【正文】 P1.7RST/VPDP1.0EA/VppRXDVccTXDAT89C51abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpcom9DS1DPY_7SEG_DPabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpcom9DS2abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpcom9DS3abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpcom9DS4abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpcom9DS51 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 9RESPACK411.0592MCRYSTALC5 0.1ufC6 0.1ufC7 0.1ufC8 0.1ufC4 0.1ufC1 20pfC2 20pfC3 10uf5V5V5VccssR 10K5V5VAH41VOUTGNDVCC圖紙名稱基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)學(xué)院電氣工程與自動化學(xué)院專業(yè)班級電科041班指導(dǎo)老師郭順京編號1學(xué)號 作者 日期24李松 080614VCC 39 附錄 2 元器件清單 霍爾傳感器 AH41 一只 磁鋼 一只 鉭電容： f 五只 (C C C C C8) 晶振： 一只 瓷片電容： 20pf 二只 (C C2) 電解電容： 10ｕ f 一只 (C3) 排阻： 1K 一只 電阻： 10K 一只 （ R） 數(shù)碼管： LED 五只 RS232 接口線： DB9 一對 集成塊： 7407 一只 HIN232CPE 一只 AT89C51 一只 內(nèi)部資料 請勿外傳 9JWKf wvGt YM*Jgamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 gTXRm。 UE9aQGn8xp$Ramp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。從而從各個方面得到提高與完善了自己，使自己的各個方面提高到一個新的臺階，同時為以后的工作打下基礎(chǔ)。一種成就感在心頭油然而生。 數(shù)碼管要采用共陰數(shù)碼管，因為數(shù)碼管的灌電流可以大些達(dá)到幾十毫安，但是拉電流比較小，采用共陽數(shù) 碼管可能因為電流過小而數(shù)碼管不能點亮數(shù)碼管，還有就是接在上拉電阻再接 5V 上，最好采用 1K的排阻。外部中斷沒有執(zhí)行跟沒有中斷信號加入有關(guān)系。 最后、拆分壓縮 BCD碼十進(jìn)制以及最后的顯示程序，可以利用上述提到的各種方法，觀察 3034H內(nèi)部的數(shù)據(jù)，緩沖數(shù)據(jù)的觀察檢查完畢后，調(diào)用顯示程序，觀察數(shù)碼管上顯示的數(shù)據(jù)是否是內(nèi)存 緩沖中需要顯示的數(shù)據(jù)。 用戶還可以打開程序空間窗口、內(nèi)部數(shù)據(jù)窗口、外部數(shù)據(jù)窗口進(jìn)行數(shù)據(jù)塊觀察。 注意：如果用戶調(diào)試高級語言，因為系統(tǒng)要占用 2個斷點，所以可設(shè)置的斷點數(shù)為最大斷點個數(shù)減 2。 調(diào)試主要方法和技巧： 通常一個調(diào)試程序應(yīng)該具備至少四種性能：跟蹤、斷點、查看變量、更改數(shù)值。 軟件調(diào)試 單片機(jī)程序調(diào)試思路 ： 單片機(jī)部分調(diào)試工作的完成主要應(yīng)用 LCA51 軟件來完成，這一部分工作首先將轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)中的各個模塊 —— 計算程序中的除法程序、雙字節(jié)的二 十進(jìn)制數(shù)制轉(zhuǎn)換程序，壓縮 BCD 碼十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為非壓縮 BCD 碼的程序以及顯示部分程序調(diào)試好，不斷調(diào)試，不斷修改直到正確為止。 數(shù)碼管 LED電路調(diào)試：由于數(shù)碼管采用的是動態(tài)掃描的方式點亮的。 硬件調(diào)試 硬件調(diào)試主要是針 對我的轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的單片機(jī)硬件電路分別進(jìn)行調(diào)試。 二 十進(jìn)制轉(zhuǎn)換程序 計算程序計算出來的數(shù)據(jù)為二進(jìn)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(jī)，計算機(jī)可識別二進(jìn)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(jìn)制必須先轉(zhuǎn)換成 BCD后才能拆分。 單片機(jī)轉(zhuǎn)速程序設(shè)計思路及過程 單片機(jī)測量轉(zhuǎn)速可以分為若干模塊，然后在主程序中調(diào)用各個模塊， 流程圖如下圖所示。 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(fù)電壓）＝ 3V～ 15V RS232 連接器 DB9 DB9 是 RS232 信號線的連接器，其連接器的機(jī)械特性見圖 (4－ 9)，表 41所示 RS232 信號線名稱、符號以及對應(yīng)在 DB9上的針腳號。 電參數(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 BBOP 200400mV 輸出高電平電流 IOFF Vout=24V B 電源電流 ICC VCC=24V 輸出端開路 10 mA 輸出上升時間 tr Vcc=12V RL= CL= μ S 輸出下降時間 tf Vcc=12V RL= CL= μ S 產(chǎn)品特點 : . 電源電壓范圍寬 . 可用市售的小磁環(huán)來驅(qū)動 . 無可動部件、可靠性高 . 尺寸小 . 抗環(huán)境應(yīng)力 . 可直接同雙極和 MOS 邏輯電路接口 應(yīng)用 : 18 . 高靈敏的無觸點開關(guān) . 直流無刷電機(jī) . 直流無刷風(fēng)機(jī) . 霍爾開關(guān)元件的電路圖： 圖 48 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(jī)測量的轉(zhuǎn)速能夠向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，硬件 電路中必須要考慮到單片機(jī)的發(fā)送部分，由于單片機(jī)通過串口發(fā)送出來的是 TTL 邏輯電平（ 0V和 5V），而計算機(jī) 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(jī)要和 PC 的上位機(jī)通信就必須是電平一致，所以發(fā)送部分關(guān)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(jìn)行轉(zhuǎn)換，但是為了方便起見，本次設(shè)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。例如，用一個 5 4 （ 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(yīng)強(qiáng)度。此外，它具有體積小、重量輕、功耗低等優(yōu)點，正越來越愛到眾的重視。采用了各種補(bǔ)償措施的霍爾器件的工作溫度范圍廣，可達(dá) 55150 度。 AT89C51 的 P0 口作為段數(shù)據(jù)口，接上拉電阻到顯示器的各個段； P2口作為掃描口，經(jīng)同相驅(qū)動器 7407 接顯示器公共極。 圖 44 七段發(fā)光顯示器的結(jié)構(gòu) 13 圖 45 七段發(fā)光顯示器管腳 的結(jié)構(gòu) 驅(qū)動方式 ： 采用的數(shù)碼管驅(qū)動為 7407，它的全名為 7407 TTL 集電極開路六正相高壓驅(qū)動器，其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，圖 46為 7407的圖以及各個引腳的分布功能介紹。 12 圖 43 上電復(fù)位電路 顯示電路 顯示電路采用 LED數(shù)碼管動態(tài)顯示， LED（ LightEmitting Diode）是一種外加電壓從而渡過電流并發(fā)出可見光的器件。 RST變?yōu)榈碗娖胶?，退出?fù)位， CPU從初始狀態(tài)開始工作。 CMOS型單片機(jī)內(nèi)部（如 AT89C51）有一個可控的負(fù)反饋反相放大器，外接晶振（或陶瓷諧振器）和電容組成振蕩器，圖 4－ 2為 CMOS型單片機(jī)時鐘電路框圖。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(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 ：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。另外，該引腳被略微拉高。 ：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時， P2口輸出地址的高八位。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 128*8位內(nèi)部 RAM 該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。軟件的具體設(shè)計我們將在下面的章節(jié)中作詳細(xì)介紹。顯示部分、需要有一個二進(jìn)制到十進(jìn)制的轉(zhuǎn)化 程序，以及復(fù)位電路 CPU 執(zhí)行單元 顯示電路 時鐘電路 發(fā)送電路 5 轉(zhuǎn)換成非壓縮 BCD 的程序后、才能進(jìn)行調(diào)用查表程序送到顯示。 單片機(jī)可通過編程控制外圍部件，能實現(xiàn)較高的自動化程度。記錄各時段的轉(zhuǎn)速，畫出 VT 坐標(biāo)圖?？梢詫Υ蠓秶D(zhuǎn)速進(jìn)行測量，測 量的轉(zhuǎn)速精度高，還可以和 PC 機(jī)時時通信，實現(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)速的測量。 詳細(xì)介紹了 單片機(jī)的測量轉(zhuǎn)速系統(tǒng)及 PC 機(jī)與單片機(jī)之間的串行通訊。 1 摘 要 在工程實踐中，經(jīng)常會遇到各種需要測量轉(zhuǎn)速的場合，測量轉(zhuǎn)速的方法分為模擬式和數(shù)字式兩種。 本設(shè)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(gòu)成。 本系統(tǒng)主要由傳感器，單片機(jī) AT89C51 構(gòu)成。 2 2 系統(tǒng)功能分析 系統(tǒng)功能概述 功能： 系統(tǒng)主要實現(xiàn)功能是 :AT89C51 單片機(jī)接收霍爾 傳感器傳來的脈沖信號 ,單片機(jī)根據(jù)外部中斷 ,以及內(nèi)部定時器進(jìn)行記數(shù)計算出電機(jī)轉(zhuǎn)速送到LED 顯示，同時數(shù)據(jù)傳給 PC 機(jī) ,并在 PC 機(jī)屏幕上顯示出來。 （ 4） PC 機(jī)部分主要完成將數(shù)據(jù)顯示在界面并描繪出 VT圖 系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo) 系統(tǒng)主要完成以下功能： 測量系統(tǒng)： ； ； 5 位 LED 上，精度為 %； ； 9針 RS232即可； 通信部分 ： Visual Basic 編制 RS— 232 通信軟件； ； ，用時間曲線表示； 根據(jù)系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能以及要求，要實現(xiàn)單片機(jī)的轉(zhuǎn)速測量主要是各個模塊的設(shè)計，定時器記數(shù)功能、以及 LED驅(qū)動、電平轉(zhuǎn)換及 PC 機(jī)之間的通信。 軟件設(shè)計思路 軟件需要解決的是 定時器 0 的記數(shù)和外部中斷 0 的 設(shè)定 、由于測量的轉(zhuǎn)速范圍大，所以低速和高速都要考慮在內(nèi)，關(guān)鍵在于一個四字節(jié)除三字節(jié)程序的實現(xiàn)。為了和 PC通信，系統(tǒng)要求單片機(jī)晶振 。 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