【正文】 ~360個槽，固定在旋轉(zhuǎn)軸上。首先測量轉(zhuǎn)速，可由下式計算： 其中： n——轉(zhuǎn)速，單位：轉(zhuǎn)/秒 Z——金屬圓盤開槽數(shù) t——采樣時間, 后文中或稱為閘門時間，單位：秒 N——在閘門時間內(nèi)傳感器輸出的脈沖個數(shù)在測量旋轉(zhuǎn)軸徑向某點(diǎn)的線速度，即所求風(fēng)速：其中：v——線速度，單位：米/秒 R——被測點(diǎn)距軸心的距離即金屬盤半徑，單位：米 由于采用單片機(jī)進(jìn)行處理，使其比采用數(shù)字電路成本更低，精度更高。 由上述兩測量公式可知，對于某一確定系統(tǒng)，Z和R都是常量，因此測量轉(zhuǎn)速n或線速度v需要測量的只有兩個量——閘門時間t和在t時間內(nèi)輸入的脈沖個數(shù)N。當(dāng)GATE=1時只有當(dāng)端口為高電平且TRx置位為1時才選通定時/計數(shù)器x；當(dāng)GATE=0時，只需TRx置位為1，即選通定時/計數(shù)器x。在風(fēng)速計旋轉(zhuǎn)中, 這個風(fēng)向舵根據(jù)其與風(fēng)向的相對位置不同, 便產(chǎn)生加速度或減速度。然后對照與兩個輸入信號對應(yīng)的角度參考表。圖31傳感器工作原理圖發(fā)送器對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來源于半導(dǎo)體光源，發(fā)光二極管(LED)、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。在其后面是檢測電路，它能濾出有效信號和應(yīng)用該信號。它可以在與光軸0到25的范圍改變發(fā)射角，使光束幾乎是從一根發(fā)射線，經(jīng)過反射后，還是從這根反射線返回。脈沖式風(fēng)速傳感器的最大優(yōu)點(diǎn)是原理簡單、體積小、質(zhì)量小，同時能夠?qū)L(fēng)速模擬量直接轉(zhuǎn)換成電子脈沖數(shù)，因其與單片機(jī)相連，只要在程序中建立“數(shù)”脈沖的程序，就能方便地實(shí)現(xiàn)風(fēng)速的測量，省去了一般風(fēng)速傳感器還需要配置的Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換模塊的程序，大大提高了檢測裝置的便攜性。這款芯片具備了AVR系列單片機(jī)的主要的特點(diǎn)和功能，不僅適合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計，同時也方便初學(xué)入門。(2) 系統(tǒng)接口 微機(jī)與外設(shè)連接因速度不匹配、信號類型不同（脈沖、模擬）、傳輸方式不同（串、并）， 接口是計算機(jī)與外設(shè)信息交換的橋梁。所以就需要的連線就很多了，如果仍如同模擬電路一樣 ，在各微處理器和各器件間單獨(dú)連線線，則線的數(shù)量將多得驚人，所以在微處理機(jī)中引 入了總線的概念，各個器件共同享用連線，所有器件的8根數(shù)據(jù)線全部接到8根公用的線上，即相當(dāng)于各個器件并聯(lián)起來，但僅這樣還不行，如果有兩個器件同時送出數(shù)據(jù)，一個為0，一個為1，那么，接收方接收到的究竟是什么呢？這種情況是是不允許的。（2）地址總線：由P2口提供高8位地址線（A8――A15），此口具有輸出鎖存的功能，能保留地址信息。此口是雙向、輸入三態(tài)控制的通道口。，主要有下列控制信號：。4．4 中斷技術(shù)引發(fā)中斷請求的源頭稱為中斷源，中斷源的多少反映計算機(jī)處理中斷的能力，終端系統(tǒng)必須具備正確判斷中斷源的功能，一般有兩種識別方式：查詢終端和向量中斷。外部中斷源：：外部中斷0請求輸入端口（PD2），低電平或負(fù)跳變激活中斷請求IE0位，當(dāng)中斷請求有效，采用中斷技術(shù)一般具有以下優(yōu)點(diǎn)：可使多種功能或設(shè)備同時工作，只有需占用主機(jī)時才等待主機(jī)安排處理，因此大大提高了計算機(jī)系統(tǒng)的速度和主機(jī)的效率。MEGA系列單片機(jī)提供的5~6個中斷源中，兩個中斷請求信號由外部產(chǎn)生并輸入請求信號，稱之為外部中斷源。在禁止中斷情況下，可采用軟件查詢方式進(jìn)行處理。而且還必須在該中斷服務(wù)程序返回前撤銷中斷請求（變?yōu)楦唠娖剑?，以免再次進(jìn)入中斷而出錯。以上工作是由計算機(jī)自動完成的，與編程者無關(guān)。第五章 軟件設(shè)計 測頻法與測周法在軟件上為了在測量精度和相應(yīng)速度兩方面都取得較好的效果，本設(shè)計采取測頻法和測周法相結(jié)合的技術(shù)。測頻法由于閘門信號的啟閉與信號脈沖不同步，存在計數(shù)誤差。尤其是對于10Hz以下的信號，很難提高測量精度。Mega16單片機(jī)定時器的時標(biāo)信號就是機(jī)器周期，由系統(tǒng)晶振12分頻得到，顯然測周法的誤差是對時標(biāo)的計數(shù)誤差，最大的相對計數(shù)誤差為：式中，f為被測信號的頻率，為時標(biāo)信號的頻率。 （4）測頻法測量：將mega16單片機(jī)的兩個定時/計數(shù)器分別定義：T0為定時器，T1為計數(shù)器，均為8位，即采用方式1，其方式控制字為51H。采用單片機(jī)內(nèi)的一個定時/計數(shù)器，以單片機(jī)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器周期作為標(biāo)準(zhǔn)時間信號，被測量信號的周期作為閘門，由程序控制開關(guān)對標(biāo)準(zhǔn)時間信號進(jìn)行計數(shù)。在被測信號頻率較高時，采用測頻法，閘門時間t可以選擇為2的整數(shù)次冪數(shù)，以簡化二進(jìn)制除法的運(yùn)算，提高系統(tǒng)得響應(yīng)速度，為了保證測頻法的測量精度，程序中設(shè)計了一個計數(shù)門檻值,當(dāng)閘門時間到時，若對信號脈沖計數(shù)值N,則進(jìn)行測頻法計算；否則轉(zhuǎn)入測周法。閘門時間控制是由定時/計數(shù)器配合軟件實(shí)現(xiàn)的，mega16單片機(jī)在12MHz晶振時最大定時時間為=，為了獲得更長的閘門時間，擴(kuò)展一個軟件定時/計數(shù)器TE，當(dāng)硬件定時/計數(shù)器溢出中斷時，在中斷服務(wù)程序中加1，然后進(jìn)行改任務(wù)模塊（閘門控制模塊）的其他各項處理。而在測周法時定時/計數(shù)器用于“計數(shù)”TE、TH、TL三單元內(nèi)容將用于計算閘門時間t=（TE TH TL）/。若處在測周法測量，需要立即停止定時/計數(shù)運(yùn)行，用以得到整周期的運(yùn)行時間，并將定時/計數(shù)器的計算值以及信號脈沖的計數(shù)值保存起來，供測周法計算使用。縱觀上述三個模塊，“測頻法計算標(biāo)志”建立了閘門時間控制模塊與計算顯示之間的聯(lián)系，“測周法計算標(biāo)志”則建立了閘門時間可能改制模塊與信號脈沖計數(shù)模塊之間的聯(lián)系，各任務(wù)模塊之間既獨(dú)立又聯(lián)系，硬件與軟件相配合，中斷與查詢相配合，有效利用CPU時間，有利于提高系統(tǒng)得響應(yīng)速度。 地址所存器擴(kuò)展電路用74LS373作為地址鎖存器，使數(shù)據(jù)和地址信號分開。CLR為低電平時被清0。190。8位數(shù)據(jù)，表明芯片的每個存貯單元存放一個字節(jié)（8位二進(jìn)制數(shù)）。當(dāng)為低電平時，芯片中的數(shù)據(jù)可由D7～D0輸出。Atmega16需要擴(kuò)展ROM；8051/8751片內(nèi)有4kBROM，不夠用時也需要擴(kuò)展。對片內(nèi)RAM和片外RAM操作的區(qū)別在于：片內(nèi)RAM操作時無讀寫信號產(chǎn)生，片外RAM操作時則有讀寫信號（RD,WR）產(chǎn)生。擴(kuò)展8KB/16KB EPROM：（1）常用的程序存儲器芯片 EPROM紫外線擦除的可編程只讀存儲器常用的芯片有：2764（8KB，13位地址線）、27128（16KB,14位地址）、27256（32KB）、27512（64KB） （2）擴(kuò)展8KB/16KB EPROM 注意：控制信號：LAE、PSEN片選信號：CE()地址信號：A0~A1A13數(shù)據(jù)信號：O0~O7對于擴(kuò)展的64KB的2764的地址范圍為（13位地址線）如下表：表2 2764的地址范圍表PC7PC6PC5PC4PC3PC2PC1PC0PA7PA6PA5PA4PA3PA2PA1PA0ⅹ0ⅹ0/10/10/10/10/10/10/10/10/10/10/10/10/1地址范圍為：0000~1FFFH。本設(shè)計采用LED八段數(shù)碼管作為顯示器。所謂靜態(tài)顯示，就是把多個LED 顯示器的每一段與一個獨(dú)立的并行口連接起來，而公共端則根據(jù)數(shù)碼管的種類連接到VCC 或GND 端，這種連接方式的每一個顯示器都要占用一個單獨(dú)的具有鎖存功能的I/O 端口，用于筆劃段字形代碼，單片機(jī)只需把要顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路，就不用再管它了，直到要顯示新的數(shù)據(jù)時，再發(fā)送新的字形碼。LED為八位八段顯示器共陰極，mega16PB口提供段選碼，PA口提供位選碼，鍵盤可用4*8矩陣鍵盤其列輸出由PA口提供，行輸入由PC0~PC3提供。并可同時顯示。從論文的選題、文章結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑到最后的定稿，都得到了導(dǎo)師的細(xì)心指點(diǎn)和提攜。28