【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，以石英晶體振蕩器和兩個(gè)片電容組成外部振蕩電路。單片機(jī)片內(nèi)的高倍增益反相放大器經(jīng)過(guò)XTALXTAL2外接，用作反饋元件的片外晶體振蕩器和電容組成的并聯(lián)回路諧振組成一個(gè)自激振蕩器，給內(nèi)部的時(shí)鐘電路提供振蕩時(shí)鐘。振蕩器的振蕩頻率由晶振的振蕩頻率決定，—12MHz。工程應(yīng)用時(shí)通常采用6MHz或12MHz。圖中X1為12MHz，電容CC4為33pF，它們一起構(gòu)成此單片機(jī)的自激振蕩器。 復(fù)位電路單片機(jī)的RST引腳為復(fù)位（Reset）端。當(dāng)單片機(jī)振蕩器工作時(shí)，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期的低電平，就可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)復(fù)位，使單片機(jī)回到初始狀態(tài)。如圖34所示，本設(shè)計(jì)采用手動(dòng)復(fù)位，用一個(gè)電容與一個(gè)10K電阻串聯(lián)組成，電阻接Vcc，電容接地，Reset腳接在它們中間，RC選擇10uF，按鍵與200R電阻串聯(lián)，在電容兩端并聯(lián)，就成了按鍵復(fù)位電路，未上電時(shí)，RST端為高電平，只要按下這個(gè)按鍵，RST端轉(zhuǎn)換為低電平，經(jīng)過(guò)兩個(gè)機(jī)器周期后，單片機(jī)就能復(fù)位。 圖33 晶振電路 圖34 復(fù)位電路 信號(hào)處理電路由于電機(jī)每次轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，光線每次經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)子上的反光片都反射到光傳感器使光傳感器產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)，但是因?yàn)楣怆娦盘?hào)較弱，而且產(chǎn)生的脈沖波形不整，所以會(huì)影響單片機(jī)對(duì)信號(hào)的處理。 圖35 信號(hào)處理電路如圖35，Q1為光感三極管，當(dāng)無(wú)光源照射時(shí)，Q1工作在截止區(qū)（Q1截止），Q2工作在飽和區(qū)（Q2導(dǎo)通），555定時(shí)器TR引腳為低電平；當(dāng)有光源照射時(shí)，Q1工作在飽和區(qū)（Q1導(dǎo)通），Q2工作在截止區(qū)（Q2截止），555定時(shí)器的TR引腳為5V電平。兩個(gè)三極管導(dǎo)通和截止過(guò)程產(chǎn)生的信號(hào)通過(guò)555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)整形電路，整形為標(biāo)準(zhǔn)的方波脈沖并由Q端輸出。該電路特點(diǎn)是只要輸入電壓達(dá)到三極管的工作電壓，通過(guò)三極管的導(dǎo)通和截止，保證了向555定時(shí)器輸入的波形在0~5V之間跳變，免去了對(duì)三極管放大電壓的計(jì)算。 顯示部分1602字符型LCD與單片機(jī)的連接主要由兩種：直接訪問(wèn)方式連接和間接控制方式連接。直接訪問(wèn)方式連接由于構(gòu)成三總線的結(jié)構(gòu)，所以在軟件控制上比較簡(jiǎn)單，用通過(guò)訪問(wèn)外部地址的方式就能訪問(wèn)LCD，但是，在使用這種連接方式時(shí)需要注意單片機(jī)的控制總線時(shí)序和地址總線時(shí)序必須要與LCD所需要的時(shí)序相匹配否則無(wú)法訪問(wèn)。間接控制方式連接是利用HD44780所具的4位數(shù)據(jù)總線功能簡(jiǎn)化電路接口的一種連接方式。但是由于LCD本身為速度較慢的器件，每一次數(shù)據(jù)傳輸大概需要幾十微秒至幾毫秒的時(shí)間，如采用間接控制方式訪問(wèn)，每傳輸一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)需要訪問(wèn)2次LCD，這將占用大量的時(shí)間，使CPU變得繁忙，甚至影響CPU處理其他數(shù)據(jù)的傳輸速度。在實(shí)際中常采用如圖38所示電路。采用這種連接方式不能構(gòu)成三總線的結(jié)構(gòu)，所以不能通過(guò)地址形式直接訪問(wèn)，而是需要通過(guò)LCD的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，同時(shí)由于數(shù)據(jù)總線使用了8條，所以在數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間上與直接訪問(wèn)的時(shí)間相同，速度較間接控制方式提高了一倍，縮短了CPU對(duì)LCD的訪問(wèn)時(shí)間。又因?yàn)閱纹瑱C(jī)的輸出電流較低，所以需外接上拉電阻。圖38 LCD電路4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 編程語(yǔ)言的選用本設(shè)計(jì)中采用的處理器是AT89C52單片機(jī)，由此可以用面向MCS52的程序機(jī)器語(yǔ)言，它包括C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言，C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言各有特點(diǎn)。匯編語(yǔ)言更加接近機(jī)器語(yǔ)言，一般用來(lái)編輯與系統(tǒng)硬件有關(guān)的程序，如訪問(wèn)I/O端口、進(jìn)行中斷處理的程序、進(jìn)行操作程序、選擇讀寫(xiě)程序等；關(guān)于數(shù)學(xué)運(yùn)算程序一般用C語(yǔ)言編寫(xiě)，因?yàn)楦呒?jí)語(yǔ)言編寫(xiě)的運(yùn)算程序可以提高編程的效率和應(yīng)用程序可靠性。 C語(yǔ)言是一種通用的計(jì)算機(jī)程序編輯語(yǔ)言，在國(guó)際上十分流行，它即可用來(lái)編寫(xiě)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)程序，也可以用來(lái)編寫(xiě)一般的應(yīng)用程序。計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)軟件以前主要是由匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)編輯更是如此。因?yàn)閰R編語(yǔ)言程序的可移植性和可讀性都非常差，運(yùn)用匯編語(yǔ)言編輯單片機(jī)的應(yīng)用程序時(shí)周期長(zhǎng)，并且調(diào)試和排錯(cuò)起來(lái)比較麻煩。C語(yǔ)言具有很好的可移植性和硬件控制能力，表達(dá)和運(yùn)算能力也較強(qiáng)。它具有以下特點(diǎn)：（1）語(yǔ)言簡(jiǎn)潔，使用方便靈活。（2）可移植性好。（3）表達(dá)能力強(qiáng)。（4）表達(dá)方式靈活。（5）可進(jìn)行架構(gòu)化程序設(shè)計(jì)。（6）可以直接操作計(jì)算機(jī)硬件。（7）生成的目標(biāo)代碼質(zhì)量高。為了提高編制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和應(yīng)用程序的效率，改善程序的可讀性和可移植性，在此采用高級(jí)C語(yǔ)言編程。 程序設(shè)計(jì)流程圖本設(shè)計(jì)采用計(jì)數(shù)程序采集脈沖，定時(shí)程序產(chǎn)生中斷，通過(guò)LCD顯示器顯示轉(zhuǎn)速值。 圖41 總體流程圖通常對(duì)于轉(zhuǎn)速或速度的測(cè)量可轉(zhuǎn)化為對(duì)信號(hào)頻率（或周期）的檢測(cè)，對(duì)信號(hào)頻率的檢測(cè)最常采用的3種方法是計(jì)數(shù)法、周期法和多倍周期法。其中計(jì)數(shù)法適合測(cè)量高頻，側(cè)低頻時(shí)所需時(shí)間較長(zhǎng)，故誤差較大。周期法適合測(cè)低頻率，測(cè)高頻率信號(hào)時(shí)要求對(duì)比脈沖的頻率較高，因此誤差大。以上兩種方法的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較簡(jiǎn)單。但多倍周期法可以在一定程度上彌補(bǔ)高低頻之間的不足，但是實(shí)現(xiàn)起來(lái)相對(duì)比較復(fù)雜。因?yàn)槎啾吨芷诜ū仨氼A(yù)先確定一個(gè)適當(dāng)?shù)膮?shù)N，但是N早期的確定是比較困難的，如果N確定不當(dāng)，一樣使檢測(cè)時(shí)間變長(zhǎng)或者高頻時(shí)會(huì)有較大的改進(jìn)，并提出了一個(gè)簡(jiǎn)單的N算法，既可以自動(dòng)的確定恰當(dāng)?shù)腘，又可以滿足高低頻信號(hào)的檢測(cè)要求，主程序流程圖如圖41所示。圖42 定時(shí)器流程圖程序說(shuō)明：通過(guò)對(duì)定時(shí)器0的門(mén)控位GATE的置1，使定時(shí)器0的啟動(dòng)可以由INT0（）引腳的高電平狀態(tài)開(kāi)啟。定時(shí)器0的定時(shí)時(shí)間為50ms，運(yùn)行20次可以得到1s的定時(shí)時(shí)間。， （低電平復(fù)位），關(guān)閉定時(shí)器0/計(jì)數(shù)器1。將定時(shí)1s時(shí)間到的信號(hào)（timeflag=1）送給主程序。圖43 計(jì)數(shù)器流程圖程序說(shuō)明：通過(guò)對(duì)計(jì)數(shù)器1的門(mén)控位GATE的置1，使計(jì)數(shù)器1的啟動(dòng)可以由INT1（）引腳的高電平狀態(tài)開(kāi)啟。定時(shí)1s時(shí)間到，定時(shí)器復(fù)位雙D觸發(fā)器，關(guān)閉計(jì)數(shù)器1。將計(jì)數(shù)到的脈沖個(gè)數(shù)，送入主程序處理。圖44 液晶顯示器流程圖程序說(shuō)明：向LCD輸入數(shù)據(jù)，逐步經(jīng)過(guò)判忙程序分別輸入命令函數(shù)和寫(xiě)入數(shù)據(jù)函數(shù)，并顯示。5 軟件調(diào)試及仿真本次設(shè)計(jì)軟件調(diào)試工具采用Keil Software公司出品的52系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)Keil uVision2， Keil C52標(biāo)準(zhǔn)C編譯器為8051微控制器的軟件開(kāi)發(fā)提供了C語(yǔ)言環(huán)境,并保留了匯編代碼高效、快速的特點(diǎn)。軟件仿真工具采用英國(guó)Labcenter Electronics公司研發(fā)的多功能EDA軟件Proteus