhuǎn)速測(cè)量在國內(nèi)外研究情況 .................................... 1 1． 3 主要內(nèi)容和存在的問題 ........................................ 2 1． 3． 1研究的主要內(nèi)容 ....................................... 2 1． 3． 2需解決的問題 ......................................... 2 2 基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速測(cè)量方法及原理 ........................ 3 單片機(jī)測(cè)量轉(zhuǎn)速的方法 ......................................... 3 轉(zhuǎn)速測(cè)量原理 ................................................. 4 測(cè)周期法“ T 法” ........................................ 4 測(cè)頻法“ M法” .......................................... 4 測(cè)頻測(cè)周法 M/T 法 ....................................... 5 3 智能轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) ............................ 7 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) ............................................... 7 硬 件電路中主要部件的介紹 ..................................... 9 4 智能轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ........................... 11 單片機(jī) C51 的介紹 ............................................ 11 單片機(jī) C 語言與匯編語言 ................................ 11 C51 對(duì)標(biāo)準(zhǔn) C 語言的擴(kuò)展 ................................ 12 程序設(shè)計(jì) .................................................... 12 工作方式及控制字設(shè)置 .................................. 12 變量分配及程序的初始化 ................................ 14 顯示功能的實(shí)現(xiàn) ........................................ 15 鍵盤的功能的實(shí)現(xiàn)與設(shè)計(jì) ................................ 17 2 系統(tǒng)流程 .................................................... 17 5 程序調(diào)試及固化 ...................................... 18 5． 1 單片機(jī)開發(fā)平臺(tái)簡介 ......................................... 18 5． 2 本系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái) ............................................. 18 C51 軟件集成開發(fā)環(huán)境 .............................. 18 程序調(diào)試 .............................................. 18 6 結(jié)論 ................................................ 22 主要研究結(jié)論 ................................................ 22 研究展望 .................................................... 23 參考文獻(xiàn) ............................................... 24 致 謝 ................................................. 24 附錄 1 電路圖 .......................................... 29 附錄 2 源程序 .......................................... 30 1 緒論 1 1 緒論 1． 1 課題研究目的和意義 隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)提高，尤其是單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)以其功能強(qiáng)大，價(jià)格低廉的顯著特點(diǎn)，使全數(shù)字化測(cè)量轉(zhuǎn)速系統(tǒng)得以廣泛應(yīng)用。由于 單片機(jī)在測(cè)量轉(zhuǎn)速方面具有體積小、性能強(qiáng)、成本低的特點(diǎn)，越來越受到企業(yè)用戶的青睞。 轉(zhuǎn)速是工程中應(yīng)用非常廣泛的一個(gè)參數(shù)，其測(cè)量方法較多，而模擬量的采集和模擬處理一直是轉(zhuǎn)速測(cè)量的主要方法，這種測(cè)量方技術(shù)已不能適應(yīng)現(xiàn)代科技發(fā)展的要求，在測(cè)量范圍和測(cè)量精度上，已不能滿足大多數(shù)系統(tǒng)的使用。隨著大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字系統(tǒng)測(cè)量得到普遍應(yīng)用，特別是單片機(jī)對(duì)脈沖數(shù)字信號(hào)的強(qiáng)大處理能力，使得全數(shù)字量系統(tǒng)越來越普及，其轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)也可以用全數(shù)字化處理。在測(cè)量范圍和測(cè)量精度方面都有極大的提高。 常用的檢測(cè)方法有機(jī)械 式，光電式，霍爾式，頻閃法，高壓油管應(yīng)變法等，本課題主要是針對(duì)智能轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。運(yùn)用 51 系列單片機(jī)設(shè)計(jì)一種全數(shù)字化測(cè)速系統(tǒng)，從提高測(cè)量精度的角度出發(fā)，分析討論其產(chǎn)生誤差的可能原因。同時(shí)從實(shí)際硬件電路出發(fā)，分析電路的工作原理，根據(jù)仿真情況提出修改方案和解決辦法。 本課題以單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)的全數(shù)字化測(cè)量轉(zhuǎn)速系統(tǒng)，在工業(yè)控制和民用電器中都有較高使用價(jià)值。一方面它可以應(yīng)用于工業(yè)控制中的某一部分，如數(shù)控車床的電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)和控制 、 水泵流量控制以及需要利用轉(zhuǎn)速檢測(cè)來進(jìn)行控制的許多場(chǎng)合，如車輛的里程表 、 車 速表等。另一方面由于該轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)采用全數(shù)字結(jié)構(gòu)，因而可以很方便的和工業(yè)控制機(jī)進(jìn)行連接，實(shí)行遠(yuǎn)程管理和控制，進(jìn)一步提高現(xiàn)代化水平。并且，幾乎不需做很大改變就能直接作為單獨(dú)的產(chǎn)品使用。總之，轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的研究是一件非常有意義的課題 [1]。 1． 2 轉(zhuǎn)速測(cè)量在國內(nèi)外研究情況 轉(zhuǎn)速是能源設(shè)備與動(dòng)力機(jī)械性能測(cè)試中的一個(gè)重要的特性參量，因?yàn)閯?dòng)力機(jī)械的許多特性參數(shù)是根據(jù)它們與轉(zhuǎn)速的函數(shù)關(guān)系來確定的，例如壓縮機(jī)的排氣量 、 軸功率 、內(nèi)燃機(jī)的輸出功率 等等，而且動(dòng)力機(jī)械的振動(dòng) 、 管道氣流脈動(dòng) 、 各種工作零件的磨損狀態(tài)等都與轉(zhuǎn)速密切相 關(guān)。 轉(zhuǎn)速測(cè)量的方法很多，測(cè)量儀表的型式也多種多樣，其使用條件和測(cè)量精度也各不相同。根據(jù)轉(zhuǎn)速測(cè)量的工作方式可分為兩大類：接觸式轉(zhuǎn)速測(cè)量儀表與非接觸式轉(zhuǎn)速測(cè)量儀表。前者在使用時(shí)必須與被測(cè)轉(zhuǎn)軸直接接觸，如離心式轉(zhuǎn)速表 、磁性轉(zhuǎn)速表與測(cè)速發(fā)電機(jī)等；后者在使用時(shí)不需要與被測(cè)轉(zhuǎn)軸接觸 ,如光電式轉(zhuǎn)速表 、 電子數(shù)字式轉(zhuǎn)速表 、 閃光測(cè)速儀等。測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的傳統(tǒng)方法是使用光西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 電式轉(zhuǎn)速表測(cè)量。用這種方法測(cè)量時(shí) ,既要在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸上粘貼光標(biāo)紙，又要求測(cè)量人員把轉(zhuǎn)速表與光標(biāo)紙的距離控制在很近的范圍 ,測(cè)量十分不方便。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā) 展 ,轉(zhuǎn)速測(cè)量儀表已步入現(xiàn)代化 、 電子化的行列。過去曾經(jīng)使用過的接觸式測(cè)量儀表 , 如離心式轉(zhuǎn)速表 、 磁性轉(zhuǎn)速表 、 微型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速表及鐘表是定時(shí)轉(zhuǎn)速表，均已先后受到冷落；而利用已知頻率的閃光與被測(cè)軸轉(zhuǎn)速同步的方法來測(cè)速的閃光測(cè)速儀，雖屬非接觸式儀表，目前仍有應(yīng)用 ,但也退居次要地位。代之而起的是非接觸式的電子與數(shù)字化的測(cè)速儀表。這類轉(zhuǎn)速儀表大多具有體積小 、 重量輕 、讀數(shù)準(zhǔn)確、 使用方便等優(yōu)點(diǎn)，容易實(shí)現(xiàn)電腦熒屏顯示和打印輸出，能夠連續(xù)的反映轉(zhuǎn)速變化，既能測(cè)定發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定