【正文】 有關(guān)，也與點(diǎn)亮?xí)r間和間隔時(shí)間的比例有關(guān)。 顯示器結(jié)構(gòu)： 常用的七段顯示器的結(jié)構(gòu)如圖 26 所示。在加電瞬間，電容通過(guò)電阻充電，就在RST 端出現(xiàn)一定時(shí)間的高電平，只要高電平時(shí)間足夠長(zhǎng)，就可以使 MCS51 有效的復(fù)位。圖中 SYS 為晶振或陶瓷諧振器，振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘頻率主要由 SYS 參數(shù)確定（晶振上標(biāo)明的頻率）。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。石英振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置0； 9./PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。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。在FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八 位地址接收。 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 位微處理器，俗稱單片機(jī)。 系統(tǒng) 組成及框圖 ： 本系統(tǒng)通信部分是單片機(jī)經(jīng)電平轉(zhuǎn)換電路 HIN232CP 之后，通過(guò)串口 RS232 發(fā)送數(shù)據(jù)，由 PC 微機(jī)接收，微機(jī)部分用 Visual Basic 軟件編寫(xiě)的界面作為 PC 機(jī)部分與單片機(jī)進(jìn)行串口之間通信 。 類型 適用范圍特點(diǎn) 計(jì)算式 機(jī)電式 光電式 電磁式 機(jī)械式 發(fā)電機(jī)式 電容式 中低速 簡(jiǎn)單低廉 中高速 中高速 中低速 簡(jiǎn)單 高速 可遠(yuǎn)程指示 中高速 通過(guò)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)字輪 來(lái)自被測(cè)旋轉(zhuǎn)體上的光線使光電管產(chǎn)生電脈沖 利用磁電轉(zhuǎn)換器將轉(zhuǎn)速變換成電脈沖 利用離心力與轉(zhuǎn)速成平方 正比的關(guān)系 利用電機(jī)電源或交流電壓與轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系 利用電容充電放電與轉(zhuǎn)速成正比 關(guān)系 機(jī)械式 同步式 數(shù)字式 數(shù)字式 測(cè)試發(fā)電機(jī) 用已知頻率閃光測(cè)出旋轉(zhuǎn)體同步的頻率 轉(zhuǎn)動(dòng)帶槽的圓盤(pán)，觀察旋轉(zhuǎn)體的 同步關(guān)系 光電式 中速 中高速 備注 測(cè)量方法 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 第 2章 硬件電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體功能概述 系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)功能是 :AT89C51 單片機(jī)接收霍爾 傳感器傳來(lái)的脈沖信號(hào) ,單片機(jī)根據(jù)外部中斷 ,以及內(nèi)部定時(shí)器進(jìn)行記數(shù)計(jì)算出電機(jī)轉(zhuǎn)速送到 LED 顯示，同時(shí)數(shù)據(jù)傳給 PC 機(jī) ,并在 PC 機(jī)屏幕上顯示出來(lái)。這種以測(cè)量頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量轉(zhuǎn)速的方法，稱測(cè)頻法 。 性能特點(diǎn)： 1． 89C51 配合晶體管的雙極式可逆 PWM 變換器構(gòu)成直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可獲得高性能的調(diào)速性能指標(biāo)； 2． 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，省去了復(fù)雜的換流裝置，因此體積小，成本低，加之采用硬軟件結(jié)合的微機(jī)控制方式，提高了系統(tǒng)的可靠性和抗干擾性。 轉(zhuǎn)速測(cè)量在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用 轉(zhuǎn)速測(cè)量的應(yīng)用系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)、 科技教育、民用電器等各領(lǐng)域的應(yīng)用極為廣泛，往往成為某一產(chǎn)品或控制系統(tǒng)的核心部分，其各種參數(shù)在不同的應(yīng)用中有其側(cè)重，但轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)作為普遍的應(yīng)用在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，有重要的意義?；静糠质峭鈬酒臄U(kuò)展及功能鍵盤(pán)、顯示器配置，通過(guò)總線連接而成，測(cè)控增強(qiáng)部分主要是傳感器接口與伺服驅(qū)動(dòng)控制接口。有的單片機(jī)內(nèi)部設(shè)置了專門(mén)用于變頻控制的脈寬調(diào)制控制電路，這些單片機(jī)有 Fujitsu 公司的 MB89850 系列、 MB89860 系列； Motorola 公司的MC68HC08MR1 MR24 等。下面分別就這四個(gè)方面說(shuō)明單片機(jī)的技術(shù)進(jìn)步狀況。其可以應(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(cè)和控制、水泵流量控制以及需要利用轉(zhuǎn)速檢測(cè)來(lái)進(jìn)行控制的許多場(chǎng)合。 關(guān)鍵詞 MSC51（單片機(jī)）；轉(zhuǎn)速；傳感器 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 II [89 C51 based on the speed measurement system in the design] Abstract In the project practice, we will meet each kind to need frequently to survey the rotational speed the situation, the survey rotational speed method divides into the simulation type and the digital two kinds. The simulation type uses measured that the fast generator is the detecting element, obtains the signal simulates the quantity. Digital usually uses the electrooptical encoder, the Hall part and so on is the detecting element, obtains the signal is the signal impulse. Along with microputer39。 本文便是運(yùn)用 AT89C51 單片機(jī)控制的智能化轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x。隨著微型計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，特別是高性能價(jià)格比的單片機(jī)的出現(xiàn)，轉(zhuǎn)速測(cè)量普遍采用以單片機(jī)為核心的數(shù)字式測(cè)量方法。 其優(yōu)點(diǎn)硬件是電路簡(jiǎn)單，軟件功能完善，測(cè)量速度快、精度高、控制系統(tǒng)可靠，性價(jià)比較高等特點(diǎn)。 課題以單片機(jī)為中心，設(shè)計(jì)的全數(shù)字化測(cè)量轉(zhuǎn)速系統(tǒng)，在工業(yè)控制和民用電器中都有較高使用價(jià)值。在目前，用戶對(duì)單片機(jī)的需要越來(lái)越多，但是，要求也越來(lái)越高。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 為了能在變頻控制中方便使用單片機(jī)，形成最具經(jīng)濟(jì)效益的嵌入式控制系統(tǒng)。應(yīng)用系統(tǒng)如圖 11 所示，整個(gè)系統(tǒng)由基本部分和測(cè)控增強(qiáng)部分及外設(shè)增強(qiáng)部分構(gòu)成。模擬量的輸出常為伺服驅(qū)動(dòng)控制，控制輸出通過(guò) D/A 變換后送入伺服驅(qū)動(dòng)電路。轉(zhuǎn)速由單片機(jī)的 P0 口輸出，同時(shí)當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)設(shè)定值時(shí)，通過(guò)單片機(jī)的Ｐ 1口輸出信號(hào)，驅(qū)動(dòng)響鈴報(bào)警。 如表 11 所示 表 11 各種測(cè)速方法比較 脈沖輸入 鍵盤(pán) 單片機(jī) 顯示 報(bào)警 存儲(chǔ)器 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 就轉(zhuǎn)速測(cè)量原理而言，大體可分為三大類，一是用單位時(shí)間內(nèi)測(cè)得物體的旋轉(zhuǎn)角度來(lái)計(jì)算速度，例如在單位時(shí)間內(nèi)，累計(jì)轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)出的 N 個(gè)脈沖，即為該單位時(shí)間的速度。本文重點(diǎn)是測(cè)量速度并顯示在 5位 LED 數(shù)碼管上。 機(jī)部分主要完成將數(shù)據(jù)顯示在界面并描繪出 VT圖 。 處理執(zhí)行元件 單片機(jī)我們采用 AT89C51(其引腳圖如圖 23)，相較于 INTEL 公司的 8051它本身帶有一定的優(yōu)點(diǎn)。 P1 口管腳寫(xiě)入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。當(dāng) P3 口寫(xiě)入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。然而要注意 的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。但 RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。清“ 0” PD，使振蕩器工作產(chǎn)生時(shí)鐘，單片機(jī)便正常運(yùn)行。對(duì)于 MOS(AT89C51)單片機(jī)只要接一個(gè)電容至 VCC 即可 (見(jiàn)圖 25)。 LED有單個(gè) LED和八段 LED之分，也有共陰和共陽(yáng)兩種。所謂動(dòng)態(tài)顯示，就一位一位地輪流點(diǎn)亮各 位顯示器（掃描），對(duì)于每一位顯示器來(lái)說(shuō)，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 圖 29 五位動(dòng)態(tài)顯示電路 霍爾傳感器簡(jiǎn)介 霍爾器件概述 霍爾元件是一種基于霍爾效應(yīng)的磁傳感器，已發(fā)展成一個(gè)品種多樣的磁傳感器產(chǎn)品族，并已得到廣泛應(yīng)用。前者輸出模擬量，后者輸出數(shù)字量。按照輸出信號(hào)的形式，可以分為開(kāi)關(guān)型集成霍爾傳感器和線性集成霍爾傳感器兩種類型。在計(jì)算總有效工作氣隙時(shí)，應(yīng)從霍爾片表面算起。 數(shù)據(jù)的傳輸： 當(dāng)電路工作于發(fā)送數(shù)據(jù)狀態(tài)時(shí)， PC 機(jī)的 RTS 端輸出高電平，經(jīng) IC1 電平轉(zhuǎn)哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 23 換打開(kāi) IC3（ 74LS08）的與門(mén) B1，使 PC 機(jī) TXD 端輸出的數(shù)據(jù)經(jīng)紅外發(fā)射電路發(fā)射出去； RTS 信號(hào) IC1 反相后作為 CTS 信號(hào)送入計(jì)算機(jī)，同 時(shí)還關(guān)閉與門(mén) B2；使計(jì)算機(jī)不接收其它數(shù)據(jù)信號(hào)。內(nèi)部有兩個(gè)發(fā)送器 (TTL 電平轉(zhuǎn)換為 RS232C 電平 )和兩個(gè)接收器 (RS232 電平轉(zhuǎn)換為 TTL 電平 )。此外，對(duì)于低速情況下，我們還要設(shè)定一個(gè)軟件計(jì)數(shù)器 VTT，當(dāng)外部中斷還沒(méi)來(lái)而內(nèi)部哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 27 定時(shí)器已經(jīng)溢出，產(chǎn)生定時(shí)器 0 中斷時(shí)，增加 VTT，作為三字節(jié)中的高字節(jié)。在程序設(shè)計(jì)中，在AT89C51RAM 存貯器中的四個(gè)顯示緩沖器單元 30H－ 34H，分別存放著由計(jì)算出來(lái)的轉(zhuǎn)速的 BCD 碼進(jìn)行拆分后的非壓縮 BCD 碼數(shù)據(jù)， AT89C51 的 P1 口掃描輸出總是只有一位為低電平、其它位為高電平， AT89C51 的 P0 口相應(yīng)位的顯示數(shù)據(jù)的段數(shù)據(jù)，使該位顯示出一個(gè)字符，其它們?yōu)榘担来蔚馗淖?P1 口輸出為低高的位， P0 口輸出對(duì)應(yīng)的段數(shù)據(jù)， 5 位 LED 顯示器就顯示出由緩沖器中顯示數(shù)據(jù)所確定的字符。這一部分硬件調(diào)試主要分成兩大塊：上電前的調(diào)試和上電后的調(diào)試。數(shù)碼管的公共端（ COM）接在 7407驅(qū)動(dòng)再接到單片機(jī)的 P2口作為位選信號(hào)，字型是接在 P0口。 LCA51 軟件是一種非常實(shí)用的多窗口編輯、調(diào)試軟件。 調(diào)試應(yīng)用程序所提供的重要性能也許就是跟蹤應(yīng)用程序。 LCA51 調(diào)試軟件還提供一次性斷點(diǎn)：執(zhí)行到光標(biāo)所在行。 如果用戶在調(diào)試過(guò)程中了解到變量的內(nèi)容（超值、未定義等）會(huì)對(duì)程 序性能產(chǎn)生影響或引起異常時(shí)，立即更改變量的內(nèi)容是很有效的方法，以確保該值在正確范圍內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤。 綜合調(diào)試 在硬件和軟件單獨(dú) 調(diào)試成功后進(jìn)行軟硬件綜合調(diào)試，它可以分成以下幾個(gè)步驟： ； ，計(jì)算出轉(zhuǎn)速值并存儲(chǔ)； LED數(shù)碼管把測(cè)量的數(shù)據(jù)顯示出來(lái)。在前面還沒(méi)有解決的時(shí)候，我們暫時(shí)用信號(hào)發(fā)生器來(lái)代替外部中斷 9的輸入，由于中斷執(zhí)行與否我們沒(méi)法看到，可以用設(shè)置中斷點(diǎn)的方法或者利用示波器，在中斷服務(wù)程序中重新編寫(xiě)一些程序觀察單片機(jī)的某一輸出口的波形變換或者中斷程序中讓數(shù)碼管點(diǎn)亮等直觀可以看到的方法來(lái)檢查中斷的執(zhí)行情況； ，要先讀去反映轉(zhuǎn)速的 TH0， TL0，再去清 0，軟件記數(shù)的高字節(jié) VTT應(yīng)該在定時(shí)中斷 0中的服務(wù)程序中自增 的同時(shí)清TH0， TL0，在外部中斷程序中要讀取三字節(jié)的記數(shù)值后同時(shí)清三個(gè)記數(shù)器，再?gòu)闹袛喾祷?； 條件下出現(xiàn)了轉(zhuǎn)速不準(zhǔn)確，就是在調(diào)用轉(zhuǎn)換程序時(shí)出現(xiàn)了問(wèn)題，觀察程序時(shí)發(fā)現(xiàn)調(diào)用子程序是傳送的參數(shù)不對(duì)，在用寄存器 R的時(shí)候出現(xiàn)了重復(fù)現(xiàn)象，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換過(guò)程中出現(xiàn)了混亂。 ，因?yàn)閿?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(yáng)數(shù)碼管可能因?yàn)殡娏?過(guò)小而數(shù)碼管不能點(diǎn)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。 PC機(jī)之間的設(shè)置 以及電平轉(zhuǎn)換 不一致 具體參見(jiàn)通信部分的畢業(yè)設(shè)計(jì)。利用萬(wàn)用表檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)接 5V和地的 PCB上的線都?jí)牧?，重新用線接在電路板上。 程序調(diào)試過(guò)程 ： 整個(gè)程序是一個(gè)主程序調(diào)用各個(gè)子程序?qū)崿F(xiàn)功能的過(guò)程，要使主程序和整個(gè)程序都能平穩(wěn)運(yùn)行，各個(gè)模塊的子程序的正確與平穩(wěn)運(yùn)行必不可少，所以在軟件調(diào)試的最初階段就是把各個(gè)子程序模塊進(jìn)行分別調(diào)試。 通過(guò)添加觀察項(xiàng)菜單可以將用 戶希望觀察的變量添加到觀察窗口中，長(zhǎng)期進(jìn)行觀察。 通過(guò)型單步僅執(zhí)行下一條源語(yǔ)句程序，然后又停止。高級(jí)語(yǔ)言還支持源文件調(diào)試和匯編語(yǔ)言指令行對(duì)照調(diào)試。即可檢查數(shù)碼管的硬件電路是否正確，即可判斷顯示驅(qū)動(dòng)電路整個(gè)完整，首先排除這里的故障。 在確保硬件電路正常，無(wú)異常情況 (斷路或短路 )方可上電調(diào)試，上電調(diào)試的目的是檢驗(yàn)電路是否接錯(cuò)，同時(shí)還要檢驗(yàn)原理是否正確，在本次課程設(shè)計(jì)中，上電調(diào)試主要只轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的單片機(jī)控制部分、數(shù)碼管點(diǎn)亮部分、和上位機(jī)通信是的電平轉(zhuǎn)換和串口通信部分的硬件調(diào)試。 本章的主要內(nèi)容是說(shuō)明了軟件設(shè)計(jì)的思想，給出了系統(tǒng)軟件的主體流程圖，以及各個(gè)功能模塊的流程圖，用以說(shuō)明各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)思想?？梢哉f(shuō)是核心部分，流程圖如圖所示： 圖 3－ 2 計(jì)算程序流程圖 計(jì)算程序中又再次調(diào)用了除法程序，這里的除法為四字節(jié)除三字節(jié)商為兩字節(jié)，除法的程序的編程思想可以和手工計(jì)算的除法相似，比較減法的思想，流程圖如圖 33所示具體程序見(jiàn)附錄。 圖 31 主程序流程圖 單片機(jī)程序設(shè)計(jì)思路 計(jì)算轉(zhuǎn)速公式： n=60/NTc (r/min)。邏輯 1電平為 3V～ 15V。工作溫度范圍為 40～ 150℃（存儲(chǔ)溫度為 150℃），可適用于各種機(jī)及機(jī)電一體化領(lǐng)域。而且，因霍爾元件的尺寸極