【正文】 ny sensorsalong the line. A basic measurementin steel lines is the determination ofthe exact linear speed of some portions of the are several techniques for measuring linearspeed. Today, the most mon method is the use ofencoders in the cylinders over which the strip is the diameter, it is easy to measure the linearspeed. In some applications, however, the sliding betweenthe rolls and the strip gives rise to serious errors in systems that measure the speed without contact with thestrip by using the Doppler method or interference principle are also possible solutions. Laser sensors offer high accuracy (around %) in the 1,000 m/min range, but their cost is quite high (over US$10,000) and they are rather sensitive to the ambient [1], we presented the basics of a novel magnetic, contactless speed measurement system that uses custommade amorphous wire sensors. In this article, we will ment on the plete speed measurement system for steel lines,with a cost lower than US$300, a range up to 800 m/min, and accuracy of about %. Accuracy is influenced by the position of the sensors. The prototype developed for Aceralia places both sensors 4 cm away from the steel strip (nominal distance), allowing for variations of 177。在調(diào)試中不斷發(fā)現(xiàn)問題進而解決問題，這是一個再學習的過程，其本身就是對自己的一次鍛煉，培養(yǎng)了自己獨立思考，動手解決問題的能力。整個畢業(yè)設計過程是對自己大學四年所學知識歸納總結和應用，也就是把理論知識用到實踐之中去。但看到自己的成果時，所有的艱辛與疲倦都拋到了九霄云外。致謝本文介紹的應用于單片機系統(tǒng)在電機轉(zhuǎn)速這一領域的應用，具有硬件電路簡單、成本低廉、編程方便、通信可靠性高的特點，實現(xiàn)了單片機對電機轉(zhuǎn)速的測量以及和PC通信的數(shù)據(jù)傳送。結論通過各方面努力，本次畢業(yè)設計任務完成，系統(tǒng)各部分功能均已實現(xiàn)，單片機能夠測量出電機的轉(zhuǎn)速并能顯示在LED數(shù)碼管上，并能向上位機發(fā)送數(shù)據(jù)；測量范圍也是比較寬的60r/min36000r/min，%，都達到了比較理想的狀態(tài)。，是一位一位的顯示，在位選信號這里出現(xiàn)了問題，在左移的時候出現(xiàn)問題，以及顯示完一個字型后調(diào)用的延時時間不合理導致顯示不穩(wěn)定，出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，改變時間到1毫秒左右就差不多對了。波形得到了大大改善；，中斷入口地址，發(fā)現(xiàn)中斷定時0的地址寫成中斷定時1的入口地址了。 故障分析與解決方案故障出現(xiàn)情況：，產(chǎn)生波形不穩(wěn)，不管是定時中斷還是外部中斷；；，而且在波形頻率變化下顯示轉(zhuǎn)速卻不變，顯示不穩(wěn)定；，接電機不穩(wěn)定，PC機接收亂碼；解決方案（針對上述故障一一對應的解決方案）：，中間引腳接地，數(shù)據(jù)線接單片機的外部中斷0。其次、二進制到十進制的轉(zhuǎn)換，我們依然可以利用上述列舉的方法，多次給出數(shù)據(jù)，然后運行程序，可以設置觀察變量，觀察出程序轉(zhuǎn)換的結果。在更改對話框中用戶輸入要更改的取值，點擊確定按鈕。用戶可以直接移動鼠標到相應的變量名上，點擊鼠標左鍵，將出現(xiàn)一個提示窗口，顯示這個變量的當前值。顯然，通過一系列指令查看應用程序，了解導致某一錯誤的執(zhí)行也是一種非常有效的方法。如果已知程序中某塊代碼實際運行正常的情況下，仍用跟蹤調(diào)試方法，將大大浪費時間，而且很枯燥，因此調(diào)試中第二個重要工具是在源代碼中預定處設置斷點，大多數(shù)調(diào)試程序通過使用斷點中止程序執(zhí)行。跟蹤型單步執(zhí)行一條源語句程序。調(diào)試時用戶可動態(tài)觀察、修改設定變量（包括CPU片內(nèi)寄存器、特殊寄存器及外部寄存器、內(nèi)存）的值。 LCA51軟件全面支持匯編語言，C51語言，PL/M51語言的編譯/連接、調(diào)試。：這一部分電路硬件調(diào)試主要完成任務是使得通過HIN232CPE電平轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換前后的電平關系。電路上電檢查7407是否接上電源和地讓其正常工作。：這一部分調(diào)試主要是檢查時鐘電路、復位電路是否接對，單片機的電源以及地是否接好，以及其他的一些管腳的接法。在上電前，我們必須確保電路中不存在斷路或短路情況，這一工作是整個調(diào)試工作的第一步，也是非常重要的一個步驟。開始30HR0，表首地址DPTR，（R1）=0FEH（R0）賦值給AA+DPTR賦值給P0（R1）=P1，（R1）=A，RL AINC R0 ，A=（R1）（R1）=0DFH？結束N 圖3－6 顯示程序流程圖 本章小結本章主要介紹了程序設計原理以及程序的設計思路。顯示部分程序分為兩部分：十進制BCD轉(zhuǎn)換成非壓縮BCD碼；查表程序顯示數(shù)據(jù)。 二十進制轉(zhuǎn)換程序計算程序計算出來的數(shù)據(jù)為二進制，存到50H、51H單元中以便發(fā)送程序中調(diào)用傳送數(shù)據(jù)到計算機，計算機可識別二進制，然而，我們需要在LED上顯示，查表程序需要拆分的BCD碼，所以二進制必須先轉(zhuǎn)換成BCD后才能拆分。三字節(jié)組成除數(shù)，上面的常數(shù)為四字節(jié)，所以計算程序?qū)嶋H上就是調(diào)用一個四字節(jié)除三字節(jié)商為兩字節(jié)（最高轉(zhuǎn)速36000r/min足夠）的程序。其中，N是內(nèi)部定時器的計數(shù)值，為三字節(jié)，分別由TH0，TL0，VTT構成；Tc為時基，所以Tc不在是1um，而是12M/，帶入上面公式，即可得到轉(zhuǎn)速的精確計算公式：N=60*11059200/12N=55296000/N。HIN232CPE芯片引腳排列和外部元件連接線路如圖213所示。電氣特性：EIARS232C對電器特性、邏輯電平和各種信號線功能都作了規(guī)定；在TxD和RxD上：邏輯1(MARK) =3V～15V邏輯0(SPACE)=+3～＋15V在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制線上：信號有效（接通，ON狀態(tài)，正電壓）＝+3V～+15V信號無效（斷開，OFF狀態(tài)，負電壓）＝3V～15VDB9是RS232信號線的連接器，其連接器的機械特性見圖(211)，表21所示RS232信號線名稱、符號以及對應在DB9上的針腳號。該必發(fā)器的數(shù)據(jù)傳輸速率最好設在9600b/s為宜，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴ｋ妳?shù)： 參數(shù) 符號 測試條件 量值 單位 最小 典型 最大電源電壓 VCC 輸出低電平電壓 Vout Iout=20mA BBOP200400mV輸出高電平電流 IOFF Vout=24V B 電源電流ICCVCC=24V 輸出端開路 10 mA輸出上升時間 trVcc=12V RL= CL=輸出下降時間tfVcc=12V RL= CL= 產(chǎn)品特點:、可靠性高應用:. 霍爾開關元件的電路圖：圖210 霍爾傳感器的電路圖 發(fā)送模塊根據(jù)系統(tǒng)功能要求，要使單片機測量的轉(zhuǎn)速能夠向上位機發(fā)送數(shù)據(jù)，硬件電路中必須要考慮到單片機的發(fā)送部分，由于單片機通過串口發(fā)送出來的是TTL邏輯電平（0V和5V），而計算機RS232總線上輸入、輸出數(shù)據(jù)和控制信號為+12V左右的電壓，單片機要和PC的上位機通信就必須是電平一致，所以發(fā)送部分關鍵的部分是電平轉(zhuǎn)換和串口發(fā)送，電平轉(zhuǎn)換可以用模擬器件進行轉(zhuǎn)換，但是為了方便起見，本次設計采用的是集成芯片，一個芯片加上它的外圍電路即可完成電平的轉(zhuǎn)換的工作。在封裝好的霍爾電路中，霍爾片的深度在產(chǎn)品手冊中會給出。例如，用一個54（mm3）的釹鐵硼Ⅱ號磁鋼，就可在它的磁極表面上得到約2300高斯的磁感應強度。開關型集成霍爾傳感器是把霍爾元件的輸出經(jīng)過處理后輸出一個高電平或低電平的數(shù)字信號。集成霍爾傳感器與分立相比，由于減少了焊點，因此顯著地提高了可靠性。按被檢測的對象的性質(zhì)可將它們分為：直接應用和間接應用。霍爾線性器件的精度高、線性度好；霍爾開關器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回調(diào)、位置重復精度高（可達um級）?；魻栐且环N磁傳感器。5位共陰極顯示器和AT89C51的接口邏輯如圖28所示。顯示器的亮度既與導通電流有關，也與點亮時間和間隔時間的比例有關。才能顯示出正確的數(shù)字來，如圖27所示，為七段數(shù)碼管的管腳圖。顯示器結構：常用的七段顯示器的結構如圖26所示。若復位電路失效，加電后CPU從一個隨機的狀態(tài)開始工作，系統(tǒng)就不能正常運轉(zhuǎn)。在加電瞬間，電容通過電阻充電，就在RST端出現(xiàn)一定時間的高電平，只要高電平時間足夠長，就可以使MCS51有效的復位。此時ALE、PSEN、P0、PPP3口都 輸出高電平。圖中SYS為晶振或陶瓷諧振器，振蕩器產(chǎn)生的時鐘頻率主要由SYS參數(shù)確定（晶振上標明的頻率）。AT89C51是屬于CMOS8位微處理器，它的時鐘電路在結構上有別于NMOS型的單片機。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復編程以前，該操作必須被執(zhí)行。石英振蕩和陶瓷振蕩均可采用。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）；：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0；9./PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存貯器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機。另由于PC系列微機串行口為RS232C標準接口，與輸入、輸出均為TTL電平的89C51單片機在接口規(guī)范上不一致，因此TTL電平到RS－232接口電平的轉(zhuǎn)換采用HIN232CP接口芯片，該芯片可以用單電壓（+5V）實現(xiàn)RS232接口邏輯“1”（3V～15V）和邏輯“0”（+3V～+15V）的電平轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)組成及框圖：本系統(tǒng)通信部分是單片機經(jīng)電平轉(zhuǎn)換電路HIN232CP之后，通過串口RS232發(fā)送數(shù)據(jù)，由PC微機接收，微機部分用Visual Basic軟件編寫的界面作為PC機部分與單片機進行串口之間通信。以它為系統(tǒng)核心的控制模塊可實現(xiàn)主從控制，完成預定的任務。第2章 硬件電路設計 系統(tǒng)總體功能概述系統(tǒng)主要實現(xiàn)功能是:AT89C51單片機接收霍爾傳感器傳來的脈沖信號,單片機根據(jù)外部中斷,以及內(nèi)部定時器進行記數(shù)計算出電機轉(zhuǎn)速送到LED顯示，同時數(shù)據(jù)傳給PC機,并在PC機屏幕上顯示出來。 主要內(nèi)容本設計主要用AT89C51作為控制核心，由霍爾傳感器、LED數(shù)碼顯像管、HIN232CPE電平轉(zhuǎn)換、及RS232構成。這種以測量頻率來實現(xiàn)測量轉(zhuǎn)速的方法，稱測頻法。計數(shù)式方法是用某種方式讀出一定時間內(nèi)的總轉(zhuǎn)數(shù)；模擬式方法是測出由瞬時轉(zhuǎn)速引起的某種物理量的變化；同步式是用利用已知的頻率與旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)同步來測量轉(zhuǎn)速，根據(jù)不同的轉(zhuǎn)換方式，測試方法參看表 11 所示。性能特點：1．89C51配合晶體管的雙極式可逆 PWM 變換器構成直流電機驅(qū)動系統(tǒng)，可獲得高性能的調(diào)速性能指標；2．直流電機驅(qū)動系統(tǒng)結構簡單，省去了復雜的換流裝置，因此體積小，成本低，加之采用硬軟件結合的微機控制方式，提高了系統(tǒng)的可靠性和抗干擾性。調(diào)速系統(tǒng)主電路線路簡單，所用的功率元件少；開關頻率高，可達到1000～4000Ｈｚ，電流易連續(xù)，諧波少，脈動小，電機損耗和發(fā)熱都較??；低速性能好，穩(wěn)態(tài)精度高，因而調(diào)速范圍寬；調(diào)速系統(tǒng)頻帶寬，快速響應性能好，動態(tài)抗擾能力強；主電路元件工作在開關狀太。 轉(zhuǎn)速測量在國民經(jīng)濟中的應用轉(zhuǎn)速測量的應用系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)、科技教育、民用電器等各領域的應用極為廣泛，往往成為某一產(chǎn)品或控制系統(tǒng)的核心部分，其各種參數(shù)在不同的應用中有其側重，但轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)作為普遍的應用在國民經(jīng)濟發(fā)展中，有重要的意義。對于開關量的采集則一般通過 I/O 口或擴展 I/O口線?；静糠质峭鈬酒臄U展及功能鍵盤、顯示器配置，通過總線連接而成，測控增強部分主要是傳感器接口與伺服驅(qū)動控制接口。隨著單片機技術的發(fā)展，大部分都可以用單片機系統(tǒng)或單片機加通用機系統(tǒng)來代替。有