【正文】 ，這些我們將具體在下章中加以詳細敘述。為數碼管能夠顯示出來，需將二進制轉換為十進制，在將十進制轉換為非壓縮 BCD 碼后，才能調用查表程序，最后送顯示。青島理工大學畢業(yè)論文第 28 頁圖 HIN232CPE 電平轉換器及外接元件圖青島理工大學畢業(yè)論文第 29 頁第 5章 軟件設計本章重點闡述測量轉速的匯編語言。模塊所用器件如下：RS232CRS232C 是美國電氣工業(yè)協(xié)會推廣使用的一種串行通信總路線標準，是DCE(數據通信設備，如微機)和 DTE(數據終端設備，如 CRT)間傳輸串行數據的接口總線。 因為霍爾器件需要工作電源，在作運動或位置傳感時，一般令磁體隨被檢測物體運動，將霍爾器件固定在工作系統(tǒng)的適當位置，用它去檢測工作磁場，再從檢測結果中提取被檢信息。青島理工大學畢業(yè)論文第 24 頁 霍爾傳感器的應用使用霍爾器件檢測磁場的方法極為簡單，將霍爾器件做成各種形式的探頭，放在被測磁場中，因霍爾器件只對垂直于霍爾片表面的磁感應強度敏感，因而必須令磁力線和器件表面垂直，通電后即可由輸出電壓得到被測磁場的磁感應強度。集成霍爾傳感器是利用硅集成電路工藝將霍爾元件和測量線路集成在一起的一種傳感器。霍爾器件以霍爾效應為其工作基礎。當應用系統(tǒng)中只有一片 HD7279A 時，片選端 CS 可直接接地。5 位共陰極顯示器和 AT89C51 的接口邏輯如圖 47 所示。才能顯示出正確的數字來，如圖 所示，為七段數碼管的管腳圖。若復位電路失效，加電后CPU從一個隨機的狀態(tài)開始工作，系統(tǒng)就不能正常運轉。此時ALE、PSEN、P0、PPP3口都 輸出高電平。AT89C51是屬于CMOS8位微處理器，它的時鐘電路在結構上有別于NMOS型的單片機。? 芯片擦除：整個 PEROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持 ALE 管腳處于低電平 10ms 來完成。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（VPP） 。此時，ALE 只有在執(zhí)行 MOVX，MOVC指令是 ALE 才起作用。表 41 P3 口的第二功能引 腳 第二功能 信 號 名 稱RXDTXDINT0INT1T0T1WRRD串行數據接收串行數據發(fā)送外部中斷 0 請求外部中斷 1 請求定時器/計數器 0 計數輸入定時器/計數器 1 計數輸入外部 RAM 寫選通外部 RAM 讀選通：復位輸入。P2 口當用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數據存儲青島理工大學畢業(yè)論文第 14 頁器進行存取時，P2 口輸出地址的高八位。P0 能夠用于外部程序數據存儲器，它可以被定義為數據/地址的第八位。128*8位內部RAM 處理執(zhí)行元件單片機我們采用 AT89C51(其引腳圖如圖 )，相對于 INTEL 公司的 8051它本身帶有一定的優(yōu)點。調用兩字節(jié)二進制三字節(jié)十進制（BCD）轉換子程序BCD，再調用十進制轉換成非壓縮BCD程序CBCD、最后調用查表程序送顯示。具體詳細的敘述將在下面的章節(jié)中逐一介紹。LED 顯示器是用發(fā)光二極管顯示字段的，通常使用七段構成“日”字型和一只發(fā)光二極管作為小數點，稱八段數碼顯示器。處理方法上可以用觸發(fā)器電路來整形；而倍頻電路主要用于解決低轉速時測量精度問題及碼盤的刻度誤差而造成的精度下降問題。這種方法設計難度大，信號穩(wěn)定度差，在模擬處理系統(tǒng)中不宜采用。（4）PC 機部分主要完成將數據顯示在界面并描繪出 VT 圖 系統(tǒng)技術指標系統(tǒng)主要完成測量和通信兩部分功能：（1）設計并制作單片機的轉速測量的硬件系統(tǒng)；（2）用匯編語言完成轉速測量的軟件系統(tǒng)；（3）要求把轉速顯示在 5 位 LED 上，精度為 %；（4）能向上位機發(fā)送數據；（5）用 9 針 RS232 即可；（6）在微機部分采用 Visual Basic 編制 RS—232 通信軟件；（7）通信軟件具有數據接受編輯框；（8）通信軟件要適時對數據的記錄，用時間曲線表示。青島理工大學畢業(yè)論文第 6 頁第 2章 系統(tǒng)功能分析 系統(tǒng)功能概述系統(tǒng)主要實現功能是 AT89C51 單片機接收霍爾傳感器傳來的脈沖信號,單片機根據外部中斷,以及內部定時器進行記數計算出電機轉速送到 LED 顯示，同時數據傳給 PC 機,并在 PC 機屏幕上顯示出來。這類轉速儀表大多具有體積小、重量輕、讀數準確、使用方便等優(yōu)點，容易實現電腦熒屏顯示和打印輸出，能夠連續(xù)的反映轉速變化，既能測定發(fā)動機穩(wěn)定情況下的平均轉速,也能夠用來在足夠小的時間間隔這一特定條件下測定發(fā)動機的瞬時轉速。青島理工大學畢業(yè)論文第 4 頁轉速測量的方法很多，測量儀表的型式也多種多樣，其使用條件和測量精度也各不相同。全面了解單片機和信號放大的具體內容。運用 51 系列單片機設計一種全數字化測速系統(tǒng)，從提高測量精度的角度出發(fā)，分析討論其產生誤差的可能原因。加之激光光源、光柵、光學碼盤、CCD 器件、光導纖維等的相繼出現和成功應用，使得光電傳感器在檢測和控制領域得到了廣泛的應用。可以對大范圍轉速進行測量，測量的轉速精度高，還可以和 PC 機時時通信，實現對電機轉速的測量。 本文首先在第 1 章緒論介紹了此系統(tǒng)的功能、技術指標以及主要內容等；在第 2 章論述了總體設計過程,確定了技術指標及器件的選擇；第 3 章著重描述了系統(tǒng)硬件電路設計、硬件設計框圖及所使用的各種芯片功能與特性；在第 4章中重點剖析了軟件設計的過程；最后在第 5 章中具體論述單片機、電平轉換電路、通信的處理及調試。由于單片機在測量轉速方面具有體積小、性能強、成本低的特點，越來越受到企業(yè)用戶的青睞。要測速，首先要解決是采樣問題。一方面它可以應用于工業(yè)控制中的某一部分，如數控車床的電機轉速檢測和控制、水泵流量控制以及需要利用轉速檢測來進行控制的許多場合，如車輛的里程表、車速表等。測量發(fā)動機轉速的傳統(tǒng)方法是使用光電式轉速表測量。定性地比較三種方法所針對的轉速特征，分析高、中、低轉速情況下各自的適用狀況。傳感器電路、轉速測量、LED 顯示、電平轉換電路設計等將在以下章節(jié)作詳細地設計。以它為系統(tǒng)核心的控制模塊可實現主從控制，完成預定的任務。（2）通過測量儀表拾取被測信號目前有許多測量儀表用于各種測量中，有大信號輸出、有 BCD 碼輸出等，但價格昂貴，專業(yè)性強，一般不適合通用系統(tǒng)。3．單片機單片機是整個測量系統(tǒng)的主要部分，擔負對前端脈沖信號的處理、計算、以及信號的同步，計時等任務，其次，將測量的數據經計算后，將得到的轉速值傳送到顯示接口中，用數碼管顯示數值。轉速是工程中應用非常廣泛的一個參數，早期模擬量的模擬處理一直是作為轉速測量的主要方法，這種測量方法在測量范圍和測量精度上，已不能適應現代科技發(fā)展的要求。PC 機串口和單片機串行口的工作方式，包括串行口的通訊速率、奇偶校驗位、停止位等均由通信軟件實現。青島理工大學畢業(yè)論文第 12 頁第 4章 硬件電路設計硬件的功能由總體設計所規(guī)定，硬件設計的任務是根據總體設計要求，在選擇的機型的基礎上，具體確定系統(tǒng)中所要使用的元器件，設計出系統(tǒng)的電路原理圖，必要時做一些部件實驗，以確定電路圖的正確性。與MCS51 兼容5個中斷源 P1 口管腳寫入 1 后，被內部上拉為高，可用作輸入，P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。 口：P3 口管腳是 8 個帶內部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4個 TTL 門電流。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。：外部程序存儲器的選通信號。? 振蕩器特性：XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。在閑置模式下，CPU 停止工作。清“0”PD，使振蕩器工作產生時鐘，單片機便正常運行。對于MOS(AT89C51)單片機只要接一個電容至V CC即可()。LED有單個LED和八段LED之分，也有共陰和共陽兩種。青島理工大學畢業(yè)論文第 19 頁所謂動態(tài)顯示，就一位一位地輪流點亮各位顯示器（掃描） ，對于每一位顯示器來說，每隔一段時間點亮一次。圖 五位動態(tài)顯示電路 HD7279接口青島理工大學畢業(yè)論文第 20 頁1．引腳介紹HD7279A 是一款具有簡單 SPI 串行接口的器件，可直接驅動 8 位共陰式數碼管(或 64 個獨立的 LED)，管理多達 64 鍵鍵盤，單片即可完成 LED 顯示和鍵盤接口的全部功能，大大簡化電路設計，占用單片機資源極少(最少 2 線)，完全免調試，外圍電路更簡單。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：青島理工大學畢業(yè)論文第 22 頁VD12REST8C6LK7AY904FG3B5PIH*.p+fgedcba圖 HD7279 驅動顯示器的具體電路 鍵盤電路本設計使用的鍵盤主要為完成一個功能—轉速測量的啟動/停止；我們將開關直接與 AT89C51 單片機的 接口相連，通過讀 I/O 口，判定各 I/O 線的電平狀態(tài)，即可識別出按下的按鍵。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。 電參數： 參數 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=　μS輸出下降時間　　tf　Vcc=12V RL= CL=　μS 產品特點:青島理工大學畢業(yè)論文第 25 頁. 電源電壓范圍寬. 可用市售的小磁環(huán)來驅動. 無可動部件、可靠性高. 尺寸小. 抗環(huán)境應力. 可直接同雙極和 MOS 邏輯電路接口應用:. 高靈敏的無觸點開關. 直流無刷電機. 直流無刷風機. 霍爾開關元件的電路圖：圖 霍爾傳感器的電路圖 發(fā)送模塊根據系統(tǒng)功能要求，要使單片機測量的轉速能夠向上位機發(fā)送數據，硬件電路中必須要考慮到單片機的發(fā)送部分，由于單片機通過串口發(fā)送出來的是 TTL 邏輯電平（0V 和 5V），而計算機 RS232 總線上輸入、輸出數據和控制信號為+12V左右的電壓，單片機要和 PC 的上位機通信就必須是電平一致，所以發(fā)送部分關鍵的部分是電平轉換和串口發(fā)送，電平轉換可以用模擬器件進行轉換，但是為了方便起見，本次設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換的工作。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)，負電壓）＝3V～15VRS232 連接器 DB9DB9 是 RS232 信號線的連接器，其連接器的機械特性見圖()，表 43所示 RS232 信號線名稱、符號以及對應在 DB9 上的針腳號。 單片機轉速程序設計思路及過程單片機測量轉速可以分為若干模塊，然后在主程序中調用各個模塊， 流程圖如下圖所示。 二十進制轉換程序計算程序計算出來的數據為二進制，存到 50H、51H 單元中以便發(fā)送程序中調用傳送數據到計算機，計算機可識別二進制，然而，我們需要在 LED 上顯示，查表程序需要拆分的 BCD 碼，所以二進制必須先轉換成 BCD 后才能拆分。 硬件調試硬件調試主要是針對我的轉速測量系統(tǒng)的單片機硬件電路分別進行調試。數碼管LED電路調試：由于數碼管采用的是動態(tài)掃描的方式點亮的。 軟件調試單片機部分調試工作的完成主要應用 LCA51 軟件來完成，這一部分工作首先將轉速測量系統(tǒng)中的各個模塊——計算程序中的除法程序、雙字節(jié)的二十進制數制轉換程序，壓縮 BCD 碼十進制數轉換為非壓縮 BCD 碼的程序以及顯示部分程序調試好，不斷調試，不斷修改直到正確為止。 調試主要方法和技巧： 通常一個調試程序應該具備至少四種性能：跟蹤、斷點、查看變量、更改數值。注意：如果用戶調試高級語言，因為系統(tǒng)要占用 2 個斷點，所以可設置的斷點數為最大斷點個數減 2。 用戶還可以打開程序空間窗口、內部數據窗口、外部數據窗口進行數據塊觀察。最后、拆分壓縮BCD碼十進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內部的數據，緩沖數據的觀察檢查完畢后，調用顯示程序，觀察數碼管上顯示的數據是否是內存緩沖中需要顯示的數據。外部中斷沒有執(zhí)行跟沒有中斷信號加入有關系。數碼管要采用共陰數碼管，因為數碼管的灌電流可以大些達到幾十毫安，但是拉電流比較小，采用共陽數碼管可能因為電流過小而數碼管不能點亮數碼管，還有就是接在上拉電阻再接 5V 上，最好采用 1K 的排阻。一種成就感在心頭油然而生。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