【正文】 20PSEN29ALE/P30EA/VPP31VCC40U1AT89C51Y1 12MC130pFC230pFXT1XT2R8220R910kC310uFS1 VCCRST晶振、復(fù)位電路RSTXT1XT2R1。讓理 論和實(shí)踐相結(jié)合，以此產(chǎn)生實(shí)際的成果。 可以對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的平穩(wěn)性做個(gè)分析。 （ 6） 后來(lái)在接信號(hào)發(fā)生器時(shí)候要是接正弦波時(shí)候一樣發(fā)生不穩(wěn)定跳轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，由此可以推測(cè)，在傳感器輸入的信號(hào)不是理想的方波，而且電平值不夠大，所以在霍爾傳感器信號(hào)輸出端接濾波電容以及一個(gè) 10K的上拉電阻就可以解決問(wèn)題了。在電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上還要貼上一粒磁鋼，利用霍爾效應(yīng)產(chǎn)生方波。用戶可以在輸入框中輸入十六進(jìn)制或十進(jìn)制數(shù)據(jù)。 LCA51 軟件提供了以下幾種方法對(duì)變量進(jìn)行查看。但是，如果調(diào)用一函數(shù)，則進(jìn)入函數(shù)中，再執(zhí)行函數(shù)的第一條源語(yǔ)句行前停止。用戶可自定義各種語(yǔ)言的關(guān)鍵詞 .軟件完全支持源語(yǔ)句級(jí)在線調(diào)試。只需要接仿真機(jī)上編寫(xiě)一個(gè)小程序讓5位 LED全亮，或者讓它們其中的某位點(diǎn)亮，也可以顯示不同的數(shù)字，根據(jù)要求給 P0口， P2口分別賦值。 特別是數(shù)碼管的連接部分，有 PROTEL制作的 PCB確保要 和原理圖上的圖一致，有些在電路板上沒(méi)法連接的線路，要用短接線把接好，對(duì)照著原理圖部分，一部分一部分地用萬(wàn)用表測(cè)量，注意焊點(diǎn)之間，確保焊點(diǎn)沒(méi)有短接在一起，同時(shí)注意焊點(diǎn)的美觀，確保沒(méi)有開(kāi)路以及短路的現(xiàn)象出現(xiàn)。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?，依次地改?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。三字節(jié)組成除數(shù)，上面的常數(shù)為四字節(jié)，所以計(jì)算程序?qū)嶋H上就是調(diào)用一個(gè)四字節(jié)除三字節(jié)商為兩字節(jié)（最高轉(zhuǎn)速36000r/min 足夠）的程序。 HIN232CPE 芯片引腳排列和外部元件連接線路如圖 4－ 11 所示。 該必發(fā)器的數(shù)據(jù)傳輸速率最好設(shè)在 9600b/s 為宜，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。在封裝好的霍爾電路中，霍爾片的深度在產(chǎn)品手冊(cè)中會(huì)給出。 霍爾開(kāi)關(guān)電路又稱霍爾數(shù)字電路，由穩(wěn)壓器、霍爾片、差分放大器，斯密特觸發(fā)器和輸 出級(jí)組成 。前者是直接檢測(cè)出被測(cè)對(duì)象本身的磁場(chǎng)或磁特性，后者是檢測(cè)被檢測(cè)對(duì)象上人為設(shè)置的磁場(chǎng)，用這個(gè)磁場(chǎng)作為被檢測(cè)信息的載體，通過(guò)它，將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、壓力、應(yīng)力、位置、位移、加速度、角度、角速度、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)數(shù)以及工作狀態(tài)發(fā)生變化的時(shí)間等，轉(zhuǎn)換成電量來(lái)進(jìn)行檢測(cè)和控制。要他們可以檢測(cè)磁場(chǎng)及其變化，可以在各種與磁場(chǎng)有關(guān)的場(chǎng)合中。調(diào)整電流和時(shí)間參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)亮度較高較穩(wěn)定的顯示。發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起的稱為共陽(yáng)極顯示器 ,陰極連在一起的稱為共陰極顯示器。 RST端在加電時(shí)應(yīng)保持的高電平時(shí)間包括 VCC的上升時(shí)間和振蕩器起振的時(shí)間， Vss上升時(shí)間若為 10ms，振蕩器起振的時(shí)間和頻率有關(guān)。電容 C1和 C2的作用有兩個(gè)：其一是使振蕩器起振，其二是對(duì)振蕩器的頻率 f起微調(diào)作用（ C C2大， f變?。?，其典型值為 30pF。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。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。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。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。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收。 可編程串行通道 4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命： 1000寫(xiě) /擦循環(huán) 在整個(gè)電路設(shè)計(jì)時(shí)要考慮電平轉(zhuǎn)換電路，具體每一部分的設(shè)計(jì)將在以下章節(jié)中詳細(xì)分析。（同時(shí)調(diào)用傳送程序向上位機(jī)送數(shù)據(jù)，這里不是本文重點(diǎn)） 轉(zhuǎn)速部分軟件設(shè)計(jì)思路： AT89C51單片機(jī)的 號(hào)。另由于 PC系列微機(jī)串行口為 RS232C標(biāo)準(zhǔn)接口，與輸入、輸出均為 TTL電平的 89C51單片機(jī)在接口規(guī)范上不一致，因此 TTL 電平到 RS－ 232接口電平的轉(zhuǎn)換采用 HIN232CP接口芯片，該芯片可以用單電壓 （ +5V） 實(shí)現(xiàn) RS232接口邏輯 “1” （ 3V～ 15V） 和邏輯 “0” （ +3V～ +15V） 的電平轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)具有大范圍、高精度 傳感器 單 片 機(jī) AT89C51 電 平 轉(zhuǎn) 換 電 路 LED 顯示 驅(qū)動(dòng)電路 基于單片機(jī) 的電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 等優(yōu)點(diǎn)、測(cè)量速度快，這種系統(tǒng)將會(huì)有良好的應(yīng)用。 由于本人水平有限，加之時(shí)間倉(cāng)促，論文中難免會(huì)有錯(cuò)誤和不足之外，不夠理想、許多方面還需要繼續(xù)完善和改進(jìn)。 關(guān)鍵字 ： MSC51（單片機(jī)）； 轉(zhuǎn)速； 傳感器 基于單片機(jī) 的電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 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) 。 本文首先在第二 章緒論介紹了此系統(tǒng)的功能、技術(shù)指標(biāo)以及主要內(nèi)容等 ；在第三 章論述了總體設(shè)計(jì)過(guò)程 ,確定了技術(shù)指標(biāo)及器件的選擇；第四章著重描述了系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)框圖及所使用的各種芯片功能與特性 ； 在第五 章 中重點(diǎn)剖析了軟件設(shè)計(jì)的過(guò)程；最后在第六 章中具體論述單片機(jī)、電平轉(zhuǎn)換電路、通信的處理及調(diào)試。 圖 21 系統(tǒng)硬件電路 應(yīng)用 ： 從實(shí)用的角度看，評(píng)價(jià)一個(gè)系統(tǒng)實(shí)用價(jià)值的重要標(biāo)準(zhǔn)，就是這個(gè)系統(tǒng)對(duì)社會(huì)生活和科技觀念有多大的貢獻(xiàn)。 89C51單片機(jī)通過(guò) INT0輸入傳感器的脈沖信號(hào)， P0口 P2口接 LED動(dòng)態(tài)顯示。中斷完畢讀取內(nèi)部記數(shù)值作為除數(shù)，調(diào)用除法程序計(jì)算轉(zhuǎn)速，再對(duì)二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行一系列變換后調(diào)用查表顯 示程序，顯示在 LED 上。 設(shè)計(jì)單片機(jī)模塊，考慮到 單片機(jī)本身 的外圍電路較多，所以在單片機(jī)模塊方面需要極為小心。 與 MCS51 兼容 5個(gè)中斷源 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。 口： P3口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL 門(mén)電流。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。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。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。 顯示器結(jié)構(gòu) ： 常用的七段顯示器的結(jié)構(gòu)如圖 4－ 4 所示。顯示器的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)，也與點(diǎn)亮?xí)r間和間隔時(shí)間的比例有關(guān)。霍爾元件是一種磁傳感器。 按被檢測(cè)的對(duì)象的性質(zhì)可將它們分為：直接應(yīng)用和間接應(yīng)用。 開(kāi)關(guān)型集成霍爾傳感器是把霍爾元件的輸出經(jīng)過(guò)處理后輸出一個(gè)高電平或低電平的數(shù)字信號(hào)。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)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)。 移位次數(shù) 計(jì)數(shù)器 被除數(shù)左移 1 位 被除數(shù) 除數(shù) 上商 1，減去除數(shù) 上商 0 計(jì)數(shù)器減 1 計(jì)數(shù)器 =0？ 返回 開(kāi)始 基于單片機(jī) 的電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì) 27 圖 5－ 4 雙字節(jié)整數(shù)二翻十程序流程圖 單片機(jī)顯示部分可以用來(lái)顯示計(jì)算出來(lái)的數(shù)據(jù)的。在這部分調(diào)試中主要使用的工具是萬(wàn)用表，用來(lái)完成檢測(cè)電路中是否存在斷路或者短路情況等。在這一前提下，查看數(shù)碼管能否點(diǎn)亮。軟件支持單文件方式和工程化管理兩種模式。 跟蹤型單步執(zhí)行一條源語(yǔ)句程序。 顯然，通過(guò)一系列指令查看應(yīng)用程序，了解導(dǎo)致某一錯(cuò)誤的執(zhí)行也是一種非常有效的方法。在更改對(duì)話框中用戶輸入要更改的取值，點(diǎn)擊確定按鈕。 故障分析與解決方案 故障出現(xiàn)情況 ： 霍爾傳感器不能產(chǎn)生有效的 TTL電平 ，產(chǎn)生波形不穩(wěn) 單片機(jī) 的中斷服務(wù)程序不能執(zhí)行 ， 不管是定時(shí)中斷還是外部中斷 ； 中斷執(zhí)行低速情況也就是軟件記數(shù)功能不對(duì) ； 測(cè)得的轉(zhuǎn)速不準(zhǔn)確 ， 而且在波形頻率變化下顯示轉(zhuǎn)速卻不變 單片機(jī)顯示部分無(wú)法工作，顯示不穩(wěn)定； 信號(hào)發(fā)生器模擬轉(zhuǎn)速測(cè)量正確，接電機(jī)不穩(wěn)定 通信時(shí)單片機(jī)接收顯示數(shù)據(jù)不正常， PC機(jī)接收亂碼； 解決方案（針對(duì)上述故障一一對(duì)應(yīng)的解決方案） ： （ 1）硬件電路中 霍爾傳感器應(yīng)工作在 5V電壓，中間引腳接地，數(shù)據(jù)線接單片機(jī)的外部中斷 0。 （ 5） 由于顯示部分的程序是動(dòng)態(tài)顯示，是一位一位的顯示，在位選信號(hào)這里出現(xiàn)了問(wèn)題，在左移的時(shí)候出現(xiàn)問(wèn)題，以及顯示完一個(gè)字型后調(diào)用的延時(shí)時(shí)間不合理導(dǎo)致顯示不穩(wěn)定，出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，改變時(shí)間到 1毫秒左右就差不多對(duì)了。DSP 外圍數(shù)字 IC 技術(shù)手冊(cè) .北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 ， 1998， 4 [4].梁廷貴、王裕琛 .現(xiàn)代集成電路實(shí)用手冊(cè) .北京 :科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版 社 ， 1999， 6 [5].于海生 .微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)選編 .北京： 清華大學(xué)出版社， [6].徐愛(ài)鈞 .智能化測(cè)量控制儀表原 理與設(shè)計(jì) . 北京： 北京航空航天大學(xué)出版 社 ， [7].周興華 .手把手教你學(xué)單片機(jī) .北京 ： 北京航空航天大學(xué)出版社 ， 1996， 7 [8].神龍工作室 .Protel 20xx 實(shí)用培訓(xùn)教程 .北京 ： 人民郵電出版社 ， 1995， 1 [9].扈嘯，周旭升編著 .單片機(jī)數(shù)據(jù)通信技術(shù)從入門(mén)到精通 .西安： 西安電子科技 大學(xué)出版社 ， 20xx， 9 基于單片機(jī) 的電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì) 38 致 謝 本文介紹的應(yīng)用于單片機(jī)系統(tǒng) 在電機(jī)轉(zhuǎn)速這一領(lǐng)域的應(yīng)用， 具有硬件電路簡(jiǎn)單、成本低廉、編程方便、通信可靠性高的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了 單片機(jī)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量以 及和 PC 通信 的數(shù)據(jù)傳送。 整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程是對(duì)自己大學(xué)五 年所學(xué)知識(shí)歸納總結(jié)和應(yīng)用，也就是把理論知識(shí)用到實(shí)踐