【正文】 數(shù)反轉(zhuǎn)。特別是將半導(dǎo)體激光束通過(guò)芯徑 5mm～ 9mm 單模光纖耦合并準(zhǔn)直后，可以將檢測(cè)精度提高到微米級(jí)，像頭發(fā)絲直徑這樣大小的目標(biāo)均可輕而易舉地檢測(cè)出來(lái)。 圖 線狀激光光源 9 半導(dǎo)體激光二極管的常用參數(shù) （ 1）波長(zhǎng)：即激光管工作波長(zhǎng)，目前可作光電開(kāi)關(guān)用的激光管波長(zhǎng)有 635nm、650nm、 670nm、 690nm、 780nm、 810nm、 860nm、 980nm 等。 （ 5）水平發(fā)散角 θ ∥ ：激光二極管的發(fā)光帶在與 PN結(jié)平行方向所張開(kāi)的角度，一般在 6?～ 10?左右。 若一束激光投射到 500m 遠(yuǎn)處，可近似得光斑直徑為 100mm，可見(jiàn)光斑并不大，在此范圍內(nèi)仍有較大的能量分布，足以驅(qū)動(dòng)接收器工作。 值得一提的是，將準(zhǔn)直后的激光束通過(guò)柱面光學(xué)透鏡后，可以射出一條直線光，其線寬可做到 ，此外，將準(zhǔn)直的激光光束通過(guò)某種光柵片后可射出十字形激光，在 檢測(cè)和定位方面亦有獨(dú)到的應(yīng)用之處。當(dāng)使用波長(zhǎng)短于 860nm的型號(hào)時(shí)，雖然看不見(jiàn)激光光束，但激光管窗口還能清楚看到有紅色光，即所謂有 “ 紅暴現(xiàn)象 ” 。 總之，今天的半導(dǎo)體激光波長(zhǎng)范圍之寬，品種之豐富，均為使用者提供了充分選擇的余地。下面對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行探討。 3．單片機(jī) 單片機(jī)是整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的主要部分，擔(dān)負(fù)對(duì)前端脈沖信號(hào)的處理、計(jì)算、以及信號(hào)的同步，計(jì)時(shí)等任務(wù)，其次，將測(cè)量的數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算后，將得到的轉(zhuǎn)速值傳送到顯示接口中，用液晶顯示器顯示數(shù)值。 轉(zhuǎn)速測(cè)量原理 測(cè)周期法“ T 法” 轉(zhuǎn)速可以用兩脈沖產(chǎn)生的間隔寬度 TP來(lái)決定。 TP通過(guò)定時(shí) 器測(cè)得。測(cè)周法在低轉(zhuǎn)速時(shí)精度較高，但隨著轉(zhuǎn)速的增加，精度變差， 會(huì) 有小于一個(gè)脈沖的誤差存在。定時(shí)時(shí)間 T可根據(jù)測(cè)量對(duì)象情況預(yù)先設(shè)置。 “ M/T”法采用三個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器，同時(shí)對(duì)輸入脈沖、高頻脈沖（由振蕩器產(chǎn) 14 生）、及預(yù)設(shè)的定時(shí)時(shí)間進(jìn)行定時(shí)和計(jì)數(shù)， m1反映轉(zhuǎn)角， m2反映測(cè)速的準(zhǔn)確時(shí)間，通過(guò)計(jì)算可得轉(zhuǎn)速值 n。 “ M/T”法綜合了“ T”和“ M”兩種方法，轉(zhuǎn)速計(jì)算如下： 設(shè)高頻脈沖的頻率為 fC，脈沖發(fā)生器每轉(zhuǎn)發(fā)出 P個(gè)脈沖，由式（ ）和（ ）可得 M/T 法轉(zhuǎn)速計(jì)算公式為： n=60fcm1/pm2 () n轉(zhuǎn)速值。 M/T 這種轉(zhuǎn)速測(cè)量方法的相對(duì)誤差與轉(zhuǎn)速 n無(wú)關(guān)，只與晶體振蕩產(chǎn)生的脈沖有關(guān)，故可適合各種轉(zhuǎn)速下的測(cè)量。 基于 M法 來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)速 ，電路和程序均較為簡(jiǎn)單，且可以在一定的條件下滿足精度的要求，所以本設(shè)計(jì)中采用 M法進(jìn)行測(cè)量，誤差和精度的具體分析過(guò)程在此不做復(fù)述。硬件電路圖如圖附件 1 所示。如圖 轉(zhuǎn)速傳感器電路圖所示。因此，為了控制的方便，本 設(shè)計(jì)中采用人工按鈕復(fù)位的方式。它的主 要特性：指令代碼與傳統(tǒng) 8051 單片機(jī)完全兼容，另外 6 時(shí)鐘 /機(jī)器周期和 12 時(shí)鐘 /機(jī)器周期可以任意選擇；用戶應(yīng)用程序的空間范圍為 8K 字節(jié)；片上集成 RAM 為 512 字節(jié)；通用 32 個(gè) I/O 口， P0 需加上拉電阻；可直接通過(guò) UART 串口下載用戶程序；具有 EEPROM 功能；具有看門(mén)狗復(fù)位功能；共 3 個(gè)16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器； 4 路外部中斷，可低電平或下降沿中斷觸發(fā)電路。該模塊由字符型液晶顯示屏、擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)芯片 SPLC1OO 和控制驅(qū)動(dòng)主芯片 SPLC780C 組成，再配以少量外圍阻﹑容元件結(jié)構(gòu)件等裝配在 PCB 板上而成。 00 01 02 ...... 0E 0F 10 11 ...... 27 40 41 42 ...... 4E 4F 50 51 ...... 67 圖 RAM 地址映射圖 LCD 16 字 x 2行 23 5 智能轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì) 根據(jù)硬件電路設(shè)計(jì)，進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，在程序設(shè)計(jì)之前，首先要 設(shè)置 定時(shí) /計(jì)數(shù) 器的工作方式，方式控制字，確定串行口的工作模式等，下面分別討論。這里選用 T0的工作狀態(tài)為 0。 由于 STC89C52 單片機(jī)在中斷時(shí)，會(huì)附加延時(shí) 3～ 8 個(gè)周期，在滿足一定條件的情形下，驗(yàn)證這個(gè)數(shù)值是否正確，可以在進(jìn)入仿真調(diào)試時(shí)通過(guò)觀察 Keil 提供的有關(guān)變量看到，如果不正確，可以根據(jù)實(shí)際情況略作調(diào)整，保證定時(shí)時(shí)間盡量準(zhǔn)確。 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 T1 T0 圖 工作模式寄存器 TMOD 的位定義圖 說(shuō)明： GATE：門(mén)控位。 C/T：定時(shí) 器 /計(jì)數(shù)器選擇位。 根據(jù)前面的描述，可以確定 TMOD 的控制字應(yīng)為 01010001B?？稍?T0和 T1 的溢出中斷服務(wù)程序中，以供使用。 sbit RS=P2^7。 //忙碌標(biāo)志位，將 BF 位定義為 引腳 unsigned char code digit[ ]={0123456789}。 //計(jì)滿 1秒鐘標(biāo)志位 顯示功能的實(shí)現(xiàn) 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0 每 10ms 中斷一次，用以進(jìn)行 LCD 顯示和每 1 秒讀取一次計(jì)數(shù)器 T1 中的數(shù)值。 //清 0，重新統(tǒng)計(jì)中斷次數(shù) } TH0=(6553646083)/256。 圖 中斷 程序流程圖 27 液晶的顯示 LCD 顯示采用時(shí)時(shí) 方式，如圖 LCD 顯示流程圖所示，從圖中可以看出，程序中利用了一個(gè)延時(shí)函 數(shù)，在函數(shù)中由計(jì)數(shù)器自加來(lái)實(shí)現(xiàn)延時(shí)的（自加速度由晶振頻率決定） 。 //取百位 k=(x%100)/10。 //將千位數(shù)字的字符常量寫(xiě)入 LCD WriteData(digit[j])。 主程序 流程 本系統(tǒng)的主程序參考圖如圖 ，在完成初始化工作以后，即循環(huán)等待，每 1s 時(shí)間到之后， T0 中斷程序?qū)?huì)讀取 T1 中的計(jì)數(shù)值，并將其放入約定的存儲(chǔ)單元中，同時(shí) 判斷是否有鍵按下，當(dāng) 按 鍵被按下時(shí)，主程序 立 即轉(zhuǎn)入計(jì)算 ，并將計(jì)算結(jié)果送入 P0 口，接著由 LCD 讀取 P0 口數(shù)據(jù)并顯示 。該軟件提供了包括 C編譯器、宏匯編、鏈 接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開(kāi)發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（μ Vision）將這些部分組合在一起。本論文特地自制了下載程序時(shí)需要通過(guò) RS232 轉(zhuǎn)接板，這樣在在無(wú)線 30 樓宇智能環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的主機(jī)和從機(jī)電路板上只需添加四芯插座即可。 圖 STCISP 軟件下載界面 RS232 轉(zhuǎn)接板 單片機(jī) PC 機(jī) USB 串口線 四芯線 31 6 結(jié)論 主要研究結(jié)論 本文根據(jù)智能轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和要求 ,設(shè)計(jì)出相應(yīng)軟件 系統(tǒng) 。這樣一來(lái)不僅影響測(cè)量的精度，而且容易對(duì)測(cè)量者導(dǎo)致危險(xiǎn)，應(yīng)此，增加透鏡是必需的。 （ 1） 通過(guò) 對(duì) 鍵盤(pán) 的 擴(kuò)展 實(shí)現(xiàn) 最高 和最低 轉(zhuǎn)速 的顯示 。 Farm Transporter, 20xx 年 06 期 [10] FACC1O M， GDRANDE P， PARASILITI F， PETRELLA R， TURSINI M． An embedded system for position and speed measurement adopting incremental encoders[C].Industry Applications Conference， IEEE， 20xx， 2： 1192— 1199 [11]嚴(yán)鐘豪，譚祖根編．非電量電測(cè)技術(shù) [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 20xx [12]王知平 .基于 89C51 的轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì) .碩士學(xué)位論文 .東南大學(xué) .20xx [13]姜建奎 .劉建成 . 高速工業(yè)平縫機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量方法研究 .現(xiàn)代電子技術(shù) .:42～ 43 [14]郭天祥 .概念 51 單片機(jī) C 語(yǔ)言教程 .北京：電子工業(yè)出版社， 20xx [15]李小堅(jiān) ,趙山林 ,馮曉軍 ,龍懷冰 .Protel DXP 電路設(shè)計(jì)與制版實(shí)用教程 .人民郵電出版社 ,20xx [16]童詩(shī)白 ,華成英 .模 擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第三版） [M]．北京：高等教育出版社， 20xx [17]閻石 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e s 21KR7R e s 21KR6R e s 2D S 1激光管D S 2L E D 0V C CV C CV C CV C CC8C a pV C C 34 附錄 2：仿真圖 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 2R11 0 kC11 0 u