【正文】 ........................................ 20 STC89C52 介紹 .................................................................................. 20 1602 液晶顯示屏介紹 ........................................................................ 21 5 智能轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) .............................................................................. 23 程序設(shè)計(jì) ........................................................................................................ 23 工作方式及控制字設(shè)置 ..................................................................... 23 變量分配及程序的初始化 ................................................................. 25 顯示功能的實(shí)現(xiàn) ................................................................................. 25 液晶的顯示 ......................................................................................... 27 主程序流程 .................................................................................................... 28 開發(fā)平臺介紹 ................................................................................................ 29 keil C51 軟件集成開發(fā)環(huán)境 .............................................................. 29 單片機(jī)下載 ........................................................................................ 29 6 結(jié)論 ........................................................................................................................... 31 主要研究結(jié)論 ................................................................................................ 31 研究展望 ........................................................................................................ 31 致 謝 ............................................................................................錯誤 !未定義書簽。一方面它可以應(yīng)用 于工業(yè)控制中的某一部分，如數(shù)控車床的電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測和控制 、 水泵流量控制以及需要利用轉(zhuǎn)速檢測來進(jìn)行控制的許多場合，如車輛的里程表 、 車速表等。測量發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的傳統(tǒng)方法是使用 光電式轉(zhuǎn)速表測量。 ， 對轉(zhuǎn)速的周期測量法“ T”法、頻率測量法“ M”法以及周期頻率“ M/T”測量法，三種具體測量方法的轉(zhuǎn)速計(jì)算、各自的測量精度和誤差進(jìn)行闡述。 闡明的問題 針對現(xiàn)行轉(zhuǎn)速測量 相關(guān)產(chǎn)品及關(guān)鍵技術(shù) 進(jìn)行調(diào)研，重點(diǎn)放在非接觸式轉(zhuǎn)速測量儀、光學(xué)反射式轉(zhuǎn)速測量方法的研究上。 電源方案的選擇與論證 （ 1） 方案一 ：干電池 干電池又叫一次性電池，是電源家族中最原始的成員。最后這些交流波形經(jīng)過整流濾波后就得到直流輸出電壓。它具有字符發(fā)生器 ROM： 192 種5 8 點(diǎn)字體字符， 64 種 5 10 點(diǎn)字體字符；具有字符發(fā)生器 RAM： 8種 5 8 點(diǎn)字體字符， 4 種 5 10 點(diǎn)字體字符；它可以顯示 2行 16個字符，每個字符都是由 5 8 點(diǎn)陣組成的字符塊集。 （ 2）方案二：光電傳感器 轉(zhuǎn)速信號由光電傳感器拾取 ,使用時應(yīng)先在轉(zhuǎn)子上做好光電標(biāo)記 ,具體辦法可以是 :將轉(zhuǎn)子表面擦干凈后用黑漆 (或黑色膠布 )全部涂黑 ,再將一塊反光材料貼在其上作為光電標(biāo)記 ,然后將光電傳感器 (光電頭 )固定在正對光電標(biāo)記的某一適當(dāng)距離處。當(dāng)半導(dǎo)體的 PN 結(jié)加有正向電壓時，會削弱 PN結(jié)勢壘，迫使電子從 N區(qū)經(jīng) PN 結(jié)注入 P 區(qū)，空穴從 P區(qū)經(jīng)過PN 結(jié)注入 N 區(qū)，這些注入 PN 結(jié)附近的非平衡電子和空穴將會發(fā)生復(fù)合，從而發(fā)射出波長為 λ 的光子，其公式如下： λ = h C/Eg 8 () 式中： h — 普朗克常數(shù)； C — 光速； Eg — 半導(dǎo)體的禁帶寬度。 值得一提的是，將準(zhǔn)直后的激光束通過柱面光學(xué)透鏡后，可以射出一條直線光，其線寬可做到 ，如圖 所示。 （ 6）監(jiān)控電流 Im ：即激光管在額定輸出功率時，在 PIN 管上流過的電流。 （ 3）適應(yīng)不同使用要求，有多種波長的激光光源可供選用 近一、二十年來，半導(dǎo)體激光技術(shù)取得長足的發(fā)展，業(yè)已商品化的半導(dǎo)體激光管在可見光波段有波長為 635nm、 650nm、 670nm、 690nm 四種類型，在近紅外波段則有 780nm、 810nm、 830nm、 850nm、 860nm、 910nm、 980nm 等幾種。 單片機(jī)測量轉(zhuǎn)速的 方法 轉(zhuǎn)速是工程中應(yīng)用非常廣泛的一個參數(shù)，早期模擬量的模擬處理一直是作為轉(zhuǎn)速測量的主要方法，這種測量方法在測量范圍和測量精度上，已不能適應(yīng)現(xiàn)代科技發(fā)展的要求。在本系統(tǒng)中考慮到計(jì)數(shù)的范圍、使用的定時 /計(jì)數(shù)器的個數(shù)及 I/O 口線，選用 STC89C52 單片機(jī)。定時器對時基脈沖 (頻率為 fc)進(jìn)行計(jì)數(shù)定時，在 TP內(nèi)計(jì)數(shù)值若為 m2，則 計(jì)算公式為： n = 60/PTp （ ） 即： n = 60fc/Pm2 （ ） P — 為轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)一周脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖數(shù)； fc— 為硬件產(chǎn)生的基準(zhǔn)時鐘脈沖頻率：單位（ Hz）； n — 轉(zhuǎn)速單位：（轉(zhuǎn) /分）； m2— 時基脈沖。設(shè)置的時間過長， 雖然 可以提高精度，但在轉(zhuǎn)速較快的情況下，所計(jì)的脈沖數(shù)增大 （碼盤孔數(shù)已經(jīng)確定的 情況下） ，限制了轉(zhuǎn)速測量的量程。單位：（轉(zhuǎn) /分）； fc晶體震蕩頻率：單位（ Hz）； m1輸入脈沖數(shù)，反映轉(zhuǎn)角； m2時基脈沖數(shù)。 16 4 智能轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) 本轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)有以下幾個部分構(gòu)成，如圖 。 測速轉(zhuǎn)盤 光電傳感器 信號處理 單片機(jī) 顯示 鍵盤 半導(dǎo)體激光器 17 圖 轉(zhuǎn)速 信號發(fā)射與接收 電路圖 T11234567 891011121314J P 174 L S 04123J P 2發(fā)射管123J P 3接收管75R 11R e s 21KR 13R e s 21KR 12R 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 18 本 設(shè)計(jì)中 采用 LCD1602 液晶顯示器作為顯示部分， P0 口的 ～ 口作為液晶顯示器的段驅(qū)動， 使用一片 10K的上拉排阻 ，增強(qiáng)驅(qū)動能力 。 STC89C52 各個管腳的功能，如表 。 工作方式及控制字設(shè)置 （ 1） 定時 /計(jì)數(shù)器 T1 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中， T1 被用于計(jì)數(shù)， 由于采用“ M”法測速，所以要求 計(jì) 數(shù)量越大越好，這樣 可以獲得較大的測量范圍，因此， T1 選定為工作方式 1（ 16 位的計(jì)數(shù)方式）。 （ 3） 定時 /計(jì)數(shù)器的方式控制字 定時 /計(jì)數(shù)器的方式控制字 TMOD，其地址為 89H，復(fù)位值 00H，不可位尋址。 C/T=1，工作于計(jì)數(shù)器方式； C/T=0 工作于定時器方式。 TR TR0 分別用于開啟 T1 和 T0 的開關(guān)位，其中 TR1 由系統(tǒng)開啟時，直接置位，打開 T1，開始定時，經(jīng)運(yùn)行判斷后，打開 TR0。 //定義字符數(shù)組顯示數(shù)字 unsigned int v。 //定時器 T0 高 8位重新賦初值 TL0=(6553646083)%256。 //取十位 l=x%10。 圖 主程序流程圖 29 開發(fā)平臺介紹 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的程序必須有調(diào)試好的應(yīng)用程序，系統(tǒng)才能運(yùn)行。這樣大大縮減了電路復(fù)雜度，同時下載更加快捷方便。 總之 經(jīng)過導(dǎo)師 、 同學(xué)們的支持與幫助和自己不 斷的學(xué)習(xí)、努力，本文設(shè)計(jì)的手持式激光轉(zhuǎn)速測量儀 實(shí)物已經(jīng)制作完成，對系統(tǒng)設(shè)備測試 效果顯示，手持式激光轉(zhuǎn)速測量儀的 功能都能夠按要求 基本 實(shí)現(xiàn)，達(dá)到 課題研究的目的 。 32 參考文獻(xiàn) [1]劉 鋒 ， 等 .基于單片機(jī)和 8254 計(jì)數(shù)器的電機(jī)轉(zhuǎn)速測量方法 .機(jī)械制造與自動化 .20xx，36(4)： 104～ 107 [2]劉巖 ,左春檉 ,張玉梅 ,栗利剛 .高精度非接觸測量轉(zhuǎn)速新方法研究 .微計(jì)算機(jī)信息 .20xx，24(2)： 72～ 79 [3]王朕 ， 劉學(xué)鋒 ， 劉陵順 .基于 AT89C51 的電機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) .四川兵工學(xué)報 .20xx， 30(5)： 19～ 21 [4]邵靜波 ， 劉博學(xué) ， 王成貴 ， 王玉蘭 ， 洪光 .一 種新型的半導(dǎo)體激光測速儀 .延邊大學(xué)學(xué)報 .20xx， 29(3)： 177～ 178 [5]馮榮彪 ， 張弘 ， 杜錫勇 .精密激光測速儀的設(shè)計(jì) .自動化儀表 .20xx， 30(5)： 62～ 64 [6]洪寶林 .力學(xué)計(jì)量 下 .北京：原子能出版社， ～ 839 [7]劉麗 ， 王翔 .基于 MCS51 單片機(jī)的轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng) .測量測試技術(shù) .20xx,3 (34):58～ 60 [8]李福進(jìn)，陳至坤，王汝琳，等．基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速測量方法 [J]．工礦自動化， 20xx， 2(1)：5455 [9]QU Jinyu. Measure of Engine Speed Based on C8051F Chip， Tractor amp。 本設(shè)計(jì)中應(yīng)用的 接收 電路 要求反射回的激光光束亮度要很高，這導(dǎo)致在實(shí)際操作中要把探頭與被測轉(zhuǎn)盤離得很近，且發(fā)射光束與反射光束之間的夾角不能過大。因此我們要通過 USB 轉(zhuǎn)串口線，再通過 RS232 轉(zhuǎn)接下載，如果將 9 針頭和 RS232電路焊 接到設(shè)備電路板中，那樣就會占用板子的空間而且加大了焊接難度，操作十分不便。 //將個位數(shù)字的字符常量寫入 LCD } ?? 以此規(guī)律進(jìn)行顯示，直至四位全部顯示完畢，等待下一次循環(huán)。 //取千位 j=(x%1000)/100。 //計(jì)滿 1秒鐘標(biāo)志位置 1 count=0。 //使能信號位，將 E位定義為 引腳 sbit BF=P0^7。 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 圖 控制寄存器 TCON 的位定義圖 25 TF0、 TF1 分別為定時器 T0 和計(jì)數(shù)器 T1 的溢出標(biāo)志位， TR0 和 TR1 在正常情況下，都沒有溢出標(biāo)志，只有當(dāng)計(jì)數(shù)值或定時值超過 65535 時，才能有溢出中斷請求，這兩位是由硬件置位和硬件清零，不需另行設(shè)置。 GATE=1，只有 INT0/1 引腳為高電平且用指令置 TR0/1=1 時，才能啟動定時 /計(jì)數(shù)器 0/1 的工作。 這里用 Plus Counter 作為轉(zhuǎn)化為 10 進(jìn)制數(shù)值的數(shù)值存儲器， TH1 和 TL1 分別是二進(jìn)制計(jì)數(shù)值的高 8位和低 8位。 管腳號 管腳名稱 電平 管腳功能 1 VSS 0V 電源地 2 VCC 電源輸入 3 V0 LCD 驅(qū)動電壓輸入 4 RS H/L RS=H,表示 DB0DB7 為顯示數(shù)據(jù)