【正文】 速信號(hào) ) 的測(cè)量。 轉(zhuǎn)速測(cè)量原理 在此采用頻率測(cè)量法，其測(cè)量原理為，在固定的測(cè)量時(shí)間內(nèi)，計(jì)取轉(zhuǎn)速傳感器產(chǎn)生的脈沖個(gè)數(shù)，從而算出實(shí)際轉(zhuǎn)速 ，然后顯示出轉(zhuǎn)速。 LED 顯示：用來對(duì)所測(cè)量到的轉(zhuǎn)速進(jìn)行顯示。下面就看一下我 對(duì)兩套設(shè)計(jì)方案 的簡(jiǎn)要說明。 圖 霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的測(cè)速原理圖 傳感器的定子上有 2 個(gè)互相垂直的 繞組 A 和 B， 在繞組的中心線上粘有霍爾片 HA 和 HB ， 轉(zhuǎn)子為永久磁鋼 ， 霍爾元件 HA 和 HB 的激勵(lì)電機(jī)分別與繞組 A 和 B 相連 ， 它們的霍爾電極串聯(lián)后作為傳感器的輸出。光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成。 圖 脈沖發(fā)生源硬件結(jié)構(gòu)圖（左為正視圖，右為側(cè)視圖） 設(shè)計(jì)采用了紅外光電傳感器，進(jìn)行非接觸式檢測(cè)。光源發(fā)出的光通過測(cè)速齒盤上的齒槽照射到光電元件上，使光電元件感光，從而發(fā)出脈沖。 臨時(shí)性轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng) ， 多采用光電傳感器 ， 從轉(zhuǎn)軸上預(yù)先粘貼的一個(gè)標(biāo)志上獲得一轉(zhuǎn)一個(gè)轉(zhuǎn)速脈沖 ， 隨后利用電子倍頻器和測(cè)頻方法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速測(cè)量。 ◆ N ——— 采樣時(shí)間內(nèi)所計(jì)脈沖個(gè)數(shù) 。 基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 8 頁 共 36 頁 第四 章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 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 對(duì)單片機(jī)模塊進(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)測(cè)量系統(tǒng)分為 信號(hào)產(chǎn)生和處理 （ 傳感器電路）、測(cè)量系統(tǒng)主體（單片機(jī)） 、鍵盤 及顯示電路 。是目前常用的一種測(cè)量轉(zhuǎn)速的方法。 轉(zhuǎn)速傳感器輸出電壓幅度在 0— 呈正弦波變化 ，紅外線接收三極管的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的 電壓 Uo 很微弱 (一般為 mV量級(jí) )，需要進(jìn)行信號(hào)處理 . 基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 10 頁 共 36 頁 圖 轉(zhuǎn)速傳感器電路圖 轉(zhuǎn)速 信號(hào)處理 轉(zhuǎn)速信號(hào)處理電路包括信號(hào)放大電路、整形及三極管整形電路 。 CF0741CW 采用 12V 雙電源供電，由于電源的供電電壓在一定范圍內(nèi)有副值上的波動(dòng)，形成干擾信號(hào)。在整形電路的輸入端接一個(gè)電容 C5（ 103），起到的作用是阻止其他信號(hào)的干擾，并且將放大的信號(hào)進(jìn)行濾波，解耦。如果直接采用 5V 的脈沖計(jì)數(shù)，會(huì)增加電路的復(fù)雜性，故一般不直接使用，而 是先進(jìn)行二次整形。電源電流流經(jīng)電阻 R15，三極管的集 射極到 地端，由于集 射極導(dǎo)通時(shí)的電阻很小，可以忽略不計(jì)。 AT89C51 是 Atmel 公司生產(chǎn)的 一種帶 4K 字節(jié)閃存可編程可擦除 只讀存儲(chǔ)器 （ FPEROM— Flash Programmable and Erasable ReadOnly Memory）的低電壓，高性能 CMOS 8 位微處理器，俗稱 單片機(jī) 。休眠模式停止 CPU 運(yùn)行，但允許數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、定時(shí) /計(jì)數(shù)器、串行口和中斷系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行。 與 MCS51 兼容 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 5個(gè)中斷源 當(dāng) P1口的管腳第一次寫 1時(shí)，被定義為高阻輸入。 P1口管腳寫入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 ： 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。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。因此它可用作對(duì)外部輸出 的脈沖或用于定時(shí)目的。 此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC指令是 ALE 才起作用。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN有效。在 FLASH編程期間，此引腳也用于施 12V 編程電源（ VPP）。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。 芯片擦除： 整個(gè) PEROM 陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號(hào)組合，并保持ALE 管腳處于低電平 10ms 來完成。但 RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。 AT89C51是屬于 CMOS8位微處理器，它的時(shí)鐘電路在結(jié)構(gòu)上有別于 NMOS型的單片機(jī)。圖中 SYS為晶振或陶瓷諧振器，振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘頻率主要由 SYS參數(shù)確定（晶振上標(biāo)明的頻率）。 復(fù)位電路 MCS51 單片機(jī)復(fù)位電路 是指 單片機(jī)的初始化操作 。 基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 18 頁 共 36 頁 圖 復(fù)位電路 ① 復(fù)位 功能 ： 復(fù)位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復(fù)位信號(hào)。復(fù)位電路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位（如圖 ）和按鈕復(fù)位 (如圖 )兩種方式。 說明：表 41 中符號(hào) *為隨機(jī)狀態(tài) ： 表 41 寄存器復(fù)位后狀態(tài) 表 特殊功能寄存器 初始狀態(tài) 特殊功能寄存器 初始狀態(tài) A B PSW 00H 00H 00H TMOD TCON TH0 00H 00H 00H SP DPL DPH P0— P3 IP IE 07H 00H 00H FFH ***00000B 0**00000B TL0 TH1 TL1 SBUF SCON PCON 00H 00H 00H 不定 00H 0********B 基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 20 頁 共 36 頁 PSW＝ 00H，表明選寄存器 0 組為工作寄存器組； SP＝ 07H，表明堆棧指針指向片內(nèi) RAM 07H 字節(jié)單元，根據(jù)堆棧操作的先加后壓法則，第一個(gè)被壓入的內(nèi)容寫入到 08H 單元中； PoP3＝ FFH，表明已向各端口線寫入 1，此時(shí)，各端口既可用于輸入又可用于輸出 。 鍵盤電路 設(shè)計(jì)使用的鍵盤 主要為完成一個(gè)功能 — 轉(zhuǎn)速測(cè)量的啟動(dòng) /停止；我們將開關(guān)直接與 AT89C51單片機(jī)的 P1 接口相連，通過讀 I/O口，判定各 I/O 線的電平狀態(tài)，即可識(shí)別出按下的按鍵。 LED 數(shù)碼有共陽和共陰兩種，把這些 LED 發(fā)光二極管的正極接到一塊（一般是拼成一個(gè) 8 字加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)）而作為一個(gè)引腳，就叫共陽的，相反的，就叫共陰的，那么應(yīng)用時(shí)這個(gè)腳就分別的接 VCC 和 GND。A~G 段用于顯示數(shù)字 ， 字符的筆畫 ， （ dp 顯示小數(shù)點(diǎn)），每一段控制 A~G~dp的亮與 滅 . 內(nèi)部結(jié)構(gòu) : 共陰型 LCD 數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)式和 動(dòng)態(tài)式兩類。 動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的 8 個(gè)顯示筆劃 a， b， c， d， e， f， g， dp的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極 COM 增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的 I/O 線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位選通 COM 端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。首先要分析系統(tǒng)對(duì)軟件的要求，然后進(jìn)行軟件的總體的設(shè)計(jì)，包括程序的總體設(shè)計(jì)和對(duì)程序的模塊化設(shè)計(jì)。計(jì)數(shù)器的功能是對(duì) T0 或 T1外來脈沖的進(jìn)行計(jì)數(shù)，外部輸入脈沖負(fù)跳變時(shí)，計(jì)數(shù)器進(jìn)行加 1。 定時(shí)器有 4 種工作方式：方式 0、方式 方式 2 和方式 3，在此對(duì)工作方式不做具體介紹。中斷允許寄存器 IE 的字節(jié)地址為 A8H，可以進(jìn)行位尋址 . 表 52 中斷位尋址表 IE D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 （ A8H） EA ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0 ◆ EA：中斷允許總控位。 ◆ EX1：外部中斷 INT1 的中斷允許位。本文介紹的轉(zhuǎn)速方法使用于高、低轉(zhuǎn)速的測(cè)量，測(cè)量精確度與轉(zhuǎn)速無關(guān)，因而具有較寬的應(yīng)用范圍和廣闊的應(yīng)用的前景。 開始 基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 28 頁 共 36 頁 致 謝 關(guān)于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，感 受頗多。另外一方面，在自己的親身實(shí)踐中，也發(fā)現(xiàn)了自己的一些不足的地方，有待進(jìn)一步提高與改善。而這正是我們學(xué)習(xí)理論知識(shí)的目的之所在。 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，特別要感謝閭 琳老師以及 張龍 同學(xué)給我們的熱心幫助和鼓勵(lì)，才使得我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠很好的完。 uchar kk。 for(i=m。j)。 qian=jj/1000。 P2=0x10。 P2=0x20。 P2=0x40。 P2=0x80。 } timer_init() //定時(shí)器計(jì)數(shù)器初始化函數(shù) { EA=1。 //設(shè)置定時(shí)和計(jì)數(shù)器的工作方式 TH0=(6553550000)/256。 TR0=1。 //開始數(shù)碼管不顯示 while(1) //設(shè)置為按鍵按下開啟數(shù)碼管 { 基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 34 頁 共 36 頁 if(P1==0xfe) { m=1。amp。 } if(k%2==1) //當(dāng)按鍵按下數(shù)碼管開始顯示 { if(mm=3000) //判斷轉(zhuǎn)速是否大于 3000 轉(zhuǎn) { P2=0x01。 mm|=TH1。 基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 35 頁 共 36 頁 kk=0。 //關(guān)閉計(jì)數(shù)器 TH0=(6553550000)/256。 //啟動(dòng)定時(shí)器 TR1=1。 // TH1