【正文】 I/O 口，每腳可吸收 8TTL門電流。 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外 部拉低，將輸出電流。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表 4－ 1所示： ：復(fù)位輸入。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。 表 41 P3 口的第二功能 The second feature I P3 引 腳 第二功能 信 號(hào) 名 稱 RXD TXD INT0 INT1 T0 T1 WR RD 串行數(shù)據(jù)接收 串行數(shù)據(jù)發(fā)送 外部中斷 0請(qǐng)求 外部中斷 1請(qǐng)求 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0計(jì)數(shù)輸入 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1計(jì)數(shù)輸入 外部 RAM 寫選通 外部 RAM 讀選通 P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 9./PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。注意加密方式 1 時(shí)， /EA基于單片機(jī) 的電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部 程序存儲(chǔ)器。 振 蕩器特性： XTAL1 和 XTAL2 分別 為反向放大器的輸入和輸出。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。在閑置模式下， CPU 停止工作。 MCS51單片機(jī)允許的時(shí)鐘頻率是因型號(hào)而異的典型值為 12MHZ MCS51內(nèi)部都有一個(gè)反相放大器， XTAL XTAL2分別為反相放大器輸入和輸出端，外接定時(shí)反饋元件以后就組成振蕩器，產(chǎn)生時(shí)鐘送至單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)部件。清“ 0” PD，使振蕩器工作產(chǎn)生時(shí)鐘，單片機(jī)便正常運(yùn)行。 MCS51單片機(jī)有一個(gè)復(fù)位引腳 RST，它是史密特觸發(fā)輸入 (對(duì)于 CHMOS單片機(jī)， RST引腳的內(nèi)部有一個(gè)拉低電阻 )，當(dāng)振蕩器起振后 該引腳上出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期 (即 24個(gè)時(shí)鐘周期 )以上的高電平，使器件復(fù)位，只要 RST保持高電平， MCS51保持復(fù)位狀態(tài)。對(duì)于 MOS(AT89C51)單片機(jī)只基于單片機(jī) 的電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 要接一個(gè)電容至 VCC即可 (見圖 4－ 3)。 RC時(shí)間常數(shù)越大，上電 RST端保持高電平的時(shí)間越長(zhǎng)。 LED有單個(gè) LED和八段 LED之分，也有共陰和共陽(yáng)兩種。 基于單片機(jī) 的電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 此外，要畫出電路圖，首先還要搞清楚他的引腳圖的分布，在了解了正確的引腳圖后才能進(jìn)行正確的字型段碼編碼。 所謂動(dòng)態(tài)顯示，就一位一位地輪流點(diǎn)亮各位顯示器（掃描），對(duì)于每一位顯示器來(lái)說(shuō)，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。本 次 設(shè)計(jì) 要求 的轉(zhuǎn) 速測(cè) 量范 圍60r/min36000r/min，所以只需要 5 位數(shù)碼管即可 。 圖 47 五位動(dòng)態(tài)顯示電路 霍爾傳感器簡(jiǎn)介 霍爾器件概述 霍爾元件是一種基于霍爾效應(yīng)的磁傳感器，已發(fā)展成一個(gè)品種多樣的基于單片機(jī) 的電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 磁傳感器產(chǎn)品族，并已得到廣泛應(yīng)用。 霍爾期間具有許多優(yōu)點(diǎn)，他們的結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，壽命長(zhǎng)，安裝方便，功耗小，頻率高（可達(dá) 1MHZ），耐震動(dòng)，不怕灰塵、水汽及 煙霧等污染或腐蝕。前者輸出模擬量，后者輸出數(shù)字量。它取消了傳感器和測(cè)量電路之間的界限，實(shí)現(xiàn)了材料、元件、電路三位一體。按照輸出信號(hào)的形式，可以分為開關(guān)型集成霍爾傳感器和線性集成霍爾傳感器兩種類型。若不垂直，則應(yīng)求出其垂直分量來(lái)計(jì)算被測(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度值。為保證霍爾器件，尤其是霍爾開關(guān)器件的可靠工作，在應(yīng)用中要考慮有效工作氣隙的長(zhǎng)度。 AH41 霍爾開關(guān) AH41 霍爾開關(guān)電路最適于響應(yīng)變化斜率陡峭的磁場(chǎng)并在磁通密度較弱的場(chǎng)合使用，適用于單極或多對(duì)磁環(huán)工作，它由反向電壓保護(hù)器、電壓調(diào)整器、霍爾電壓發(fā)生器、信號(hào)放大器、史密特觸發(fā)器和集電極開路的輸出級(jí)組成。本次所采用的是 HIN232CP，我們要對(duì)其外圍電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，下面我們將詳細(xì)的敘述。 RS232C 最大傳輸距離為 15m，最高傳輸速率約 20kbps，信號(hào)的邏輯0 電平為 +3V～ +15V。 HIN232CPE 能將 RS232C 電平轉(zhuǎn)換成 TTL 電平，也能將 TTL 電平轉(zhuǎn)換成 RS232C 電平，只需單 +5V 供電，由內(nèi)部升高電路產(chǎn)生 10V～ +12V。以及軟件設(shè)計(jì)的過(guò)程。 下面我們將介紹除數(shù)是如何獲得的： 單片機(jī)的轉(zhuǎn)速測(cè)量完成，定時(shí)器 T0 作為內(nèi)部定時(shí)器，外部中斷來(lái)的時(shí)候讀取 TH0， TL0，并同時(shí)清零 TH0、 TL0，使定時(shí)器再次循環(huán)計(jì)內(nèi)部脈沖。 單片機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算程序 由于本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能是將霍爾傳感器的信號(hào)送到單片機(jī)的外部中斷口，再對(duì)周期方波進(jìn)行內(nèi)部計(jì)數(shù)，調(diào)用計(jì)算程 序把轉(zhuǎn)速測(cè)出來(lái)。 讀取定時(shí)值 調(diào)用除法程序 返 回 除 法 基于單片機(jī) 的電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26 Y N 圖 5－ 3 除法程序流程圖 按照數(shù)制轉(zhuǎn)換方法可以畫出流程圖。 0R R R6 16R7 2*（ R4R5R6） +C R4R5R6（十進(jìn)制運(yùn)算） 返 回 基于單片機(jī) 的電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì) 28 雙字節(jié)整數(shù)拆分程序流程圖如圖 55 圖 5－ 5 雙字節(jié)整數(shù)拆分程序流程圖 顯示程序流程圖如圖 56所示： 程序設(shè)計(jì) 根據(jù)以上設(shè)計(jì)思路和各個(gè)模塊的流程圖即可編寫出本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的程序，注意其中各個(gè)模塊間的參數(shù)傳遞以及堆棧指針等問題，程序設(shè)計(jì)的任務(wù)即可完成，寫出初始的程序，再進(jìn)行上機(jī)調(diào)試，這些我們將具體在下章中加以詳細(xì)敘述。 上電前的調(diào)試 在上電前，我們必須確保電路中不存在斷路或短路情況，這一工作是整個(gè)調(diào)試工作的第一步，也是非常重要的一個(gè)步驟。 單片機(jī)控制部分硬件調(diào)試：這一部分調(diào)試主要 是檢查時(shí)鐘電路、復(fù)位電路是否接對(duì)，單片機(jī)的電源以及地是否接好，以及其他的一些管腳的接法。電路上電檢查 7407是否接上電源和地讓其正常工作。 發(fā)送部分硬件電路調(diào)試：這一部分電路硬件調(diào)試主要完成任務(wù)是使得通過(guò) HIN232CPE電平轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換前后的電平關(guān)系。 LCA51 軟件全面支持匯編語(yǔ)言， C51 語(yǔ)言， PL/M51 語(yǔ)言的編譯 /連接、調(diào)試。用戶可同時(shí)打開多個(gè)窗體編輯、調(diào)試、變量觀察 .用戶可在線對(duì)原文件直接編輯、編譯、連接、加載和調(diào)試，軟件支持編譯錯(cuò)誤源文件定位。跟蹤應(yīng)用程序使用戶能夠在運(yùn)行應(yīng)用程序時(shí)，看到 PC 指針在應(yīng)用源代碼程序中的確切位置， LCA51 提供以下方法對(duì)程序的執(zhí)行進(jìn)行跟蹤。如果是調(diào)用 一函數(shù)，運(yùn)行完整個(gè)函數(shù)并停止在函數(shù)返回處。如果用戶按熱鍵 F4，調(diào)試程序繼續(xù)執(zhí)行程序代碼，直到它到達(dá)光標(biāo)行處或調(diào)試程序遇到另一個(gè)斷點(diǎn)。用戶程序在單步或斷點(diǎn)停下時(shí)，將更新變量的取值。 LCA51 軟件提供一系列更改變量數(shù)值的方法，以便用戶能檢查程序?qū)φ麄€(gè)變量值范圍的反應(yīng)，而無(wú)需為設(shè)置每個(gè)值而重新加載調(diào)試。 首先要對(duì)計(jì)算程序進(jìn)行調(diào)試，其中關(guān)鍵就是那個(gè)四字節(jié)除三字節(jié)的程序顯得尤為重要，在整個(gè)程序中，四字節(jié)的被除數(shù)是確定的常數(shù)，而除數(shù)是測(cè)量記數(shù)的值，當(dāng)各個(gè)模塊調(diào)試時(shí)，我們可以先對(duì)除數(shù)先賦不同的值，利用查看內(nèi)部數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)窗口觀察出計(jì)算出來(lái)的結(jié)果和用計(jì)算器算得的結(jié)果是否一致，可以舉例多次數(shù)據(jù)，確保程序正確，才能得到想得到的數(shù)據(jù)。 PC機(jī)與單片機(jī)之間的通信成功。當(dāng)波形出來(lái)后，顯示的波形不穩(wěn)，而且不夠理想，后來(lái)在信號(hào)線與地之間接了 472的瓷片電容濾波。在波形頻率 改變而轉(zhuǎn)速不改變由于在調(diào)用顯示程序時(shí)候在調(diào)用之后在顯示這里死循環(huán)，不能適時(shí)進(jìn)行計(jì)算了。 結(jié)論與經(jīng)驗(yàn) 結(jié)論 ： 通過(guò)各方面努力，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)完成，系統(tǒng)各部分功能均已實(shí)現(xiàn)，單片機(jī) 能夠測(cè)量出電機(jī)的轉(zhuǎn)速并能顯示在 LED 數(shù)碼管上，并能向上位機(jī) 發(fā)送 數(shù)據(jù) ； 測(cè)量范圍也是比較寬的 60r/min36000r/min，精度也在 %，基于單片機(jī) 的電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì) 36 都達(dá)到了比較理想的狀態(tài)。 基于單片機(jī) 的電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì) 37 參考文獻(xiàn) [1].何立民 .單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編 .北京： 北京航空航天大學(xué)出版社， 1997， 10 [2].張有德 .單片微機(jī)原理、應(yīng)用與實(shí)驗(yàn) .上海 :復(fù)旦大學(xué)出版社 ， 1997， 8 [3].李朝青 .單片機(jī) amp?？偟膩?lái)說(shuō)是可以的，富有收獲的，盡管其中充滿了艱辛與困難。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)是高精度大范圍的電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)，在實(shí)際調(diào)試中遇到的種種問題使我在設(shè)計(jì)與調(diào)試中學(xué)習(xí)到了許多知識(shí)。 除此之外，我們要在擁有扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)的前提條件下，在整個(gè)設(shè)計(jì)與調(diào)試過(guò)程中要有信心和耐心，對(duì)自己有信心，相信自己能夠很好的完成基于單片機(jī) 的電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì) 39 本次設(shè)計(jì)任務(wù)。 總電路圖 基于單片機(jī) 的電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì) 40 1234ABCD4321D C B ATitleNumberRevisionSizeADate:7Oct2013 Sheet of File:D:\畢業(yè)論文\基于單片機(jī)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)電路.ddbDrawn By:P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P0.039P0.138P0.237P0.336P0.435P0.534P0.633P0.732P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728RST/Vpd9P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.5/T115P3.6/WR16P3.7/RD17XTAL218XTAL119GND20PSEN29ALE/P30EA/VPP31VCC40U1AT89C51Y1 12MC130pFC230pFXT1XT2R8220R910kC310uFS1 VCCRST晶振、復(fù)位電路RSTXT1XT2R1。從而從各個(gè)方面得到提高與完善了自己，使自己的各個(gè)方面提高到一個(gè)新的臺(tái)階，同時(shí)為以后的工作打下基礎(chǔ)。讓理 論和實(shí)踐相結(jié)合，以此產(chǎn)生實(shí)際的成果。一種成就感在心頭油然而生。 可以對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的平穩(wěn)性做個(gè)分析。 數(shù)碼管要采用共陰數(shù)碼管，因?yàn)閿?shù)碼管的灌電流可以大些達(dá)到幾十毫安，但是拉電流比較小，采用共陽(yáng)數(shù)碼管可能因?yàn)殡娏鬟^(guò)小而數(shù)碼管不能點(diǎn)亮數(shù)碼管，還有就是接在上拉電阻再接 5V 上，最好采用 1K 的排阻。 （ 6） 后來(lái)在接信號(hào)發(fā)生器時(shí)候要是接正弦波時(shí)候一樣發(fā)生不穩(wěn)定跳轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，由此可以推測(cè)，在傳感器輸入的信號(hào)不是理想的方波，而且電平值不夠大，所以在霍爾傳感器信號(hào)輸出端接濾波電容以及一個(gè) 10K的上拉電阻就可以解決問題了。外部中斷沒有執(zhí)行跟沒有中斷信號(hào)加入有關(guān)系。在電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上還要貼上一