【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 計(jì)算精度的同時(shí)，也能滿足本系統(tǒng)檢測(cè)的實(shí)時(shí)性的要求，較好地克服了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)速計(jì)算方法的局限性。輪速V計(jì)算公式見(jiàn)式（31）： V=(2/z) f （31）式中r——滾筒半徑；z——磁片數(shù)量；f——轉(zhuǎn)速脈沖頻率。對(duì)于確定的系統(tǒng)，2／z為常數(shù)，所以車速計(jì)算的誤差分析轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)速輸出脈沖頻率的誤差分析。對(duì)于轉(zhuǎn)速低頻測(cè)量，周期法有較高的精度，而對(duì)于轉(zhuǎn)速高頻測(cè)量，頻率法有較高精度。因此如果把周期法與頻率法結(jié)合起來(lái)，采用轉(zhuǎn)速脈沖周期倍乘的措施，可以展寬轉(zhuǎn)速測(cè)量范圍，提高測(cè)量精度。這就是多倍周期法。轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)按固定分頻數(shù)進(jìn)行分頻，使得被測(cè)周期得到倍乘，計(jì)算轉(zhuǎn)速脈沖頻率f： （32）式中—周期倍乘數(shù)； —實(shí)際轉(zhuǎn)速輸出脈沖信號(hào)的周期；T—分頻脈沖周期。在實(shí)際的軟件實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，分頻脈沖周期T總是換算成N 個(gè)時(shí)標(biāo)信號(hào)周期進(jìn)行計(jì)算，這時(shí)可認(rèn)為，代入式(22)有： （33） 由于采用轉(zhuǎn)速周期倍乘措施。由于每個(gè)轉(zhuǎn)速脈沖周期都存在著的誤差，如磁片在滾筒端面的圓周邊緣分布不均勻等，有正有負(fù)，所以取個(gè)轉(zhuǎn)速周期的平均值的誤差必然小于單個(gè)周期的誤差，從而提高了轉(zhuǎn)速測(cè)量的精度。轉(zhuǎn)速計(jì)算多倍周期法對(duì)于不同轉(zhuǎn)速頻率范圍都能達(dá)到很高的測(cè)量精度。但是，由于這種方法對(duì)低頻轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)進(jìn)行了倍乘，所以，多倍周期法在提高高額轉(zhuǎn)速計(jì)算精度的同時(shí)，拉大了低頻轉(zhuǎn)速計(jì)算的時(shí)間間隔，從而降低了低速檢測(cè)時(shí)的實(shí)時(shí)性。具體測(cè)量原理如圖35所示。圖36 多倍周期法測(cè)量原理圖此方法是以多倍周期法為基礎(chǔ)，并結(jié)合轉(zhuǎn)速的計(jì)算精度和檢測(cè)的實(shí)時(shí)性的要求設(shè)計(jì)完成的。這種方法和多倍周期法的區(qū)別在于多倍周期法的轉(zhuǎn)速脈沖倍乘數(shù)為固定值，造成了低速計(jì)算實(shí)時(shí)性差的歃點(diǎn)，而精度自適應(yīng)方法則克服了這一缺點(diǎn)，在保證高速、低速計(jì)算精度的同時(shí)，很好地保證了低速檢測(cè)的實(shí)時(shí)性。此方法關(guān)鍵是式(32)中值的選取，須根據(jù)精度的要求和時(shí)間限制等條件來(lái)確定。首先，為保證檢測(cè)的實(shí)時(shí)性，設(shè)定最大的測(cè)試周期為，由時(shí)問(wèn)限制條件可以確定的上限值為： （34） 然后，根據(jù)精度要求的限制條件，可求出的下限值。由式(33)可得： （35） 由式(35)可知，測(cè)量誤差來(lái)自兩部分：一部分是時(shí)標(biāo)信號(hào)脈沖計(jì)數(shù)誤差/N，這種誤差即177。1字誤差，此時(shí)dN=士1；另一部分為時(shí)標(biāo)精度誤差,這是一種常值誤差，通常單片機(jī)用晶體振蕩器定時(shí)，精度相當(dāng)高，保證在以下，所以此項(xiàng)誤差一般可以忽略。根據(jù)以上分析，誤差主要來(lái)自時(shí)標(biāo)信號(hào)脈沖計(jì)數(shù)誤差，即： （36）若精度要求為a%，即： （37） (38)綜合式(34)和式(38)，即可確定值: (39)在實(shí)際計(jì)算過(guò)程中，以每個(gè)測(cè)試周期中的第一個(gè)轉(zhuǎn)速周期作為求解值的試算脈沖。得到的下限值，再由測(cè)試周期計(jì)算出的上限值，從中取一個(gè)合適的整數(shù)值，作為當(dāng)前測(cè)試周期內(nèi)的轉(zhuǎn)速脈沖分頹值 由于固定轉(zhuǎn)速計(jì)算精度，所以轉(zhuǎn)速越高，值越大，轉(zhuǎn)速越低，值越小。這樣，既保證了轉(zhuǎn)速計(jì)算精度，又提高了低速檢測(cè)的實(shí)時(shí)性。由于在具體的檢測(cè)系統(tǒng)中是已知的，由式(34)可知，求的上限值只須求出此測(cè)試周期內(nèi)的值。利用AT89C2051單片機(jī)中的定時(shí)器／計(jì)數(shù)器T。的門(mén)控位GATE測(cè)量INTO()引腳上出現(xiàn)的轉(zhuǎn)速脈沖寬度．的值即為轉(zhuǎn)速脈沖寬度的2倍。同理，利用的值可求出的下限值。然后再用插值法從下限值和上限值得到一個(gè)整數(shù)值．即為當(dāng)前測(cè)試周期內(nèi)的分頻值。求出值后，再按多倍周期法的轉(zhuǎn)速計(jì)算公式，利用AT89S52單片機(jī)的定時(shí)器／計(jì)數(shù)器在時(shí)間內(nèi)，對(duì)時(shí)標(biāo)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，其值為N，這樣即可精度自適應(yīng)方法的軟件設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于計(jì)算出每個(gè)測(cè)試周期內(nèi)的的值求出車速第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī)的功能及其引腳 51系列單片機(jī)8038051及89c51/89s51均采用40Pin封裝的雙列直接DIP結(jié)構(gòu)。上圖是它們的引腳配置:40個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根，4組8位共32個(gè)I/O口，中斷口線與P3口線復(fù)用?，F(xiàn)在我們對(duì)這些引腳的功能加以說(shuō)明：電源引腳Vcc　40腳　正電源腳，工作電壓為5V，, 引腳功能一樣。GND　20　接地端　 Pin19:時(shí)鐘XTAL1腳， Pin18:時(shí)鐘XTAL2腳，　　XTAL1是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端，XTAL2則是輸出端，使用外部振蕩器時(shí)，外部振蕩信號(hào)應(yīng)直接加到XTAL1，而XTAL2懸空。內(nèi)部方式時(shí)，時(shí)鐘發(fā)生器對(duì)振蕩脈沖二分頻，如晶振為12MHz，時(shí)鐘頻率就為6MHz。晶振的頻率可以在1MHz24MHz內(nèi)選擇。電容取30PF左右?！　⌒吞?hào)同樣為AT89C51的芯片，在其后面還有頻率編號(hào)，有12,16,20,24MHz可選。大家在購(gòu)買和選用時(shí)要注意了。如AT89C51 24PC就是最高振蕩頻率為24MHz,40P6封裝的普通商用芯片。 　RST　9　　在振蕩器運(yùn)行時(shí)，有兩個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腳時(shí)，將使單片機(jī)復(fù)位，只要這個(gè)腳保持高電平，51芯片便循環(huán)復(fù)位。復(fù)位后P0－P3口均置1引腳表現(xiàn)為高電平，程序計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器SFR全部清零。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，芯片為ROM的0000H處開(kāi)始運(yùn)行程序。常用的復(fù)位電路如下圖所示。 　　復(fù)位操作不會(huì)對(duì)內(nèi)部RAM有所影響。當(dāng)8051通電，時(shí)鐘電路開(kāi)始工作，在RESET引腳上出現(xiàn)24個(gè)時(shí)鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。什么叫復(fù)位？復(fù)位是單片機(jī)重新執(zhí)行程序代碼的意思。8051的復(fù)位方式可以是自動(dòng)復(fù)位，也可以是手動(dòng)復(fù)位，見(jiàn)下圖。此外，RESET/Vpd還是一復(fù)用腳，Vcc掉電期間，此腳可接上備用電源，以保證單片機(jī)內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)不丟失。 輸入輸出(I/O)引腳：　　，稱為P0口，是一個(gè)8位漏極開(kāi)路型雙向I/O口。內(nèi)部不帶上拉電阻，當(dāng)外接上拉電阻時(shí)，P0口能以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)八個(gè)LSTTL負(fù)載電路。通常在使用時(shí)外接上拉電阻，用來(lái)驅(qū)動(dòng)多個(gè)數(shù)碼管。在訪問(wèn)外部程序和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0口是分時(shí)轉(zhuǎn)換的地址(低8位)/數(shù)據(jù)總線，不需要外接上拉電阻?！　?，稱為P1口，是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0口。P1口能驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載。通常在使用時(shí)外不需要外接上拉電阻，就可以直接驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管。端口置1時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用?！?　(1) ALE/PROG 30 訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。即使不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器，ALE端仍以不變的頻率輸出脈沖信號(hào)(此頻率是振蕩器頻率的1/6)。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，出現(xiàn)一個(gè)ALE脈沖。對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，這個(gè)引腳用于輸入編程脈沖PROG　(2) PSEN 29 該引是外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)輸出端。當(dāng)AT89C51由外部程序存儲(chǔ)器取指令或常數(shù)時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期輸出2個(gè)脈沖即兩次有效。但訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將不會(huì)有脈沖輸出?！?3) EA/Vpp 31 外部訪問(wèn)允許端。當(dāng)該引腳訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，應(yīng)輸入低電平。要使AT89S52只訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000HFFFFH）,這時(shí)該引腳必須保持低電平。對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，用于施加Vpp編程電壓?！　】吹竭@您對(duì)AT89S52引腳的功能應(yīng)該有了一定的了解了，引腳在編程和校驗(yàn)時(shí)的時(shí)序我們?cè)谶@里就不做詳細(xì)的探討，通常情況下我們也沒(méi)有必要去撐握它，除非你想自己開(kāi)發(fā)編程器。5 引腳功能： MCS51是標(biāo)準(zhǔn)的40引腳雙列直插式集成電路芯片，引腳分布請(qǐng)參照單片機(jī)引腳圖：l ~ P0口8位雙向口線（在引腳的39~32號(hào)端子）。l ~ P1口8位雙向口線（在引腳的1~8號(hào)端子）。l ~ P2口8位雙向口線（在引腳的21~28號(hào)端子）。l ~ P2口8位雙向口線（在引腳的10~17號(hào)端子）。 這4個(gè)I/O口具有不完全相同的功能，大家可得學(xué)好了，其它書(shū)本里雖然有，但寫(xiě)的太深，初學(xué)者很難理解，這里都是按我自已的表達(dá)方式來(lái)寫(xiě)的，相信你也能夠理解。P0口有三個(gè)功能： （1）、外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)，當(dāng)做數(shù)據(jù)總線（如圖1中的D0~D7為數(shù)據(jù)總線接口）（2）、外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)，當(dāng)作地址總線（如圖1中的A0~A7為地址總線接口）（3）、不擴(kuò)