【正文】 數(shù)值。 軟件調(diào)試 單片機程序調(diào)試思路： 單片機部分調(diào)試工作的完成主要應用 LCA51 軟件來完成，這一部分工作首哈爾濱理工大學學士學位論文 33 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(shù)制轉換程序，壓縮 BCD 碼十進制數(shù)轉換為非壓縮 BCD 碼的程序以及顯示部分程序調(diào)試好，不斷調(diào)試，不斷修改直到正確為止。 LED電路調(diào)試：由于數(shù)碼管采用的 是動態(tài)掃描的方式點亮的。 硬件調(diào)試 硬件調(diào)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(diào)試 。 被除數(shù)初始化 讀取定時值 調(diào)用除法程序 返 回 開 始 哈爾濱理工大學學士學位論文 28 圖 3－ 3 除法程序流程圖 按照數(shù)制轉換方法可以畫出流程圖 開始 0R R R6 16R7 N Y 除 法 移位次數(shù) 計數(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 返回 計數(shù)器減 1 計數(shù)器 =0？ 哈爾濱理工大學學士學位論文 29 圖 3－ 4 雙字節(jié)整數(shù)二翻十程序流程圖 單片機顯示部分可以用來顯示計算出來的數(shù)據(jù)的。 下面我們將 介紹除數(shù)是如何獲得的： 單片機的轉速測量完成，定時器 T0 作為內(nèi)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(nèi)部脈沖。 HIN232CPE 能將 RS232C 電平轉換成 TTL 電平，也能將 TTL 電平轉換成 RS232C 電平，只需單 +5V 供電，由內(nèi)部升高電路產(chǎn)生 10V～ +12V。本次所采用的是 HIN232CP，我們要對其外圍電路進行設計，下面我們將詳細的敘述。為保證霍爾器件，尤其是霍爾開關器件的可靠工作，在應用中要考慮有效工作氣隙的長度。 集成霍爾傳感器的輸出是經(jīng)過處理的霍爾輸出信號。 按照霍爾器件的功能可將他們分為：霍爾線性器件和霍爾開關器件。 對于圖 29 中的 5 位顯示器，在 AT89C51RAM 存貯器中設置五個顯示緩沖器單元 30H－ 35H，分別存放 5 位顯示器的顯示數(shù)據(jù)， AT89C51 的 P2 口掃描輸出總是只在一位為低電平，即 5 位顯示器中僅有一位公共陰極為低電平，其它位為高電平， AT89C51 的 P0 口相應位（陰極為低）的顯示數(shù)據(jù)的段數(shù)據(jù)，使該位顯示出一個字符，其它們?yōu)榘?，依次地改?P2 口輸出為高的位， P0 口輸出對應的段數(shù)據(jù)， 5 位顯示器就顯示出由緩沖器中顯示數(shù)據(jù)所確定的字符。 哈爾濱理工大學學士學位論文 19 12345671 41 31 21 11 0987 4 0 71 A1 Y2 A2 Y3 A3 YG N D V C C6 A 6 Y5 A 5 Y4 A4 Y 圖 28 7407 管腳的結構 顯示方式： 為了節(jié)省 I/O 口線，我們采用的動態(tài)顯示方式。 LED是屬于電流控制器件，使用時必須加限流電阻。 單片機采用的復位方式是自動復位方式。振蕩器工作受 /PD 端控制，由軟件置“ 1” PD（即特殊功能寄存器）使 /PD＝ 0， 振蕩器停止工作，整個單片機也就停止工作，以達到節(jié)電目的。在閑置模式下， CPU 停止工作。 振蕩器特性： XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號 ； 口： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4個TTL 門電流。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當 FIASH 進行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高 ； 口： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 圖 22 單片機部分硬件框圖 單片機模塊 根據(jù)系統(tǒng)功能要求以及單片機硬件電路設計思路（如圖 22）對單片機模塊復位電路 時鐘電路 CPU 執(zhí)行單元 顯示電路 發(fā)送電路 傳感器 單 片 機 AT89C51 電 平 轉 換 電 路 LED 顯示 驅(qū)動電路 送 PC 機界面 哈爾濱理工大學學士學位論文 12 進行設計，要使單片機準確的測量電機轉速，并且使測出的數(shù)據(jù)能顯示出來，所以整個單片機部分分為傳感器電路、時鐘電路、復位電路、執(zhí)行元件以及顯示電路五個部分。 主要內(nèi)容 ： 部分主要是把轉速顯示出來，顯示范圍 6036000r/min ，送 RS232 向 PC 發(fā)送數(shù)據(jù)。充分發(fā)揮了單片機的性能。常用的傳感器種類有光電傳感器、電磁式傳感器、電容式傳感器等，而測量方法上有測量轉速周期、轉速頻率等。 轉速測量部分 本測量系統(tǒng)采用 89C51 單片機控制，利用霍爾元件由轉速產(chǎn)生的脈沖，對轉速進行測量，原理框圖如圖 12 所示。開關量輸出控制有時序開關、邏輯開關、信號開關陣列等，通常，這些開關量也是通過 I/O 口或擴展 I/O 口輸出。典型的應用系統(tǒng)是單片機要完成工業(yè)測控功能所必須具備的硬件結構系統(tǒng)，它包括系統(tǒng)擴展和系統(tǒng)配置兩部分內(nèi)容。特別是在控制，系統(tǒng)較為復雜時，構成一個控制網(wǎng)絡十分有用。在這幾方面，較為典型地說明了數(shù)字單片機的水平。并從實際硬件電路出發(fā)， 分析電路工作原理和軟件流程，根據(jù)仿真情況提出修改方案和解決辦法。本文重點是測量速度并顯示在 5位 LED 數(shù)碼管上。數(shù)字式通常采用光電編碼器，霍爾元件等為檢測元件，得到的信號是脈沖信號。電機在運行過程中，需要對其進行監(jiān)控，轉速是一個必不可少的一個參數(shù)。s widespread application, specially high performance price pared to monolithic integrated circuit39。如車輛的里程表、車速表等。 單片機在內(nèi)部已集成了越來越多的部件，這些部件包括一般常用的電路，例如：定時器，比較器， A/D 轉換器， D /A 轉換器，串行通信接口， Watchdog電路， LCD 控制器等。在這些單片機中，脈寬調(diào)制電路有 6 個通道輸出，可產(chǎn)生三相脈寬調(diào)制交流電壓，并內(nèi)部含死區(qū)控制等功能。它們直接與工業(yè)現(xiàn)場相連，是干擾進入的主要通道，一般要采取隔離措施對于數(shù)字量（頻率、周期、相位、計數(shù)）的采集后可通過 I/O 口輸入，數(shù)字脈沖可直接作為計數(shù)輸入、測試輸入、 I/O 口輸入或中斷源輸入進行事件計數(shù)、定時計數(shù)、實現(xiàn)脈沖 的頻率、相位及計數(shù)測量。下面列舉二例加以說明。 哈爾濱理工大學學士學位論文 8 圖 12 調(diào)速系統(tǒng)中的轉速測量框圖 3． 轉速測量系統(tǒng)采用軟件實現(xiàn)，動態(tài)顯示容易，超限報警方便，提高了系統(tǒng)的靈 活性。即“ M”法；另一類是在給定 的角位移距離內(nèi)，通過測量這一角位移的時間來進行測速的方法，稱測周法，即“ T”法，如給定的角位移 ，傳感器便發(fā)出一個電脈沖周期，以晶體震蕩頻率而產(chǎn)生的標準脈沖來度量這一周期時間，再經(jīng)換算可得轉速。記錄各時段的轉速，畫出 VT 坐標圖。 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。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 口： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個 TTL 門電流，當 P2 口被寫“ 1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表 21 所示： 表 21 P3 口的第二功能 哈爾濱理工大學學士學位論文 15 引 腳 第二功能 信 號 名 稱 RXD TXD INT0 INT1 T0 T1 WR RD 串行數(shù)據(jù)接收 串行數(shù)據(jù)發(fā)送 外部中斷 0 請求 外部中斷 1 請求 定時器 /計數(shù)器 0 計數(shù)輸入 定時器 /計數(shù)器 1 計數(shù)輸入 外部 RAM 寫選通 外部 RAM 讀選通 ：復位輸入。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件， XTAL2 應不接。 時鐘電路 時鐘電路是計算機的心臟，它控制著計算機的工作節(jié)奏。電容 C1 和 C2 的作用有兩個：其一是使振蕩器起振，其二是對振蕩器的頻率 f起微調(diào)作用（ C C2 大， f變小），其典型值為 30pF。 RST 端在加電時應保持的高電平時間包括 VCC 的上升時間和振蕩器起振的時間， Vss 上升時間若為 10ms，振蕩器起振的時間和頻率有關。發(fā)光二極管的陽極連在一起的稱為共陽極顯示器 ,陰極連在一起的稱為共陰極顯示器。調(diào)整電流和時間參數(shù)，可實現(xiàn)亮度較高較穩(wěn)定的顯示。要他們可以檢測磁場及其變化，可以在各種與磁場有關的場合中。前者是直接檢測出被測對象本身的磁場或磁特性，后者是檢測被檢測對象上人為設置的磁場，用這個磁場作為被檢測信息的載體，通過它，將許多非電、非磁的物理量哈爾濱理工大學學士學位論文 21 例如力、力矩、壓力、應力、位置、位移、加速度、角度、角速度、轉速、轉數(shù)以及工作狀態(tài)發(fā)生變化的時間等，轉換成電量來進行檢測和控制。 霍爾開關電路又稱霍爾數(shù)字電路， 由穩(wěn)壓器、霍爾片、差分放大器，斯密特觸發(fā)器和輸出級組成 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。 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。 器件的介 紹： RS232C 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(shù)據(jù)通信設備，如微機 )和 DTE(數(shù)據(jù)終端設備，如 CRT)間傳輸串行數(shù)據(jù)的接口總線。 哈爾濱理工大學學士學位論文 25 圖 213 HIN232CPE 電平轉換器及外接元件 本章小結 本章節(jié)主要闡述了系統(tǒng)的總體功能，硬件電路設計的思路及過程，單片機模塊和霍爾傳感器。 為數(shù)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(diào)用查表程序，最后送顯示。 雙字節(jié)整數(shù)拆分程序流程圖如圖 35： 開 始 哈爾濱理工大學學士學位論文 30 圖 3－ 5 雙字節(jié)整數(shù)拆分程序流程圖 程序設計 根據(jù)以上設計思路和各個模塊的流程圖編寫出本次畢業(yè)設計的程序， 完成程序設計的任務，寫出初始的程序 后 ， 在硬件上運行程序， 進行上機調(diào)試， 調(diào)試的具體方法 在下章 進行 詳細 的 敘述。在這部分調(diào)試中主要使用的工具是萬用表，用來完成檢測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)行一條源語句程序。 顯然，通過一系列指令查看應用程序，了解導致某一錯誤的執(zhí)行也是一種非常有效的方法。在更改對話框中用戶輸入要更改的取值，點擊確定按鈕。 故障分析與解決方案 故障出現(xiàn)情況 ： TTL電平，產(chǎn)生波形不穩(wěn) 的中斷服務程序不能執(zhí)行 ， 不管是定時中斷還是外部中斷 ； ； ， 而且在波形頻率變化下顯示轉速卻不變 工作，顯示不穩(wěn)定； 哈爾濱理工大學學士學位論文 35 ，接電機不穩(wěn)定 ， PC機接收亂碼； 解決方案（針對上述故障一一對應的解決方案） ： 霍爾傳感器應工作在 5V電壓，中間引腳接地，數(shù)據(jù)線接單片機的外部中斷 0。 ，是一位一位的顯示，在位選信號這里出現(xiàn)了問題，在左移的時候出現(xiàn)問題，以及顯示完一個字型后調(diào)用的 延時時間不合理導致顯示不穩(wěn)定，出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，改變時間到 1毫秒左右就差不多對了