【正文】 法程序，這里的除法為四字節(jié)除三字節(jié)商為兩字節(jié)，除法的程序的編程思想可以和手工計算的除法相似，比較減法的思想，流程圖如圖 33所示具體程序見附錄。 在確保硬件電路正常，無異常情況 (斷路或短路 )方可上電調(diào)試，上電調(diào)試的目的是檢驗電路是否接錯，同時還要檢驗原理是否正確，在本次課程設(shè)計中，上電調(diào)試主要只轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的單片機(jī)控制部分、數(shù)碼管點(diǎn)亮部分、和上位機(jī)通信是的電平轉(zhuǎn)換和串口通信部分的硬件調(diào)試。高級語言還支持源文件調(diào)試和匯編語言指令行對照調(diào)試。 通過添加觀察項菜單可以將用 戶希望觀察的變量添加到觀察窗口中，長期進(jìn)行觀察。利用萬用表檢查時發(fā)現(xiàn)接 5V和地的 PCB上的線都壞了，重新用線接在電路板上。 ，因為數(shù)碼管的灌電流可以大些達(dá)到幾十毫安，但是拉電流比較小，采用共陽數(shù)碼管可能因為電流 過小而數(shù)碼管不能點(diǎn)亮數(shù)碼管，還有就是接在上拉電阻再接 5V 上，最好采用 1K 的排阻。 綜合調(diào)試 在硬件和軟件單獨(dú) 調(diào)試成功后進(jìn)行軟硬件綜合調(diào)試，它可以分成以下幾個步驟： ； ，計算出轉(zhuǎn)速值并存儲； LED數(shù)碼管把測量的數(shù)據(jù)顯示出來。 LCA51 調(diào)試軟件還提供一次性斷點(diǎn)：執(zhí)行到光標(biāo)所在行。 LCA51 軟件是一種非常實用的多窗口編輯、調(diào)試軟件。這一部分硬件調(diào)試主要分成兩大塊：上電前的調(diào)試和上電后的調(diào)試。此外，對于低速情況下，我們還要設(shè)定一個軟件計數(shù)器 VTT，當(dāng)外部中斷還沒來而內(nèi)部哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 27 定時器已經(jīng)溢出，產(chǎn)生定時器 0 中斷時，增加 VTT，作為三字節(jié)中的高字節(jié)。 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， PC 機(jī)的 RTS 端輸出高電平，經(jīng) IC1 電平轉(zhuǎn)哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 23 換打開 IC3（ 74LS08）的與門 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 IC1 反相后作為 CTS 信號送入計算機(jī)，同 時還關(guān)閉與門 B2；使計算機(jī)不接收其它數(shù)據(jù)信號。按照輸出信號的形式，可以分為開關(guān)型集成霍爾傳感器和線性集成霍爾傳感器兩種類型。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 圖 29 五位動態(tài)顯示電路 霍爾傳感器簡介 霍爾器件概述 霍爾元件是一種基于霍爾效應(yīng)的磁傳感器，已發(fā)展成一個品種多樣的磁傳感器產(chǎn)品族，并已得到廣泛應(yīng)用。 LED有單個 LED和八段 LED之分，也有共陰和共陽兩種。清“ 0” PD，使振蕩器工作產(chǎn)生時鐘，單片機(jī)便正常運(yùn)行。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。當(dāng) P3 口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 處理執(zhí)行元件 單片機(jī)我們采用 AT89C51(其引腳圖如圖 23)，相較于 INTEL 公司的 8051它本身帶有一定的優(yōu)點(diǎn)。本文重點(diǎn)是測量速度并顯示在 5位 LED 數(shù)碼管上。轉(zhuǎn)速由單片機(jī)的 P0 口輸出，同時當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速超過設(shè)定值時，通過單片機(jī)的Ｐ 1口輸出信號，驅(qū)動響鈴報警。應(yīng)用系統(tǒng)如圖 11 所示，整個系統(tǒng)由基本部分和測控增強(qiáng)部分及外設(shè)增強(qiáng)部分構(gòu)成。在目前，用戶對單片機(jī)的需要越來越多，但是，要求也越來越高。 其優(yōu)點(diǎn)硬件是電路簡單，軟件功能完善，測量速度快、精度高、控制系統(tǒng)可靠，性價比較高等特點(diǎn)。 本文便是運(yùn)用 AT89C51 單片機(jī)控制的智能化轉(zhuǎn)速測量儀。其可以應(yīng)用于工業(yè)控制中的某一部分，如數(shù)控車床的電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測和控制、水泵流量控制以及需要利用轉(zhuǎn)速檢測來進(jìn)行控制的許多場合。有的單片機(jī)內(nèi)部設(shè)置了專門用于變頻控制的脈寬調(diào)制控制電路，這些單片機(jī)有 Fujitsu 公司的 MB89850 系列、 MB89860 系列； Motorola 公司的MC68HC08MR1 MR24 等。 轉(zhuǎn)速測量在國民經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用 轉(zhuǎn)速測量的應(yīng)用系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)、 科技教育、民用電器等各領(lǐng)域的應(yīng)用極為廣泛，往往成為某一產(chǎn)品或控制系統(tǒng)的核心部分，其各種參數(shù)在不同的應(yīng)用中有其側(cè)重，但轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)作為普遍的應(yīng)用在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，有重要的意義。這種以測量頻率來實現(xiàn)測量轉(zhuǎn)速的方法，稱測頻法 。 系統(tǒng) 組成及框圖 ： 本系統(tǒng)通信部分是單片機(jī)經(jīng)電平轉(zhuǎn)換電路 HIN232CP 之后，通過串口 RS232 發(fā)送數(shù)據(jù)，由 PC 微機(jī)接收，微機(jī)部分用 Visual Basic 軟件編寫的界面作為 PC 機(jī)部分與單片機(jī)進(jìn)行串口之間通信 。在FLASH 編程和校驗時， P1 口作為第八 位地址接收。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置0； 9./PSEN：外部程序存儲器的選通信號。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，直到下一個硬件復(fù)位為止。在加電瞬間，電容通過電阻充電，就在RST 端出現(xiàn)一定時間的高電平，只要高電平時間足夠長，就可以使 MCS51 有效的復(fù)位。顯示器的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)，也與點(diǎn)亮?xí)r間和間隔時間的比例有關(guān)。 按被檢測的對象的性質(zhì)可將它們分為：直接應(yīng)用和間接應(yīng)用。在封裝好的霍爾電路中，霍爾片的深度在產(chǎn)品手冊中會給出。 HIN232CPE 芯片引腳排列和外部元件連接線路如圖 213所示。 顯示 部分程序分為兩部分：十進(jìn)制 BCD 轉(zhuǎn)換成非壓縮 BCD 碼；查表程序顯示數(shù)據(jù)。電路上電檢查 7407是否接上電源和地讓其正常工作。跟蹤應(yīng)用程序使用戶能夠在運(yùn)行應(yīng)用程序時，看到 PC 指針在應(yīng)用源代碼程序中的確切位置，LCA51 提供以下方法對程序的執(zhí)行進(jìn)行跟蹤。 LCA51 軟件提供一系列更改變量數(shù)值的方法，以便用戶能檢查程序?qū)φ麄€變量值 范圍的反應(yīng)，而無需為設(shè)置每個值而重新加載調(diào)試。在波形頻率改變而轉(zhuǎn)速不改變由于在調(diào)用顯示程序時候在調(diào)用之后在顯示這里死循環(huán)，不能適時進(jìn)行計算了。 象，由此可以推測，在傳感器輸入的信號不是理想的方波，而且電平值不夠大，所以在霍爾傳感器信號輸出端接濾波電容以及一個 10K的上拉電阻就可以解決問題了。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)。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)的第一條源語句行前停止。只需要接仿真機(jī)上編寫一個小程序讓 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。 本文設(shè)計的測速系統(tǒng)，是軟硬結(jié)合的系統(tǒng)，核心部分是主體硬件，而運(yùn)行在單片機(jī)上的軟件程序則是完成控制硬件運(yùn)行、測速計算以及 顯示控制等工作的主體。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 26 第 3章 軟件設(shè)計 單片機(jī)轉(zhuǎn)速程序設(shè)計級思路過程 單片機(jī)測量轉(zhuǎn)速可以 分為若干模塊，然后在主程序中調(diào)用各個模塊， 流程圖如下圖所示。 AH41 霍爾開關(guān) AH41 霍爾開關(guān)電路最適于響應(yīng)變化斜率陡峭的磁場并在磁通密度較弱的場合使用，適用于單極或多對磁環(huán)工作，它由反向電壓保護(hù)器、電壓調(diào)整器、霍爾電壓發(fā)生器、信號放大器、史密特觸發(fā)器和集電極開路的輸出級組成。 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。若顯示器的位數(shù)不大于 8 位，則控制顯示器公共極電位只需 8 位口（稱為掃描口），控制各位顯示器所顯示的字形也需一個 8 位口（稱為段數(shù)據(jù)口）。 10MHZ時約為 1ms， 1MHZ 時約為 10ms，所以一般為了可靠的復(fù)位， RST 在上電應(yīng)保持 20ms 以上的高電平。 MCS51 單片機(jī)允許的時鐘頻率是因型號而異 的典型值為 12MHZ。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN信號將不出現(xiàn) ； 10./EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 圖 21 系統(tǒng)硬件電路 硬件電路設(shè)計 硬件設(shè)計的任務(wù)是根據(jù)總體設(shè)計要求，在選擇的機(jī)型的基礎(chǔ)上，具體確定系統(tǒng)中所要使用的元器件，設(shè)計出系統(tǒng)的原理框圖、電路原理圖。這兩種測速方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，“ M”法一般用于高速測量在轉(zhuǎn)速較低時，測量誤差較大，而且，檢測裝置對轉(zhuǎn)速分辨能力也變差；而“ T”法一般用于低速測量，速度越低測量精度越高，但在測量高轉(zhuǎn)速時，誤差較大；結(jié)合這兩種測量方法就可以地出第三種測量方法，即‘ M/T’法結(jié)合這兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，一方面象“ M”法那樣在對傳感器發(fā)出的脈沖計數(shù) 的同時，也象“ T”法那樣計取脈沖的時間，通過計算即可得出轉(zhuǎn)速值。 直流電機(jī)具有良好的起、制動性能，易于在寬廣范圍內(nèi)平滑調(diào)速，所以長期以來在要求調(diào)速指標(biāo)較高的場合獲得了廣泛應(yīng)用。 單片機(jī)測控系統(tǒng) 單片機(jī)可以構(gòu)成各種工業(yè)控制系統(tǒng)、適應(yīng)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。其次該轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)由于采用全數(shù)字化結(jié)構(gòu)，因而可以很方便的和工業(yè)控制計算機(jī)進(jìn)行連接，實行遠(yuǎn)程管理和控制，進(jìn)一步提高現(xiàn)代化水平。本系統(tǒng)就是對電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行測量，并可以和 PC 機(jī)進(jìn)行通信，顯示電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并觀察電機(jī)運(yùn)行的基本狀況。充分發(fā)揮了單片機(jī)的性能。 國內(nèi)外 發(fā)展水平 數(shù)字單片機(jī)的技術(shù)進(jìn)步反映在內(nèi)部結(jié)構(gòu)、功率消耗、外部電壓等級以及制造工藝上。如氣輪機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)等。道統(tǒng)損耗小，裝置效率高；直流電源采用三相整流時，電網(wǎng)功率因數(shù)高，可廣泛用于交通、工礦企業(yè)等電力傳動系統(tǒng)中。詳細(xì)介紹了單片機(jī)的測量轉(zhuǎn)速系統(tǒng)及 PC機(jī)與單片機(jī)之間的串行通訊。 轉(zhuǎn)速測量部分的硬件設(shè)計思路：本次設(shè)計單片機(jī)部分的硬件框圖如圖 22所示。在給出地址“ 1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 ：來自反向振蕩器的輸出 。 CMOS 型單片機(jī)內(nèi)部（如 AT89C51）有一個可控的負(fù)反饋反相放大器，外接晶振（或陶瓷諧振器）和電容組成振蕩器，圖 24 為 CMOS 型單片機(jī)時鐘電路框圖。 + 5 VV c cR S TM C S 5 1V s sCR 圖 25 上電復(fù)位電路 顯示電路 顯示電路采用 LED數(shù)碼管動態(tài)顯示， LED（ LightEmitting Diode）是一種外加電壓從而渡過電流并發(fā)出可見光的器件。 AT89C51 的 P0 口作為段數(shù)據(jù)口，接上拉電阻到顯示器的各 個段； P2 口作為掃描口，經(jīng)同相驅(qū)動器 7407 接顯示器公共極。此外，它具有體積小、重量輕、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，正越來越愛到眾的重視。結(jié)構(gòu)簡單、方便容易，精確度高。 再將 55296000化為二進(jìn)制存入單片機(jī)的內(nèi)存單元。 開始 30HR0，表首地址 DPTR，（ R1） =0FEH （ R0）賦值給 A A+DPTR 賦值給 P0 （ R1） =P1，（ R1） =A， RL A INC R0 ， A=（ R1） （ R1） =0DFH？ 結(jié)束 N 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 32 第 4章 系統(tǒng)調(diào)試 電路調(diào)試是整個系統(tǒng)功能否實現(xiàn)的關(guān)鍵步驟，我們將整個調(diào)試過程分為三大部分：硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和綜合調(diào)試?？梢杂檬静ㄆ骱腿f用表檢查電平轉(zhuǎn)換前后的關(guān)系，這里不在贅述。 如果已知程序中某塊代碼實際運(yùn)行正常的情況下，仍用跟蹤調(diào)試方法，將大大浪費(fèi)時間，而 且很枯燥，因此調(diào)試中第二個重要工具是在源代碼中預(yù)定處設(shè)置斷點(diǎn)，大多數(shù)調(diào)試程序通過使用斷點(diǎn)中止程序執(zhí)行。 其次、二進(jìn)制到十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換，我們依然可以利用上述列舉的方法，多次給出數(shù)據(jù)，然后運(yùn)行程序，可以設(shè)置觀察變量，觀察出程序轉(zhuǎn)換的結(jié)果。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 36 結(jié)論 通過各方面努力，本次畢業(yè)設(shè)計任務(wù)完成，系統(tǒng)各部分功能均已實現(xiàn)， 單片機(jī) 能夠測量出電機(jī)的轉(zhuǎn)速并能顯示在 LED 數(shù)碼管上，并能向上位機(jī) 發(fā)送 數(shù)據(jù) ； 測量范圍也是比較寬的 60r/min36000r/min，精度也在 %，都達(dá)到了比較理想的狀態(tài)。波形得到了大大改善 ； 頭，中斷入口地址，發(fā)現(xiàn)中斷定時 0的地址寫成中斷定時 1的入口地址了。 用戶可以直接移動鼠標(biāo)到相應(yīng)的變量名上，點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵，將出現(xiàn)一個提示窗口，顯示這個變量的當(dāng)前值。調(diào)試時用戶可動態(tài)觀察、修改設(shè)定變量（包括 CPU 片內(nèi)寄存器、特殊寄存器及外部寄存器、內(nèi)存）的值?？磫纹瑱C(jī)通電后能否可以正常工作等這一系列問題。這里介紹將（ R2R3）中的 16 位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為壓縮 BCD 碼十進(jìn)制整數(shù)送 RR R6。 圖 211 連接器的機(jī)械特性 表 21 RS232 信號線和 DB9 引腳關(guān)系 符 號 名 稱 引 腳 DCD RXD TXD DTR GND 接收信號載波檢測 數(shù)據(jù)接收線 數(shù)據(jù)發(fā)送線 DTE 裝置數(shù)據(jù)就緒 公共地 1 2 3 4 5 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 24 DSR RTS CTS RI DCE 裝置就緒 請求發(fā)送 清除發(fā)送 振鈴指示 6 7 8 9 圖 212 電平轉(zhuǎn)換電路原理圖 電平轉(zhuǎn)換器 HIN232CPE 由于 RS232C 總線上傳輸?shù)男盘栠壿嬰娖脚c TTL 邏輯電平差異很大，所以