【正文】 //計(jì)算轉(zhuǎn)速，并把結(jié)果放入數(shù)碼管緩沖區(qū) Tcounter = 0。 //定時(shí)器 T0 用于數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)刷新 TH0 = 0xC0。 d Based on MicroControllers, Chemical Engineering amp。本文介紹的轉(zhuǎn)速方法使用于高、低轉(zhuǎn)速的測(cè)量，測(cè)量精確度與轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)，因而具有較寬的應(yīng)用范圍和廣闊的應(yīng)用的前景。 定時(shí)功能是通過(guò)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，每個(gè)機(jī)器周期產(chǎn)生 1 個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，即每個(gè)機(jī)器周期計(jì)數(shù)器加 1，因此定時(shí)時(shí)間等于計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)乘以機(jī)器周期。 Delay(1)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用 I/O 端口多，如驅(qū)動(dòng) 5 個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要 58＝ 40 根 I/O 端口來(lái)驅(qū)動(dòng)， 一個(gè) 89S51 單片機(jī)可用的 I/O 端口才 32個(gè) ， 實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須 增加譯碼驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬件電路的復(fù)雜性。i) for(j=255。 石英晶體，有天然的也有人造的，是一種重要的壓電晶體材料。系統(tǒng)有多個(gè)復(fù)位端時(shí)，能保證可靠地同步復(fù)位。單片機(jī)啟運(yùn)運(yùn)行時(shí)，都需要先復(fù)位，其作用是使 CPU 和系統(tǒng)中其他部件處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工作。注 意加密方式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 17 AT89C51 單片機(jī)的功能： 主要特性： ◆ 與 MCS—51 兼容 ◆ 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 ◆ 壽命： 1000 寫(xiě) /擦循環(huán) ◆ 數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10 年 ◆ 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz ◆ 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 ◆ 128*8 位內(nèi)部 RAM ◆ 32 可編程 I/O 線(xiàn) ◆ 兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ◆ 5 個(gè)中斷源 ◆ 可編程串行通道 ◆ 低功耗的閑置和掉電模式 ◆ 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 管腳說(shuō)明 （圖 ） ： 圖 AT89C51 管腳分布 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 18 VCC：供電電壓 ， GND：接地 。它大多是用作分壓器，這時(shí)電位器是一個(gè)四段元件。 MAX232CPE 管腳如圖 所示。標(biāo)準(zhǔn) RS232 的電平 EIARS232C 對(duì)電器特性、邏輯電平和各種信號(hào)線(xiàn)功能都作了規(guī)定。從光源發(fā)出的光通過(guò)測(cè)速齒盤(pán)上的齒槽照射到光電元件上，使光電元件感光。 傳感器的定子上有 2 個(gè)互相垂直的繞組 A 和 B, 在繞組的中心線(xiàn)上粘有霍爾片HA 和 HB ,轉(zhuǎn)子為永久磁鋼 ,霍爾元件 HA 和 HB 的激勵(lì)電機(jī)分別與繞組 A 和 B 相連 ,它們的霍爾電極串聯(lián)后作為傳感器的輸出。通過(guò)增加測(cè)速碼盤(pán)的齒數(shù)可以提高精度 ,但是碼盤(pán) 齒數(shù)的增加會(huì)受到加工工藝的限制 ,同時(shí)會(huì)使轉(zhuǎn)速測(cè)量脈沖的頻率增高 ,頻率的提升又會(huì)受到傳感器中光電器或磁敏器或磁電器件最高工作頻率的限制。對(duì)于測(cè)周期法 ,測(cè)量相對(duì)誤差為： Er2 =測(cè)量誤差值 /實(shí)際測(cè)量值 100 % =1/m0 100 % 對(duì)于給定的時(shí)鐘脈沖 fc , 當(dāng)被測(cè)信號(hào)頻率越低時(shí) ,m0 越大 , Er2 就越小 ,所以測(cè)周期法適用于低頻信號(hào) (低轉(zhuǎn)速信號(hào) ) 的測(cè)量。霍爾開(kāi)關(guān)元件內(nèi)含穩(wěn)壓電路、霍爾電勢(shì)發(fā)生器、放大器、施密特觸發(fā)器和輸出電路。而采用光電傳感器的電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量準(zhǔn)確度高、采樣速 度快、測(cè)量范圍寬和測(cè)量精度與被測(cè)轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 I 摘 要 隨著電子技術(shù)，特別是隨大規(guī)模集成電路的產(chǎn)生而出現(xiàn)的微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，人類(lèi)生活發(fā)生了根本性的改變。 本設(shè)計(jì)課題的目的和意義 測(cè)速裝置在控制系統(tǒng)中占有非常重要的低位，對(duì)測(cè)速裝置的要求是分辨能力強(qiáng)、高精度和盡可能短的檢測(cè)時(shí)間。輸出電平與 TTL 電平兼容，在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上裝一個(gè)圓盤(pán)，圓盤(pán)上裝若干對(duì)小磁鋼，小磁鋼越多，分辨率越高，霍爾開(kāi)關(guān)固定在小磁鋼附近，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，每當(dāng)一個(gè)小磁鋼轉(zhuǎn)過(guò)霍爾開(kāi)關(guān)，霍爾 開(kāi)關(guān)便輸出一個(gè)脈沖，計(jì)算出單位時(shí)間的脈沖數(shù)，即可確定旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速。對(duì)于多周期測(cè)頻法 ,測(cè)量相對(duì)誤差為： Er3 =測(cè)量誤差值 /實(shí)際測(cè)量值 100%=1/m2 100 % 從上式可知 ,被測(cè)脈沖信號(hào)周期數(shù) m1 越大 , m2 就越大 ,則測(cè)量精度就越高。凡此種種因素限制了常規(guī)智能轉(zhuǎn)速測(cè)量方法的使用范圍。 圖 霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu)原理圖 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 圖 方案 霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的接線(xiàn)圖 缺點(diǎn)：采用霍爾傳感器在信號(hào)采樣的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)采樣不精確，因?yàn)樗强看判愿袘?yīng)才采集脈沖的，使用時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)出現(xiàn)磁性變小，影響脈沖的采樣精度。測(cè)速齒盤(pán)上有 30個(gè)齒槽，當(dāng)測(cè)速齒槽旋轉(zhuǎn)一周，光敏元件就能感受與開(kāi)孔數(shù)相等次數(shù) 的光次數(shù)。 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(xiàn)上：信號(hào)有效（接通， ON 狀態(tài)，正電壓）＝ +3V～ +15V 信號(hào)無(wú)效（斷開(kāi)， OFF 狀態(tài)，負(fù)電壓 )=3V～15V TTL 輸出 高電平 ，輸出低電平 。 圖 電平轉(zhuǎn)換器 MAX232CPE 管腳 引腳介紹： 第一部分是電荷泵電路。電位器基本上就是滑動(dòng)變阻器，有幾種樣式，一般用在音箱音量開(kāi)關(guān)和激光頭功率大小調(diào)節(jié)電位器是一種可調(diào)的電子元件。 P0： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門(mén)電流。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口 。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。因而，復(fù)位是一個(gè)很重要的操作方式。 單片機(jī)復(fù)位后的狀態(tài) :： 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 22 單片機(jī)的復(fù)位操作使單片機(jī)進(jìn)入初始化狀態(tài)，其中包括使程序計(jì)數(shù)器 PC＝ 0000H，這表明程序從 0000H 地址單元開(kāi)始執(zhí)行。石英晶體本身并非振蕩器，它只有借 助于有源激勵(lì)和無(wú)源電抗網(wǎng)絡(luò)方可產(chǎn)生振蕩。j0。 動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的 8 個(gè)顯示筆劃 a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極 COM 增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的 I/O 線(xiàn)控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位選通 COM 端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開(kāi)，該位就顯示出字形，沒(méi)有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。 P2 |= 0xF0。定時(shí)器工作時(shí)，每接收到 1 個(gè)計(jì)數(shù)脈沖（或機(jī)器周期）則在設(shè)定的初值基礎(chǔ)上自動(dòng)加 1，當(dāng)所有位都位 1 時(shí)，再加 1 就會(huì)產(chǎn)生溢出，將向 CPU 提出定時(shí)器溢出中斷身請(qǐng)。 基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)，具有硬件電路簡(jiǎn)單，程序簡(jiǎn)單和運(yùn)算速度快，測(cè)速范圍廣，抗干擾性能好的特點(diǎn)。 Machinery, 2020 年 03 期 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 37 附錄 A 系統(tǒng)總電路圖 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 38 附錄 B 系統(tǒng)總程序清單 include define uchar unsigned char define uint unsigned int define ulong unsigned long define LED_DAT P0 sbit LED_SEG0 = P2^7。 TL0 = 0x00。//周期定時(shí) 清零 TH1=TL1 = 0x00。 ClacSpeed()。//延時(shí)函數(shù) void it_timer0() interrupt 1 /* interrupt address is 0x000b */ { TF0 = 0。 Measurement Algorithm of the HighAccurate Rotary Spee U Jinyu。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 32 程序流程圖 主程序流程圖 圖 流程圖 顯示子程序流程圖 圖 顯示子程序流程圖 開(kāi)始 顯示緩存初始化 LED 顯示初始化 數(shù)碼顯示 顯示 開(kāi)始 初始化定時(shí)器計(jì)時(shí)器 刷新數(shù)碼管 延時(shí) 2ms 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 33 定時(shí)計(jì)數(shù)子程序流程圖 圖 定時(shí)計(jì)數(shù)子程序 開(kāi)定時(shí)器 開(kāi)計(jì)數(shù)器 定時(shí) 計(jì)數(shù) 讀出計(jì)數(shù)器值并清零 計(jì)數(shù)器定時(shí)重新裝初始值并啟動(dòng)定時(shí)器 開(kāi)始 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 34 總結(jié) 采用單片機(jī)技術(shù)來(lái) 實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的測(cè)量，可以提高轉(zhuǎn)速的測(cè)量，可以提高轉(zhuǎn)速測(cè)量的精確度，并且加快了采樣的速率，具有較好的實(shí)時(shí)性。計(jì)數(shù)器的功能是對(duì) T0 或 T1 外來(lái)脈沖的進(jìn)行計(jì)數(shù)，外部輸入脈沖負(fù)跳變時(shí)，計(jì)數(shù)器進(jìn)行加 1。 LED_DAT = table[Disbuf[2]]。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的 I/O 端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如 BCD 碼二 十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。i0。其中，無(wú)溫度補(bǔ)償式晶體振蕩器是最簡(jiǎn)單的一種，在日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) (JIS)中，稱(chēng)其為標(biāo)準(zhǔn)封裝晶體振蕩器（ SPXO）。 在應(yīng)用系統(tǒng)中，為了保證復(fù)位電路可靠地工作，常將 RC 電路在接施密特電路后，再接入單片機(jī)復(fù)位端和外圍電路復(fù)位端，如圖 所示。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 復(fù)位電路 MCS51 單片機(jī)復(fù)位電路 是指 單片機(jī)的初始化操作。 EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。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 40 個(gè)管腳中，其中有 32 個(gè)腳可用于各種控制，比如控制小燈的亮與滅、控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)、控制電梯的升與降等，這 32 個(gè)腳叫做單片機(jī)的“端口”，在單片機(jī)技術(shù)中，每個(gè)端口都有一個(gè)特定的名字，比如第一腳的那個(gè)端口叫做“ ”。當(dāng)電阻體的兩個(gè)固定觸點(diǎn)之間外加一個(gè)電壓時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng)系統(tǒng)改變觸點(diǎn)在電阻體上的位置，在動(dòng)觸點(diǎn)與固定觸點(diǎn)之間便可得到一個(gè)與動(dòng)觸點(diǎn)位置成一定關(guān)系的電壓。用于嵌入式設(shè)備上的應(yīng)用。 圖 內(nèi)部電路示意圖 特點(diǎn)： 、高可靠性 ，光縫 4mm，腳距 應(yīng)用： 、復(fù)印機(jī)、打印機(jī) 、轉(zhuǎn)數(shù)測(cè)量、碎紙機(jī) 、 CDROM、娛樂(lè)設(shè)備等 ① ④ ② ③ ① Anode 陽(yáng)極 ② Cathode 陰極 ③ Collector 集電極 ④ Emitter 發(fā)射極 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12 表 41 H92B4 極限參數(shù) 項(xiàng)目 符號(hào) 數(shù) 值 單位 輸入 耗散功率 P 80 nW 反向電壓 VR 5 V 正向電流 IF 50 nA 輸出 集電極功耗 PC 50 nW 集電極電流 IC 20 nA 集 射電壓 VCEO 30 V 射 集電壓 VCEO 5 V 工作溫度 Topr 20∽ +65 ℃ 儲(chǔ)存溫度 Tstg 20∽ +75 ℃ 焊接溫度 Tsol 240 ℃ 表 42 H92B4 光電特性 (Ta=25℃ ) 電平轉(zhuǎn)換器 MAX232CPE 介紹 MAX232CPE 芯片是美信（ MAXIM）公司專(zhuān)為 RS232 標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片，使用 +5V單電源供電。是目前常用的一種測(cè)量轉(zhuǎn)速的方法?；魻栟D(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu)原 理圖如圖 , 霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的接線(xiàn)圖如圖 。提高采樣速率通常就要減小采樣時(shí)間 T, 而 T 的減小會(huì)使采到的脈沖數(shù)值 N 下降 ,導(dǎo)致脈沖當(dāng)量 (每個(gè)脈沖所代表的轉(zhuǎn)速 ) 增高 ,從而使得測(cè)量精度變得粗糙。對(duì)于測(cè)頻率法 ,測(cè)量相對(duì)誤差為： Er1 =測(cè)量誤差值 /實(shí)際測(cè)量值 100 % =1/N 100 % 由此可見(jiàn) ,被測(cè)信號(hào)頻率越高 , N 越大 , Er1 就越小 ,所以測(cè)頻率法適用于高頻信號(hào) (高轉(zhuǎn)速信號(hào) ) 的測(cè)量。 霍爾元件測(cè)速法 利用霍爾開(kāi)關(guān)元