【正文】 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)波形出來后，顯示的波形不穩(wěn)，而且不夠理想，后來在信號(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。 本章小結(jié) 本章主要對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行綜合調(diào)試以及遇到的故障解決方案。 ，由于經(jīng)驗(yàn)不足，沒有考慮。 本次設(shè)計(jì)得出以下經(jīng)驗(yàn)： 5V 直流電源供電， 霍爾傳感器要選用工作電壓的范圍包含 5V 電壓的可以省去再用一個(gè)電源的麻煩，單片機(jī)等都是工作在 TTL 電平的，霍爾傳感器輸出的波形應(yīng)為 TTL 電平，以便單片機(jī)能夠識(shí)別。 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)軸上還要貼上一粒磁鋼，利用霍爾效應(yīng)產(chǎn)生方波。 最后、拆分壓縮 BCD碼十進(jìn)制以及最后的顯示程序，可以利用上述提到的各種方法，觀察 3034H內(nèi)部的數(shù)據(jù)，緩沖數(shù)據(jù)的觀察檢查完畢后，調(diào)用顯示程序，觀察數(shù)碼管上顯示的數(shù)據(jù)是否是內(nèi)存緩沖中需要顯示的數(shù)據(jù)。用戶可以在輸入框中輸入十六進(jìn)制或十進(jìn)制數(shù)據(jù)。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 34 用戶還可以打開程序空間窗口、內(nèi)部數(shù)據(jù)窗口、外部數(shù)據(jù)窗口進(jìn)行數(shù)據(jù)塊觀察。 LCA51 軟件提供了以下幾種方法對(duì)變量進(jìn)行查看。 注意：如果用戶調(diào)試高級(jí)語(yǔ)言，因?yàn)橄到y(tǒng)要占用 2 個(gè)斷點(diǎn)，所以可設(shè)置的斷點(diǎn)數(shù)為最大斷點(diǎn)個(gè)數(shù)減 2。但是，如果調(diào)用一函數(shù)，則進(jìn)入函數(shù)中，再執(zhí)行函數(shù)的第一條源語(yǔ)句行前停止。 調(diào)試主要方法和技巧： 通常一個(gè)調(diào)試程序應(yīng)該具備至少四種性能：跟蹤、斷點(diǎn) 、查看變量、更改數(shù)值。用戶可自定義各種語(yǔ)言的關(guān)鍵詞 .軟件完全支持源語(yǔ)句級(jí)在線調(diào)試。 軟件調(diào)試 單片機(jī)程序調(diào)試思路： 單片機(jī)部分調(diào)試工作的完成主要應(yīng)用 LCA51 軟件來完成，這一部分工作首哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 33 先將轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)中的各個(gè)模塊 —— 計(jì)算程序中的除法程序、雙字節(jié)的二 十進(jìn)制數(shù)制轉(zhuǎn)換程序，壓縮 BCD 碼十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為非壓縮 BCD 碼的程序以及顯示部分程序調(diào)試好，不斷調(diào)試，不斷修改直到正確為止。只需要接仿真機(jī)上編寫一個(gè)小程序讓 5位 LED全亮，或者讓它們其中的某位點(diǎn)亮，也可以顯示不同的數(shù)字，根據(jù)要求給 P0口， P2口分別賦值。 LED電路調(diào)試：由于數(shù)碼管采用的 是動(dòng)態(tài)掃描的方式點(diǎn)亮的。 特別是數(shù)碼管的連接部分，有 PROTEL制作的 PCB確保要和原理圖上的圖一致，有些在電路板上沒法連接的線路，要用短接線把接好，對(duì)照著原理圖部分，一部分一部分地用萬(wàn)用表測(cè)量，注意焊點(diǎn)之間，確保焊點(diǎn)沒有短接在一起，同時(shí)注意焊點(diǎn)的美觀，確保沒有開 路以及短路的現(xiàn)象出現(xiàn)。 硬件調(diào)試 硬件調(diào)試主要是針對(duì)我的轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的單片機(jī)硬件電路分別進(jìn)行調(diào)試 。 本文設(shè)計(jì)的測(cè)速系統(tǒng)，是軟硬結(jié)合的系統(tǒng)，核心部分是主體硬件，而運(yùn)行在單片機(jī)上的軟件程序則是完成控制硬件運(yùn)行、測(cè)速計(jì)算以及 顯示控制等工作的主體。 被除數(shù)初始化 讀取定時(shí)值 調(diào)用除法程序 返 回 開 始 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 28 圖 3－ 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 開始 0R R R6 16R7 N Y 除 法 移位次數(shù) 計(jì)數(shù)器 被除數(shù)左移 1 位 被除數(shù) 除數(shù) 上商 1，減去除數(shù) 上商 0 返回 計(jì)數(shù)器減 1 計(jì)數(shù)器 =0？ 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 29 圖 3－ 4 雙字節(jié)整數(shù)二翻十程序流程圖 單片機(jī)顯示部分可以用來顯示計(jì)算出來的數(shù)據(jù)的。 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。 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。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 26 第 3章 軟件設(shè)計(jì) 單片機(jī)轉(zhuǎn)速程序設(shè)計(jì)級(jí)思路過程 單片機(jī)測(cè)量轉(zhuǎn)速可以 分為若干模塊，然后在主程序中調(diào)用各個(gè)模塊， 流程圖如下圖所示。 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。 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。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。 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。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。若不垂直，則應(yīng)求出其垂直分量來計(jì)算被測(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度值。 集成霍爾傳感器的輸出是經(jīng)過處理的霍爾輸出信號(hào)。 集成 霍爾傳感器是利用硅集成電路工藝將霍爾元件和測(cè)量線路集成在一起的一種傳感器。 按照霍爾器件的功能可將他們分為：霍爾線性器件和霍爾開關(guān)器件?；魻柶骷曰魻栃?yīng)為其工作基礎(chǔ)。 對(duì)于圖 29 中的 5 位顯示器，在 AT89C51RAM 存貯器中設(shè)置五個(gè)顯示緩沖器單元 30H－ 35H，分別存放 5 位顯示器的顯示數(shù)據(jù)， AT89C51 的 P2 口掃描輸出總是只在一位為低電平，即 5 位顯示器中僅有一位公共陰極為低電平，其它位為高電平， AT89C51 的 P0 口相應(yīng)位（陰極為低）的顯示數(shù)據(jù)的段數(shù)據(jù)，使該位顯示出一個(gè)字符，其它們?yōu)榘担来蔚馗淖?P2 口輸出為高的位， P0 口輸出對(duì)應(yīng)的段數(shù)據(jù)， 5 位顯示器就顯示出由緩沖器中顯示數(shù)據(jù)所確定的字符。若顯示器的位數(shù)不大于 8 位，則控制顯示器公共極電位只需 8 位口（稱為掃描口），控制各位顯示器所顯示的字形也需一個(gè) 8 位口（稱為段數(shù)據(jù)口）。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 19 12345671 41 31 21 11 0987 4 0 71 A1 Y2 A2 Y3 A3 YG N D V C C6 A 6 Y5 A 5 Y4 A4 Y 圖 28 7407 管腳的結(jié)構(gòu) 顯示方式： 為了節(jié)省 I/O 口線，我們采用的動(dòng)態(tài)顯示方式。 1 位顯示器由八 個(gè)發(fā)光二極管組成，其中七個(gè)發(fā)光二極管 ag 控制七個(gè)筆畫（段）的亮或暗，另一個(gè)控制一個(gè)小數(shù)點(diǎn)的亮和暗，這種筆畫式的七段顯示器能顯示的字符較少，字符的開頭有些失真，但控制簡(jiǎn)單，使用方便。 LED是屬于電流控制器件，使用時(shí)必須加限流電阻。 10MHZ時(shí)約為 1ms， 1MHZ 時(shí)約為 10ms，所以一般為了可靠的復(fù)位， RST 在上電應(yīng)保持 20ms 以上的高電平。 單片機(jī)采用的復(fù)位方式是自動(dòng)復(fù)位方式。 圖 24 CMOS 型單片機(jī)時(shí)鐘電路框圖 復(fù)位電路 計(jì)算機(jī)在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)都需要 復(fù)位，使中央處理器 CPU 和系統(tǒng)中的其它部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。振蕩器工作受 /PD 端控制，由軟件置“ 1” PD（即特殊功能寄存器）使 /PD＝ 0， 振蕩器停止工作，整個(gè)單片機(jī)也就停止工作，以達(dá)到節(jié)電目的。 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。在閑置模式下， CPU 停止工作。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(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。 振蕩器特性： XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN信號(hào)將不出現(xiàn) ； 10./EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 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) ； 口： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4個(gè)TTL 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。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高 ； 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。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器， AT89C 單片 機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 圖 22 單片機(jī)部分硬件框圖 單片機(jī)模塊 根據(jù)系統(tǒng)功能要求以及單片機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)思路（如圖 22）對(duì)單片機(jī)模塊復(fù)位電路 時(shí)鐘電路 CPU 執(zhí)行單元 顯示電路 發(fā)送電路 傳感器 單 片 機(jī) AT89C51 電 平 轉(zhuǎn) 換 電 路 LED 顯示 驅(qū)動(dòng)電路 送 PC 機(jī)界面 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12 進(jìn)行設(shè)計(jì)，要使單片機(jī)準(zhǔn)確的測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速，并且使測(cè)出的數(shù)據(jù)能顯示出來，所以整個(gè)單片機(jī)部分分為傳感器電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、執(zhí)行元件以及顯示電路五個(gè)部分。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 圖 21 系統(tǒng)硬件電路 硬件電路設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)總體設(shè)計(jì)要求，在選擇的機(jī)型的基礎(chǔ)上，具體確定系統(tǒng)中所要使用的元器件，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的原理框圖、電路原理圖。 主要內(nèi)容 ： 部分主要是把轉(zhuǎn)速顯示出來，顯示范圍 6036000r/min ，送 RS232 向 PC 發(fā)送數(shù)據(jù)。 系統(tǒng)主要完成以下功能： 測(cè)量系統(tǒng)： ； ； 5位 LED 上，精度為 %； ； 9針 RS232 即可； 通信部分： Visual Basic 編制 RS— 232 通信軟件； ； 適時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)的記錄，用時(shí)間曲線表示； 根據(jù)系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能以及要求，要實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的轉(zhuǎn)速測(cè)量主要是各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)，定時(shí)器記數(shù)功能、以及 LED 驅(qū)動(dòng)、電平轉(zhuǎn)換及 PC 機(jī)之間的通信。充分發(fā)揮了單片機(jī)的性能。這兩種測(cè)速方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，“ M”法一般用于高速測(cè)量在轉(zhuǎn)速較低時(shí)，測(cè)量誤差較大，而且，檢測(cè)裝置對(duì)轉(zhuǎn)速分辨能力也變差；而“ T”法一般用于低速測(cè)量，速度越低測(cè)量精度越高，但在測(cè)量高轉(zhuǎn)速時(shí)，誤差較大；結(jié)合這兩種測(cè)量方法就可以地出第三種測(cè)量方法，即‘ M/T’法結(jié)合這兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，一方面象“ M”法那樣在對(duì)傳感器發(fā)出的脈沖計(jì)數(shù) 的同時(shí)，也象“ T”法那樣計(jì)取脈沖的時(shí)間，通過計(jì)算即可得出轉(zhuǎn)速值。常用的傳感器種類有光電傳感器、電磁式傳感器、電容式傳感器等，而測(cè)量方法上有測(cè)量轉(zhuǎn)速周期、轉(zhuǎn)速頻率等。 4． 由變換器構(gòu)成直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可有效克服以往的直流調(diào)速中的諧波大、功率因數(shù)低的問題，是一種節(jié)能的調(diào)速方案。 轉(zhuǎn)速測(cè)量部分 本測(cè)量系統(tǒng)采用 89C51 單片機(jī)控制，利用霍爾元件由轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的脈沖，對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行測(cè)量，原理框圖如圖 12 所示。 直流電機(jī)具有良好的起、制動(dòng)性能，易于在寬廣范圍內(nèi)平滑調(diào)速，所以長(zhǎng)期以來在要求調(diào)速指標(biāo)較高的場(chǎng)合獲得了廣泛應(yīng)用。開關(guān)量輸出控制有時(shí)序開關(guān)、邏輯開關(guān)、信號(hào)開關(guān)陣列等，通常，這些開關(guān)量也是通過 I/O 口或擴(kuò)展 I/O 口輸出。對(duì)于模擬量的采集，則應(yīng)。典型的應(yīng)用系統(tǒng)是單片機(jī)要完成工業(yè)測(cè)控功能所必須具備的硬件結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，它包括系統(tǒng)擴(kuò)展和系統(tǒng)配置兩部分內(nèi)容。 單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)