【正文】 ……..25第4章 系統(tǒng)軟件設計 ………………………………………………………………..26 單片機轉速程序設計思路及過程 ………………………………………….26 單片機程序設計思路………………………………………………..26 子程序設計 ………………………………………………………………….27 單片機轉速計算程序 ………………………………………………27 二十進制轉換程序…………………………………………………28 顯示程序…………………………………………………………….29第5章 轉速測量系統(tǒng)的轉速分析 ………………………………………….31結論 ……………………………………………………………………33致謝 34參考文獻……………………………………………………………………………..35附錄1…………………………………………………………………………………36附錄2…………………………………………………………………………………37新疆工程學院畢業(yè)設計摘要 本文是關于基于51單片機的轉速測量系統(tǒng)設計的畢業(yè)論文，現今轉速測量方法較多，隨著單片機對脈沖信號的處理能力的不斷強大，使得全數字量系統(tǒng)越來越普及，并且使轉速測量系統(tǒng)也可以用全數字化處理。關鍵詞: 單片機 轉速測量 霍爾傳感器41第1章 緒論 課題研究的當前背景隨著超大規(guī)模集成電路技術提高，尤其是單片機應用技術以其功能強大，價格低廉的顯著特點，使全數字化測量轉速系統(tǒng)得以廣泛應用。本課題以單片機為核心，設計的全數字化測量轉速系統(tǒng)，在工業(yè)控制和民用電器中都有較高使用價值。前者在使用時必須與被測轉軸直接接觸，如離心式轉速表、磁性轉速表與測速發(fā)電機等；后者在使用時不需要與被測轉軸接觸,如光電式轉速表、電子數字式轉速表、閃光測速儀等。 測速系統(tǒng)設計的主要內容，對轉速的周期測量法“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速計算、各自的測量精度和誤差進行闡述。方法如下：(1) 通過敏感元件拾取被測信號敏感元件體積小，可以根據用戶及環(huán)境要求做成各矛頭形狀的探頭，它能將被測的物理量變換成電流、電壓，只要選擇合適的元件參數。2．整形和倍頻前向通道中，從傳感器輸出的信號必須轉換成單片機輸入要求的信號，由于信號調節(jié)電路與傳感器的選擇，現場干擾程度等，都會影響信號的質量。4．驅動和顯示由于LED數碼管具有亮度高、可靠性好等特點，工業(yè)測控系統(tǒng)中常用LED數碼管作為顯示輸出。傳感器部分采用UGN3144霍爾傳感器，負責將被測量量的轉速轉化為脈沖信號。中斷完畢讀取內部記數值作為除數，調用除法程序計算轉速，再對二進制數進行一系列變換后調用查表顯示程序，顯示在LED上。定時時間可根據測量對象情況預先設置。定時器對時基脈沖(頻率為fc)進行計數定時，在TP內計數值若為m2，則計算公式為： n= （34）即： （35）fc為硬件產生的基準時鐘脈沖頻率：單位（Hz）；n轉速單位：（轉/分）；m2時基脈沖。由圖可見，從a點開始，計數器對m1和m2計數，到達b點，預定的測速時間時，單片機發(fā)出停止計數的指令，因為Tc不一定正好等于整數個脈沖發(fā)生器脈沖周期，所以，計數器仍對高頻脈沖繼續(xù)計數，到達c點時，脈沖發(fā)生器脈沖的上升沿使計數器停止，這樣，m2就代表了m1個脈沖周期的時間。并根據第一次的所測轉速及時調整預測時間Tc，兼顧高低轉速時的測量精度。VH稱為霍爾電壓。若N型單晶中的電子濃度為n，則流過樣片橫截面的電流 I=nebdV得 (312)將()式代入()式得 (313)式中稱為霍爾系數，它表示材料產生霍爾效應的本領大??；稱為霍爾元件的靈敏度，一般地說，KH愈大愈好，以便獲得較大的霍爾電壓VH。由（313）式知 因此將待測的厚度為d的半導體樣品，放在均勻磁場中，通以控制電流I，測出霍爾電壓VH，再用高斯計測出磁感應強度B值，就可測定樣品的霍爾系數RH。采用了各種補償措施的霍爾器件的工作溫度范圍廣，可達55150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。例如，用一個54（mm3）的釹鐵硼Ⅱ號磁鋼，就可在它的磁極表面上得到約2300高斯的磁感應強度。在輸入端（2之間）輸入電壓Vcc，經穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后加在霍爾發(fā)生器的兩電流端。（3）磁通密度不受限制，輸出關斷電壓為25V；（4）具有反向電壓保護（反向電壓為35V）和極好的溫度穩(wěn)定性；（5）工作溫度為20到85攝氏度或者是40到25℃。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。三級程序存儲器鎖定當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。這是由于內部上拉的緣故。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 TCM812是高性價比的系統(tǒng)監(jiān)控電路，用于對數字系統(tǒng)的電源電壓VDD 進行監(jiān)控，并在必要時向主處理器提供復位信號。MCS51內部都有一個反相放大器， XTALXTAL2分別為反相放大器輸入和輸出端，外接定時反饋元件以后就組成振蕩器，產生時鐘送至單片機內部的各個部件。1． LED顯示器的結構及其工作原理常用的七段顯示器的結構如圖313所示。A．靜態(tài)顯示驅動靜態(tài)驅動也稱直流驅動。從與單片機的接口方式來分可分為并行接口方式和串行接口方式。 HD7279A最顯著的優(yōu)點是與單片機的接口簡單，最多只需5條連接線，分別是復位端RESET，片選輸入端CS，同步時鐘輸入端CLK，數據輸入輸出端DATA和按鍵有效輸出端KEY。下面我們將介紹除數是如何獲得的：單片機的轉速測量完成，定時器T0作為內部定時器，外部中斷來的時候讀取TH0，TL0，并同時清零TH0、TL0，使定時器再次循環(huán)計內部脈沖。在程序設計中，在AT89C51RAM存貯器中的四個顯示緩沖器單元30H－34H，分別存放著由計算出來的轉速的BCD碼進行拆分后的非壓縮BCD碼數據，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口相應位的顯示數據的段數據，使該位顯示出一個字符，其它們?yōu)榘?，依次地改變P1口輸出為低高的位，P0口輸出對應的段數據，4位LED顯示器就顯示出由緩沖器中顯示數據所確定的字符。2. 測量誤差由轉速公式：n=給出因m1的量化誤差是一個脈沖，故轉速變化：n′== n+n （51） 其相對誤差為： （52） （53） （54）相對誤差n′加入一個脈沖后的轉速值n轉速誤差 由式54可知:這里T=1s，P=12，如果我們設定：=％，那么可以計算出，n=60/=5000時，可以滿足此要求，當n小于5000時，誤差將超出允許范圍之外。有一定的實用價值和較高的性價比，可用于工業(yè)控制中的轉速檢測、民用電器及其他應用。本次畢業(yè)設計從整體來說還是不錯的，受益匪淺，盡管在這過程中我們遇到了很多的疑惑和困難，在大家的配合下還是被攻破和克服。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。4 DB 037H。6 DB 01CH。附錄2參考文獻[1] ：北京航空航天大學出版社，1997[2] 、:復旦大學出版社，1997[3] :北京航空航天大學出版社，1998[4] 梁廷貴、:科學技術文獻出版社，1999[5] ：清華大學出版社，1999[6] . 北京：北京航空航天大學出版社，1995[7] ：北京航空航天大學出版社，1996[8] 2004 ：人民郵電出版社，1995[9] 扈嘯，：西安電子科技大學出版社，2002附錄1附錄2中斷程序： ORG 0000HRESET: LJMP MAIN ；上電，轉主程序入口MAIN ORG 000BH ；T0的中斷入口 LJMP IT0P ；轉T0的中斷處理程序 ORG 1000HMAIN : MOV SP,60H ；設堆棧指針 MOV B,0AH ；設循環(huán)次數為10次 MOV TMOD,01H ；設T0工作在方式1 MOV TL0,0B0H ；給T0設置初值 MOV TH0,3CH SETB TR0 ；啟動T0 SETB ET0 ；允許T0中斷 SETB EA ；CPU開中斷HERE: SJMP HERE ；等待中斷ITOP: MOV TL0,0B0H ；T0中斷服務子程序，重新給T0裝入初值 MOV THO,3CH DJNZ B,LOOP CLR TR0 LOOP: RETI ；1s定時時間到，停止T0工作雙字節(jié)16位二進制存于（R2R3中），（R4R5R6）為轉換完畢的壓縮BCD碼。此次畢業(yè)設計任務是基于51單片機的轉速測量系統(tǒng)，在實際設計過程中遇到的種種問題使我在硬件和軟件設計中學習到了許多知識。應用范圍廣泛，可通過擴展進行二次開發(fā)。除了被測量量的一些系數（如：碼點數）會對系統(tǒng)的測量產生影響外，閘門時間也是一個重要的因素，本程序中僅提供了一個l s固定的閘門時間，實際工程中，可根據需要，靈活地選擇閘門時間，兼顧動態(tài)、性能等各方面的要求，以取得最好的效果。雙字節(jié)整數拆分程序流程圖如圖44所示。三字節(jié)組成除數，上面的常數為四字節(jié)，所以計算程序實際上就是調用一個四字節(jié)除三字節(jié)商為兩字節(jié)的程序。3．HD7279A接口的具體設計 根據HD7279A的特點與優(yōu)點，我們選擇該器件來驅動數碼管，實現數碼顯示，其具體電路如下圖所示：圖315 HD7279驅動顯示器的具體電路 鍵盤電路