【正文】 器中 mov A, TL0 mov B,TH0 知道了機(jī)器周期 Tp，與寄存器中保留的計(jì)數(shù)值相乘，即可得到外接脈沖信號(hào)的周期 . //使用 T1 對(duì)外部脈沖計(jì)數(shù) ,外部脈沖送如單片機(jī)的 T1 口 //計(jì)數(shù)器 0,1 初始化程序 MOV TMOD 51H MOV TL0 0AFH MOV TH0 3CH MOV TL1 00H MOV TH1 00H MOV IE 82H //計(jì)數(shù)器 1 定時(shí)，計(jì)數(shù)器 0 開始計(jì)數(shù) SETB TRO SETB TR1 s: SJMP S IT0: CLR TR1 CLR TR0 //將計(jì)數(shù)值保留在寄存器中 MOV A,TL0 長春理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 MOV B,TH0 知道寄存器中保留的計(jì)數(shù)值和定時(shí)器所定的時(shí)間，通過相除就可以得出外接信號(hào)周期。 同時(shí)，本設(shè)計(jì)仍然存在需改進(jìn)之處，傳動(dòng)裝置思想老套，精度比較低，數(shù)據(jù)沒有自動(dòng)記 錄功能等 長春理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 參考文獻(xiàn) [1]. 沈文 .Eagle lee 《 AVR 單片機(jī) C 語言開發(fā)入門指導(dǎo)》 .清華大學(xué)出版社 [2]馮瀾 ,萬軍紅 .《上海電機(jī)學(xué)院學(xué)報(bào)》 .第八卷第三期 .20xx 年 6 月 . [3]竇振中 .《單片機(jī)原理和程序設(shè)計(jì)》 .北京航空航天大學(xué)出版社 .20xx. [4]田景文 .《用單片機(jī)測量脈沖周期和頻率的方法》 .儀表技術(shù) 1999 年第 5 期 . [5]萬光毅，嚴(yán)義 .《單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教程》 .北京航空航天大學(xué)出版社 . [6]陳曉榮 ,蔡萍 ,周紅全 .《工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置》 .20xx 年第 1 期 . 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[9]百度知道 [10]新浪愛問 長春理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 致 謝 本文是在 劉智 老師的精心指導(dǎo)下完成的。 Mega16 并行擴(kuò)展口可構(gòu)成鍵盤顯示器接口電路，本系統(tǒng)中可不用鍵盤。 顯示電路 在單片機(jī)系統(tǒng)中，通常用 LED 數(shù)碼顯示器來顯示各種數(shù)字或符號(hào)，由于它具有顯示清晰、亮度高、使用電壓低、壽命長的特點(diǎn)，因此使用非常廣泛。 在本設(shè)計(jì)中其外部擴(kuò)展電路如下圖所示 7 4 L S 3 7 32 7 6 4A t m e g a 1 6V s sV c c+ 5 v4 0 2 01 91 8P B 0X T A L 1X T A L 2P B 2P B 1P B 3P B 4P B 5P B 6P B 7P C 0P C 1P C 2P C 3P C 4P C 5P C 6P C 7P A 0P A 1P A 2P A 3P A 4P A 5P A 6P A 7A L E8R S TE AP D 0P D 1P D 2P D 3P D 4P D 5P D 6P D 7P S E N_ _ __ _ _ _ _3 11 01 7V c cG N DD 0D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7G O E_ _Q 0Q 1Q 2Q 3Q 4Q 5Q 6Q 7V c c V p p C E G N DA 0A 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7_ _A 8A 9A 1 0A 1 1A 1 2A 1 3O 0O 1O 2O 3O 4O 5O 6O 7O E_ _+ 5 V+ 5 V 圖 63 mega16 的外部擴(kuò)展電路圖 當(dāng) mega16 單片機(jī)同時(shí)外接有程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，兩者的區(qū)別在于：程序存儲(chǔ)器只有讀操作而 無寫操作，且讀操作信號(hào)由引腳 PSEN 直接提供；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器則有讀寫操作，且由引腳信號(hào) RD 和 WR選通讀寫操作。 OE 為輸出允許信號(hào)。 74LS273 是 8D 觸發(fā)器，當(dāng) CLK 端上升沿到來時(shí)，將 D 端的數(shù)據(jù)鎖存。而在測周法計(jì)算時(shí)，首先要測出閘門時(shí)間 t，然后被 N 除，再乘以系數(shù)，為保證計(jì)算精度，程序采用浮點(diǎn)運(yùn)算。定時(shí) /計(jì)數(shù)器用于“定時(shí)”，計(jì)算時(shí)并不直接運(yùn)用 TE、 TH、 TL 的內(nèi)容。 綜上所述，本設(shè)計(jì)測頻法與測周法相結(jié)合的方案。 （ 3）測頻法和測周法的比較：測頻法適用 于高頻，測周法適用于低頻，測周法微機(jī)運(yùn)算所花費(fèi)的時(shí)間較之測頻法要多得多，所以如果對(duì)高頻信號(hào)采用測周法，會(huì)影響系統(tǒng)對(duì)被測信號(hào)的響應(yīng)速度。這就形成一對(duì)矛盾：提高精度和瞬時(shí)值的取得。 （ 4） 中斷返回：執(zhí)行完中斷指令后，就從中斷處返回到主程序，繼續(xù)執(zhí)行。 外部中斷電平觸發(fā)方式：對(duì)于電平觸發(fā)方式的外部中斷，其中斷請(qǐng)求信號(hào)應(yīng)持續(xù)保持請(qǐng)求有效（低電平）直至主機(jī)響應(yīng)該中斷請(qǐng)求為止，這是因?yàn)橹袛嘞到y(tǒng)對(duì)中斷請(qǐng)求不做記憶。 長春理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 在輸入 /輸出的數(shù)據(jù)處理頻度很高或?qū)崟r(shí)處理要求很高時(shí)，不宜采用中斷方式。 使用 時(shí)應(yīng)注意，訪問內(nèi)部或外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，應(yīng)分別使用 MOV 及 MOVX指令。一般都用 ALE 正脈沖信號(hào)的下降沿控制鎖存時(shí)刻 （ 3）數(shù)據(jù)總線：由 P0 口提供。 （ 1） 總線：我們知道，一個(gè)電路總是由元器件通過電線連接而成的，在模擬電路中 ，連線并不成為一個(gè)問題，因?yàn)楦髌骷g一般是串行關(guān)系，各器件之間的連線并不很多，但計(jì)算機(jī)電路卻不一樣，它是以微處理器為核心，各器件都要與微處理器相連，各器件之間的工作必須相互協(xié)調(diào) 。 mega16 單片機(jī) AVR 系列單片機(jī)中比較典型的芯片是 ATmega16。它由很小的三角錐體反射材料組成，能夠使光束準(zhǔn)確地從反射板中返回，具有實(shí)用意義。光電傳感器在一般情況下，有三部分構(gòu)成，它們分為：發(fā)送器、接收器和檢測電路。 風(fēng)速測量儀模型 市場上風(fēng)速測量儀產(chǎn)品已經(jīng)比較成熟，不僅測量精度高，易于操作，體積小，便于攜帶，而且產(chǎn)品兼容了很多功能，例如測量風(fēng)向、氣溫、空氣濕度等等，其外形小巧美觀， 功能強(qiáng)大， 如下圖：長春理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 現(xiàn)代風(fēng)速測量儀產(chǎn)品展示 本設(shè)計(jì)目的是研究基于 AVR 單片機(jī)的數(shù)字紅外風(fēng)速測量儀， 故將重點(diǎn)放在風(fēng)速儀的電路設(shè)計(jì)以及軟件設(shè)計(jì)上，故對(duì)簡易模型便不詳細(xì)介紹，在設(shè)計(jì)模型的過程中，其 關(guān)鍵點(diǎn)是在轉(zhuǎn)子上的某個(gè)半球型的扇葉上有一個(gè)小的風(fēng)向舵。加入控制信號(hào)，可以選側(cè)測量的數(shù)值為瞬時(shí)速度，或者為平均速度，這樣可以進(jìn)一步計(jì)算出瞬時(shí)加速度，并且可以保存一段時(shí)間的測量平均值等等。 圖 1 測量系統(tǒng)框圖 圖中傳感器部分包括金屬圓盤和紅外光電開關(guān)。目前，國內(nèi)使用 的風(fēng)速儀， 多數(shù)沿用機(jī)械傳動(dòng)，靈敏度低，誤差大，對(duì)于較多的測風(fēng)點(diǎn)常采用一個(gè)計(jì)數(shù)器測量，長春理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 而野外自然風(fēng)陣性變化較大，這樣會(huì)引起失真和較大誤差。對(duì)于風(fēng)速的采集與測量，不同的應(yīng)用 場合有不同的測量方法，常見的方式有：采用皮托管測量風(fēng)速，其基本原理是通過測量風(fēng)速經(jīng)過時(shí)在皮托管上的靜壓與動(dòng)壓之差來計(jì)算風(fēng)速；采用熱氣球測量風(fēng)速，其基本原理是通過測量風(fēng)在吹過熱氣球時(shí)氣球的振動(dòng)頻率，進(jìn)而換算出風(fēng)速等。本設(shè)計(jì)中采用 ATMAGE16 單片機(jī)，并設(shè)計(jì)了集數(shù)據(jù)采集、顯示、傳輸于一體的便攜式風(fēng)速采集系統(tǒng)，本設(shè)計(jì)的主要目的雖然為風(fēng)速測量，但是當(dāng)對(duì)外部傳動(dòng)部件做簡單修改以后不僅可以應(yīng)用在風(fēng)速的測量當(dāng)中，也可在轉(zhuǎn)速測量控制，車輛行駛速度測定，流速流量測量等方面發(fā)揮借鑒作用。風(fēng)速是氣象數(shù)據(jù)中的一個(gè)重要的參數(shù)，對(duì)它的測量，將會(huì)極大的影響到氣象預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。在對(duì)氣象學(xué)越加重視的今天，氣象數(shù)據(jù)的采集更顯重要。該設(shè)計(jì)的基本原理是將風(fēng)速的感應(yīng)裝置（傳感器）與采集運(yùn)算系統(tǒng)合而為一，為該裝置設(shè)計(jì)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，同時(shí)留出數(shù)據(jù)傳輸接口，在必要時(shí)可以方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移 與后期處理。并且，由于單片機(jī)的使用，使本設(shè)計(jì)的體積較小，適合外出攜帶，操作方便，可推廣到工業(yè)生產(chǎn)中，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。首先測量轉(zhuǎn)速，可由下式計(jì)算： Nn=tZ? 其中： n—— 轉(zhuǎn)速，單位：轉(zhuǎn) /秒 Z—— 金屬圓盤開槽數(shù) t—— 采樣時(shí)間 , 后文中或稱為閘門時(shí)間，單位：秒 N—— 在閘門時(shí)間內(nèi)傳感器輸出的脈沖個(gè)數(shù) 在測量旋轉(zhuǎn)軸徑向某點(diǎn)的線速度，即所求 風(fēng)速： tNZRRnV ?? 22 ?? 其中： v—— 線速度，單位：米 /秒 R—— 被測點(diǎn)距軸心的距離即金屬盤半徑，單位：米 由于采用單片機(jī)進(jìn)行處理，使其比采用數(shù)字電路成本更低，精度更高。當(dāng) GATE=1 時(shí)只有當(dāng) m2 端口為高電平且 TRx 置位為 1 時(shí)才選通定時(shí) /計(jì)數(shù)器 x；當(dāng) GATE=0 時(shí)，只需 TRx 置位為 1，即選通定時(shí) /計(jì)數(shù)器 x。然后對(duì)照與兩個(gè)輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)的角度參考表。在其后面是檢測電路，它能濾出有效信號(hào)和應(yīng)用該信號(hào)。脈沖式風(fēng)速傳感器的最大優(yōu)點(diǎn)是原理簡單、體積小、質(zhì)量小， 同時(shí)能夠?qū)L(fēng)速模擬量直接轉(zhuǎn)換成電子脈沖數(shù)，因其與單片機(jī)相連，只要在程序中建立“數(shù)”脈沖的程序，就能方便地實(shí)現(xiàn)風(fēng)速的測量，省去了一般風(fēng)速傳感器還需要配置的Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換模塊的程序，大大提高了檢測裝置的便攜性。 (2) 系統(tǒng)接口 微機(jī)與外設(shè)連接因速度不匹配、信號(hào)類型不同（脈沖、模擬）、傳輸方式不同（串、并）， 接口是計(jì)算機(jī)與外設(shè)信息交換的橋梁。 （ 2）地址總線：由 P2 口提供高 8 位地址線（ A8―― A15），此口具有輸出鎖長春理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 存的功能，能保留地址信息。 ，主要有下列控制信號(hào)： 存儲(chǔ)器輸出信號(hào)和單片機(jī)讀信號(hào)相連即和 相連。 外部中斷 源： INT0 ：外部中斷 0 請(qǐng)求輸入端口（ PD2） ，低電平或負(fù)跳變激活中斷請(qǐng)求 IE0 位，當(dāng) INT0 中斷請(qǐng)求有效， 采用中斷技術(shù)一般具有以下優(yōu)點(diǎn)： 可使多種功能或設(shè)備同時(shí)工作，只有需占用主機(jī)