【正文】 總之，感謝每一位關(guān)心過我，愛護(hù)過我的人。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我深深懂得了要不斷把所學(xué)知識(shí)學(xué)以致用， 也發(fā)現(xiàn)了自己的知識(shí)薄弱， 還需通過自身不斷努力，不斷提高自己的分析問題、解決問題的能力，同時(shí)也提高了我的專業(yè)技能，拓展了我的專業(yè)知識(shí)面，使我更加體會(huì)到要想完成一件事必須認(rèn)真、踏實(shí)、勤于思考、和謹(jǐn)慎穩(wěn) 重。 ◆ ET1：定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T1 的溢出中斷允許位。 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。軟件編程用 C 語言完成的，需要能掌握 C 語言，還要熟練 AT89C51 單片機(jī)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用 I/O端口多，如驅(qū)動(dòng) 5 個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要 58＝ 40 根 I/O 端口來驅(qū)動(dòng)，要知道一個(gè) 89S51 單片機(jī)可用的 I/O 端口才 32 個(gè) 呢：），實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加譯碼驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬件電路的復(fù)雜性。每段上加上合適的電壓，該段就點(diǎn)亮。引腳XTAL1 和 XTAL2 分別是此放大器的輸入端和輸出端。單片機(jī)冷啟動(dòng)后，片內(nèi) RAM為隨機(jī)值，運(yùn)行中的復(fù)位操作不改變 片內(nèi) RAM 區(qū)中的內(nèi)容， 21 個(gè)特殊功能寄存器復(fù)位后的狀態(tài)為確定值，見 表 1。因而，復(fù)位是一個(gè)很重要的操作方式。 第二次用三極管整形電路，當(dāng)輸出為 5V 的信號(hào)時(shí)，三極管 VT2（ 8050）的基 射極和電阻 R18組成并聯(lián)電路電流經(jīng)過 ,三極管 VT2處于反向偏置狀態(tài)，所以， VT2 的集 射極未接通，故處于截止?fàn)顟B(tài)。 16 信號(hào)處理電路圖 整形電路的主要作用是將正弦波信號(hào)轉(zhuǎn)化為方波脈沖信號(hào)，正弦波信號(hào)電壓的最大幅值約為 ，最小幅值為 0V。 圖 光電傳感器的原理圖 圖 遮光葉片 （ 2） 選用的傳感器型號(hào)為 SZGB3（單向） 15 SZGB3 型 傳感器 特點(diǎn) 介紹如下 ： 1)供單向計(jì)數(shù)器使用，測(cè)量轉(zhuǎn) 速和線速度 . 2)采用密封結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定 . 3）光源用紅外發(fā)光管，功耗小，壽命長(zhǎng) . 4) SZGB3, 20 電源電壓為 12V DC SZGB3 型 傳感器主要性能介紹如下 ： ，使用時(shí)通過連軸節(jié)與被測(cè)轉(zhuǎn)軸連接，當(dāng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，將轉(zhuǎn)角位移轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào)，供二次儀表計(jì)數(shù)使用。 圖 所示為轉(zhuǎn)速傳感器電路，由于紅外光不可見，無法用肉眼識(shí)別發(fā)光信號(hào)是否在工作，故將紅外線的輸出回路串接了一個(gè)普通光電二極管作為判別光源發(fā)生回路是否為通路。出于單片機(jī)在測(cè)量轉(zhuǎn)速方面具有體積小、性能強(qiáng)、成本低的特點(diǎn)，越來越受到企業(yè)用 戶的青睞。提高采樣速率通常就要減小采樣時(shí)間T, 而 T 的減小 會(huì)使采到的脈沖數(shù)值 N 下降 ,導(dǎo)致脈沖當(dāng)量 (每個(gè)脈沖所代表的轉(zhuǎn)速 ) 增高 ,從而使得測(cè)量精度變得粗糙。不論長(zhǎng)期或臨時(shí)轉(zhuǎn)速測(cè)量 ,都可以在微處理器的參與下 ,通過測(cè)量轉(zhuǎn)軸上預(yù)留的一轉(zhuǎn)一齒的鑒相信號(hào)或光電信號(hào)的周期 ,換算出轉(zhuǎn)軸的頻率或轉(zhuǎn)速。對(duì)于測(cè)頻率法 ,測(cè)量相對(duì)誤差為 ： Er1 =測(cè)量誤差值實(shí)際測(cè)量值 100 % =1N 100 % (2) 由此可見 ,被測(cè)信號(hào)頻率越高 , N 越大 , Er1 就越小 ,所以測(cè)頻率法適用于高頻信號(hào) (高轉(zhuǎn)速信號(hào) ) 的測(cè)量。在頻率的工程測(cè)量中 ,電子式定時(shí)計(jì)數(shù)測(cè)量頻率的方法一般有三種 ： ①測(cè)頻率法 :在一定時(shí)間間隔 t 內(nèi) ,計(jì)數(shù)被測(cè)信號(hào)的重復(fù)變化次數(shù) N ,則被測(cè)信號(hào)的頻率 fx 可表示為 f x =Nt(1) ②測(cè)周期法 :在被測(cè)信號(hào)的一個(gè)周期內(nèi) ,計(jì)數(shù)時(shí)鐘脈沖數(shù) m0 ,則被測(cè)信號(hào)頻率 fx = fc/ m0 ,其中 , fc 為時(shí)鐘脈沖信號(hào)頻率。接到單片機(jī) 89C51的相應(yīng)管腳上，通過 89C51 內(nèi)部定時(shí) /計(jì)時(shí)器 T0、 T1及相應(yīng)的程序設(shè)計(jì)，組成一個(gè) 數(shù)字式轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)。霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu)原理圖如圖 , 霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的接線圖如圖 。但 RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串 口和中斷系統(tǒng)仍在工作。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。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。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈 沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。當(dāng) P3 口寫入 “1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1口作為第八位地址接收。 在 40 個(gè)管腳中，其中有 32 個(gè)腳可用于各種控制，比如控制 小燈的亮與滅、控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)、控制電梯的升與降等，這 32 個(gè)腳叫做單片機(jī)的“端口”，在單片機(jī)技術(shù)中，每個(gè)端口都有一個(gè)特定的名字，比如第一腳的那個(gè)端口叫做“ ”。計(jì)數(shù)測(cè)速法又可分為機(jī)械式定時(shí)計(jì)數(shù)法和電子式定時(shí)計(jì)數(shù)法。要測(cè)速，首先要解決是采樣問題。 21 最小系統(tǒng)的仿真 為了能精確地測(cè)量轉(zhuǎn)速外 ,還要保證測(cè)量的實(shí)時(shí)性 ,要求能測(cè)得瞬時(shí)轉(zhuǎn)速方法。因此轉(zhuǎn)速的測(cè)試具有重要的意義。 3 數(shù)字式轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的發(fā)展背景 23 7 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 在使用模技術(shù)制作測(cè)速表時(shí)，常用測(cè)速發(fā)電機(jī)的方法，即將測(cè)速發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與待測(cè)軸相連，測(cè)速發(fā)電機(jī)的電壓高低反映了轉(zhuǎn)速的高低。傳統(tǒng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)多采用測(cè)速發(fā)電機(jī)或光電數(shù)字脈沖編碼器，也有采用電磁式 (利用電磁感應(yīng)原理或可變磁阻的霍爾元件等 )、電容式 (對(duì)高頻振蕩進(jìn)行幅值調(diào)制或頻率調(diào)制 )等，還有一些特殊的測(cè)速器是利用置于旋轉(zhuǎn)體內(nèi)的放射性材料來發(fā)生脈沖信號(hào)．其中應(yīng)用最廣的是光電式，光電式測(cè)系統(tǒng)具有低慣性、低噪聲、高分辨率和高精度的優(yōu)點(diǎn)．加之激光光源、光柵、光學(xué)碼盤、 CCD 器件、光導(dǎo)纖維等的相繼出現(xiàn)和成功應(yīng)用，使得光電傳感器在檢測(cè)和控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 4 AT89C51管腳分布 ● VCC：供電電壓 ， ● GND：接地 。 ● P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1” 時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。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。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。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)。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。在掉電模式下，保存 RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。 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。 9 圖 測(cè)量系統(tǒng)的組成框圖 優(yōu)點(diǎn)：這種方案使用光電轉(zhuǎn)速傳感器具有采樣精確，采樣速度快，范圍廣的特點(diǎn)。 ③多周期測(cè)頻法 :在被測(cè)信號(hào) m1 個(gè)周期內(nèi) , 計(jì)數(shù)時(shí)鐘脈沖數(shù) m2 ,從而得到被測(cè)信號(hào)頻率 fx ,則 fx 可以表示為 fx =m1 fcm2, m1 由測(cè)量準(zhǔn)確度確定。對(duì)于測(cè)周期法 ,測(cè)量相對(duì)誤差為 ： Er2 =測(cè)量誤差值實(shí)際測(cè)量值 100 % =1m0 100 % (3) 對(duì)于給定的時(shí)鐘脈沖 fc , 當(dāng)被測(cè)信號(hào)頻率越低時(shí) ,m0 越大 , Er2就越小 ,所以測(cè)周期法適用于低頻信號(hào) (低轉(zhuǎn)速信號(hào) ) 的測(cè)量。即通過速度傳感器 ,將轉(zhuǎn)速信號(hào)變?yōu)殡娒}沖 ,利用微機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù) ,再經(jīng)過軟件計(jì)算獲得轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。通過增加測(cè)速碼盤的齒數(shù)可以提高精度 ,但是碼盤齒數(shù)的增加會(huì)受到加工工藝的限制 ,同時(shí)會(huì)使轉(zhuǎn)速測(cè)量脈沖的頻率增高 ,頻率的提升又會(huì)受到傳感器中光電器或磁敏器或磁電器件最高工作頻率 12 的限制。對(duì)測(cè)量轉(zhuǎn)速系統(tǒng)的硬件和編程進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)出一種以單片機(jī)為主的轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)，保證了測(cè)量精度。所選用的紅外二極管 IR3401，在正向工作電流為20mA 時(shí) ,其導(dǎo)通電壓為 — ,所選用的發(fā)光二極管的正向壓降一般為— ,電流為 10— 20mA。 1） 輸出