【文章內(nèi)容簡介】 ＝3V～15VRS232連接器DB9DB9是RS232信號線的連接器，其連接器的機(jī)械特性見圖(4－9)，表 41所示RS232信號線名稱、符號以及對應(yīng)在DB9上的針腳號。圖49 連接器的機(jī)械特性表41 RS232信號線和DB9引腳關(guān)系 RS232 signal lines and DB9pin relations符 號名 稱引 腳DCDRXDTXDDTRGNDDSR RTSCTSRI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DCE裝置就緒請求發(fā)送清除發(fā)送振鈴指示123456789圖4－10　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cTTL邏輯電平差異很大，所以就存在這兩種電平的轉(zhuǎn)換問題，下面就介紹一下電平轉(zhuǎn)換器HIN232CPE。HIN232CPE能將RS232C電平轉(zhuǎn)換成TTL電平，也能將TTL電平轉(zhuǎn)換成RS232C電平，只需單+5V供電，由內(nèi)部升高電路產(chǎn)生10V～+12V。內(nèi)部有兩個發(fā)送器(TTL電平轉(zhuǎn)換為RS232C電平)和兩個接收器(RS232電平轉(zhuǎn)換為TTL電平)。HIN232CPE芯片引腳排列和外部元件連接線路如圖4－11所示。圖 4－11　HIN232CPE 電平轉(zhuǎn)換器及外接元件圖5 軟件設(shè)計本章重點(diǎn)闡述測量轉(zhuǎn)速的匯編語言。以及軟件設(shè)計的過程。軟件需要解決的是單片機(jī)中斷服務(wù)程序的設(shè)計、計算程序的設(shè)計、顯示部分的程序設(shè)計以及在我們這里非重點(diǎn)介紹的通信程序設(shè)計。 單片機(jī)轉(zhuǎn)速程序設(shè)計思路及過程單片機(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。開始初 始 化計算程序BCD碼轉(zhuǎn)換非壓縮BCD轉(zhuǎn)換顯 示 程 序返 回圖 5－1　主程序流程圖 單片機(jī)程序設(shè)計思路計算轉(zhuǎn)速公式： n=60/NTc (r/min)其中，N是內(nèi)部定時器的計數(shù)值，為三字節(jié)，分別由TH0，TL0，VTT構(gòu)成；Tc為時基，所以Tc不在是1um，而是12M/，帶入上面公式，即可得到轉(zhuǎn)速的精確計算公式： N=60*11059200/12N=55296000/N再將55296000化為二進(jìn)制存入單片機(jī)的內(nèi)存單元。下面我們將介紹除數(shù)是如何獲得的：單片機(jī)的轉(zhuǎn)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。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)。三字節(jié)組成除數(shù)，上面的常數(shù)為四字節(jié)，所以計算程序?qū)嶋H上就是調(diào)用一個四字節(jié)除三字節(jié)商為兩字節(jié)（最高轉(zhuǎn)速36000r/min足夠）的程序。為數(shù)碼管能夠顯示出來，需將二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，在將十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為非壓縮BCD碼后，才能調(diào)用查表程序，最后送顯示。 單片機(jī)轉(zhuǎn)速計算程序由于本次設(shè)計的系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能是將霍爾傳感器的信號送到單片機(jī)的外部中斷口，再對周期方波進(jìn)行內(nèi)部計數(shù)，調(diào)用計算程序把轉(zhuǎn)速測出來?？梢哉f是核心部分，流程圖如圖所示：開 始被除數(shù)初始化讀取定時值調(diào)用除法程序返 回圖5－2 計算程序流程圖計算程序中又再次調(diào)用了除法程序，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53所示具體程序見附錄。 二十進(jìn)制轉(zhuǎn)換程序計算程序計算出來的數(shù)據(jù)為二進(jìn)制，存到50H、51H單元中以便發(fā)送程序中調(diào)用傳送數(shù)據(jù)到計算機(jī)，計算機(jī)可識別二進(jìn)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(jìn)制必須先轉(zhuǎn)換成BCD后才能拆分。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RRR6。除 法移位次數(shù) 計數(shù)器上商1，減去除數(shù)返回被除數(shù)左移1位被除數(shù) 除數(shù)上商0 Y N計數(shù)器減1計數(shù)器=0？圖5－3　除法程序流程圖開始C（R2R3）左移1位（移出位bi在C中）（R7）1—R7=0？按照數(shù)制轉(zhuǎn)換方法可以畫出流程圖。0RRR616R72*（R4R5R6）+C R4R5R6（十進(jìn)制運(yùn)算）返 回圖 5－4　雙字節(jié)整數(shù)二翻十程序流程圖單片機(jī)顯示部分可以用來顯示計算出來的數(shù)據(jù)的。在程序設(shè)計中，在AT89C51RAM存貯器中的四個顯示緩沖器單元30H－34H，分別存放著由計算出來的轉(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)，使該位顯示出一個字符，其它們?yōu)榘?，依次地改變P1口輸出為低高的位，P0口輸出對應(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。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)。雙字節(jié)整數(shù)拆分程序流程圖如圖55開 始高字節(jié)R4送30HR5與 0F0H相與交換后送31HR5與0FH相與后送32HR6與 0F0H相與交換后送33HR6與0FH相與后送34H返 回圖 5－5　雙字節(jié)整數(shù)拆分程序流程圖顯示程序流程圖如圖56所示： 程序設(shè)計根據(jù)以上設(shè)計思路和各個模塊的流程圖即可編寫出本次畢業(yè)設(shè)計的程序，注意其中各個模塊間的參數(shù)傳遞以及堆棧指針等問題，程序設(shè)計的任務(wù)即可完成，寫出初始的程序，再進(jìn)行上機(jī)調(diào)試，這些我們將具體在下章中加以詳細(xì)敘述。開始30HR0，表首地址DPTR，（R1）=0FEH（R0）賦值給A（R1）=0DFH？A+DPTR賦值給P0（R1）=P1，（R1）=A，RL AINC R0 ，A=（R1）N 結(jié)束圖 5－6　顯示程序流程圖6 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。 硬件調(diào)試硬件調(diào)試主要是針對我的轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的單片機(jī)硬件電路分別進(jìn)行調(diào)試。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。上電前的調(diào)試在上電前，我們必須確保電路中不存在斷路或短路情況，這一工作是整個調(diào)試工作的第一步，也是非常重要的一個步驟。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。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，有些在電路板上沒法連接的線路，要用短接線把接好，對照著原理圖部分，一部分一部分地用萬用表測量，注意焊點(diǎn)之間，確保焊點(diǎn)沒有短接在一起，同時注意焊點(diǎn)的美觀，確保沒有開路以及短路的現(xiàn)象出現(xiàn)。上電后的調(diào)試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。單片機(jī)控制部分硬件調(diào)試：這一部分調(diào)試主要是檢查時鐘電路、復(fù)位電路是否接對，單片機(jī)的電源以及地是否接好，以及其他的一些管腳的接法?？磫纹瑱C(jī)通電后能否可以正常工作等這一系列問題。數(shù)碼管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(diǎn)亮的。數(shù)碼管的公共端（COM）接在7407驅(qū)動再接到單片機(jī)的P2口作為位選信號，字型是接在P0口。電路上電檢查7407是否接上電源和地讓其正常工作。在這一前提下，查看數(shù)碼管能否點(diǎn)亮。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。即可檢查數(shù)碼管的硬件電路是否正確，即可判斷顯示驅(qū)動電路整個完整，首先排除這里的故障。發(fā)送部分硬件電路調(diào)試：這一部分電路硬件調(diào)試主要完成任務(wù)是使得通過HIN232CPE電平轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換前后的電平關(guān)系?？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。 軟件調(diào)試單片機(jī)程序調(diào)試思路：單片機(jī)部分調(diào)試工作的完成主要應(yīng)用LCA51軟件來完成，這一部分工作首先將轉(zhuǎn)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(jìn)制數(shù)制轉(zhuǎn)換程序，壓縮BCD碼十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)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。LCA51軟件是一種非常實用的多窗口編輯、調(diào)試軟件。 LCA51軟件全面支持匯編語言，C51語言，PL/M51語言的編譯/連接、調(diào)試。軟件支持單文件方式和工程化管理兩種模式。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。用戶可同時打開多個窗體編輯、調(diào)試、編譯、連接、加載和調(diào)試，軟件支持編譯錯誤源文件定位。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。調(diào)試主要方法和技巧： 通常一個調(diào)試程序應(yīng)該具備至少四種性能：跟蹤、斷點(diǎn)、查看變量、更改數(shù)值。 調(diào)試應(yīng)用程序所提供的重要性能也許就是跟蹤應(yīng)用程序。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。 跟蹤型單步執(zhí)行一條源語句程序。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。 通過型單步僅執(zhí)行下一條源語句程序，然后又停止。如果是調(diào)用一函數(shù)，運(yùn)行完整個函數(shù)并停止在函數(shù)返回處。 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。注意：如果用戶調(diào)試高級語言，因為系統(tǒng)要占用2個斷點(diǎn)，所以可設(shè)置的斷點(diǎn)數(shù)為最大斷點(diǎn)個數(shù)減2。 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。如果用戶按熱鍵F4，調(diào)試程序繼續(xù)執(zhí)行程序代碼，直到它到達(dá)光標(biāo)行處或調(diào)試程序遇到另一個斷點(diǎn)。 顯然，通過一系列指令查看應(yīng)用程序，了解導(dǎo)致某一錯誤的執(zhí)行也是一種非常有效的方法。LCA51軟件提供了以下幾種方法對變量進(jìn)行查看。 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。用戶程序在單步或斷點(diǎn)停下時，將更新變量的取值。 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。 用戶還可以打開程序空間窗口、內(nèi)部數(shù)據(jù)窗口、外部數(shù)據(jù)窗口進(jìn)行數(shù)據(jù)塊觀察。 如果用戶在調(diào)試過程中了解到變量的內(nèi)容（超值、未定義等）會對程序性能產(chǎn)生影響或引起異常時，立即更改變量的內(nèi)容是很有效的方法，以確保該值在正確范圍內(nèi)不會產(chǎn)生錯誤。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。在更改對話框中用戶輸入要更改的取值，點(diǎn)擊確定按鈕。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)。程序調(diào)試過程： 整個程序是一個主程序調(diào)用各個子程序?qū)崿F(xiàn)功能的過程，要使主程序和整個程序都能平穩(wěn)運(yùn)行，各個模塊的子程序的正確與平穩(wěn)運(yùn)行必不可少，所以在軟件調(diào)試的最初階段就是把各個子程序模塊進(jìn)行分別調(diào)試。首先要對計算程序進(jìn)行調(diào)試，其中關(guān)鍵就是那個四字節(jié)除三字節(jié)的程序顯得尤為重要，在整個程序中，四字節(jié)的被除數(shù)是確定的常數(shù)，而除數(shù)是測量記數(shù)的值，當(dāng)各個模塊調(diào)試時，我們可以先對除數(shù)先賦不同的值，利用查看內(nèi)部數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)窗口觀察出計算出來的結(jié)果和用計算器算得的結(jié)果是否一致，可以舉例多次數(shù)據(jù)，確保程序正確，才能得到想得到的數(shù)據(jù)。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。最后、拆分壓縮BCD碼十進(jìn)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(nèi)部的數(shù)據(jù)，緩沖數(shù)據(jù)的觀察檢查完畢后，調(diào)用顯示程序，觀察數(shù)碼管上顯示的數(shù)據(jù)是否是內(nèi)存緩沖中需要顯示的數(shù)據(jù)。 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