【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 工作由兩個(gè)特殊功能寄存器控制。TMOD用于設(shè)置其工作方式，TCON用于控制其啟動(dòng)和中斷申請(qǐng)。工作方式寄存器TMOD用于設(shè)置定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式，低四位用于T0，高四位用于T1。其格式如表23所示：位號(hào)D7D6D5D4D3D2D1D0符號(hào)GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0表23 TMOD格式GATE：門控位。GATE＝0時(shí)，以運(yùn)行控制位TRX(X=0，1)來啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器運(yùn)行；GATE＝1時(shí)，要用軟件使TR0或TR1為1，同時(shí)外部中斷引腳或也為高電平時(shí)，才能啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作；C/T：計(jì)數(shù)器模式和定時(shí)器模式選擇位C/T=1時(shí)，選擇計(jì)數(shù)器模式，計(jì)數(shù)器對(duì)外部輸入引腳T0（）或T1（）的外部脈沖計(jì)數(shù)；C/T=0時(shí)，選擇定時(shí)器模式。M1M0：工作方式設(shè)置位。定時(shí)/計(jì)數(shù)器有四種工作方式，由M1M0進(jìn)行設(shè)置，如表24所示：表24 TMOD工作方式MI M0工作方式功能0 0工作方式013位計(jì)數(shù)器0 1工作方式116位計(jì)數(shù)器1 0工作方式2自動(dòng)在裝入8位計(jì)數(shù)器1 1工作方式3 定時(shí)器0：分成兩個(gè)8位計(jì)數(shù)器定時(shí)器1：停止計(jì)數(shù)TCON的低4位用于控制外部中斷，已在前面介紹。TCON的高4位用于控制定時(shí)/計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)和中斷申請(qǐng)。其格式如表25所示：表25 TCON的格式位76543210字節(jié)地址：88HTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0TCONTF1（）：T1溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。T1計(jì)數(shù)溢出時(shí)由硬件自動(dòng)置TF1為1。CPU響應(yīng)中斷后TF1由硬件自動(dòng)清0。T1工作時(shí)，CPU可隨時(shí)查詢TF1的狀態(tài)。所以，TF1可用作查詢測(cè)試的標(biāo)志。TF1也可以用軟件置1或清0，同硬件置1或清0的效果一樣。TR1（）：T1運(yùn)行控制位。TR1置1時(shí)，T1開始工作；TR1置0時(shí)，T1停止工作。TR1由軟件置1或清0。所以，用軟件可控制定時(shí)/計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)與停止。TF0（）：T0溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位，其功能與TF1類同。TR0（）：T0運(yùn)行控制位，其功能與TR1類同。 中斷控制CPU對(duì)中斷系統(tǒng)所有中斷以及某個(gè)中斷源的開放和屏蔽是由中斷允許寄存器IE控制的，如表26所示：表26 中斷允許寄存器IE格式位76543210字節(jié)地址：88HEAESET1EX1ET0EX0IEEX0()：外部中斷0允許位；ET0()：定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0中斷允許位； EX1()：外部中斷0允許位；ET1()：定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1中斷允許位；ES（)：串行口中斷允許位；EA ()： CPU中斷允許（總允許）位。 光電傳感器目前，光電開關(guān)已被用作物位檢測(cè)、液位控制、產(chǎn)品計(jì)數(shù)、寬度判別、速度檢測(cè)、定長(zhǎng)剪切、孔洞識(shí)別、信號(hào)延時(shí)、自動(dòng)門傳感、色標(biāo)檢出、沖床和剪切機(jī)以及安全防護(hù)等諸多領(lǐng)域。此外，利用紅外線的隱蔽性，還可在銀行、倉(cāng)庫(kù)、商店、辦公室以及其它需要的場(chǎng)合作為防盜警戒之用。光電開關(guān)把發(fā)射端和接收端之間光的強(qiáng)弱變化轉(zhuǎn)化為電流的變化以達(dá)到探測(cè)的目的。由于光電開關(guān)輸出回路和輸入回路是電隔離的（即電緣絕），所以它可以在許多場(chǎng)合得到應(yīng)用。光電傳感器[8]具有線性度好、分辨率高、噪音小和精度高、無觸點(diǎn)、無機(jī)械碰撞、響應(yīng)快、控制精度高，而且能識(shí)別色標(biāo)等優(yōu)點(diǎn)，在此我們選擇光電轉(zhuǎn)速傳感器來進(jìn)行轉(zhuǎn)速的檢測(cè)。 光電開關(guān)工作原理本課題中使用的光電開關(guān)是根據(jù)光敏二極管工作原理制造的一種感應(yīng)接收光強(qiáng)度變化的器件，當(dāng)它發(fā)出的光被目標(biāo)反射或阻斷時(shí)，則接收器感應(yīng)出相應(yīng)的電信號(hào)。它包含調(diào)制光源，由光敏元件等組成的光學(xué)系統(tǒng)、放大器、開關(guān)或模擬量輸出裝置，其工作原理如圖23 所示。光電式傳感器由獨(dú)立且相對(duì)放置的光發(fā)射器和收光器組成。當(dāng)目標(biāo)通過光發(fā)射器和收光器之間并阻斷光線時(shí)，傳感器輸出信號(hào)。它是效率最高、最可靠的檢測(cè)裝置。槽形（U形）光電開關(guān)是對(duì)射式的變形，其優(yōu)點(diǎn)是無須調(diào)整光軸。 圖23 光電傳感器原理圖 光電開關(guān)的特點(diǎn)MGK系列光電開關(guān)是現(xiàn)代微電子技術(shù)[9]發(fā)展的產(chǎn)物，是HGK系列紅外光電開關(guān)的升級(jí)換代產(chǎn)品。與以往的光電開關(guān)相比具有自己顯著的特點(diǎn)：（1）具有自診斷穩(wěn)定工作區(qū)指示功能，可及時(shí)告知工作狀態(tài)是否可靠：（2）對(duì)射式、反射式、鏡面反射式光電開關(guān)都有防止相互干擾功能，安裝方便；（3）對(duì)ES外同步（外診斷）控制端的進(jìn)行設(shè)置可在運(yùn)行前預(yù)檢光電開關(guān)是否正常工作。并可隨時(shí)接受計(jì)算機(jī)或可編程控制器的中斷或檢測(cè)指令，外診斷與自診斷的適當(dāng)組合可使光電開關(guān)智能化；（4）響應(yīng)速度快，每分鐘可進(jìn)行30萬次檢測(cè)操作，能檢出高速移動(dòng)的微小物體；（5）采用專用集成電路和先進(jìn)的SMT表面安裝工藝，具有很高的可靠性；（6）體積?。ㄗ钚H203112mm）、重量輕，安裝調(diào)試簡(jiǎn)單，并具有短路保護(hù)功能。 LED顯示接口技術(shù)LED是近年來全球最具發(fā)展前景的高技術(shù)領(lǐng)域之一，LED具有壽命長(zhǎng)、耗能少、體積小、響應(yīng)快、抗震抗低溫、污染小等突出的優(yōu)點(diǎn)，被稱為第四代照明光源或綠色光源，將成為人類照明史上繼白熾燈、熒光燈之后的又一次標(biāo)志性的飛躍，將孕育新的光源革命。隨著LED高效節(jié)能技術(shù)的不斷創(chuàng)新與突破，其全面取代傳統(tǒng)光源已為時(shí)不遠(yuǎn)。目前我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了四大片區(qū)(珠三角、長(zhǎng)三角、福建江西地區(qū)、北方地區(qū))、七大基地(大連、上海、深圳、南昌、廈門、揚(yáng)州、石家莊)的產(chǎn)業(yè)格局，形成了包括LED外延片的生產(chǎn)、LED芯片的制備、LED芯片的封裝以及LED產(chǎn)品應(yīng)用在內(nèi)的較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈，產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)、工程應(yīng)用等方面獲得飛速發(fā)展。 輸入和處理LED顯示器的結(jié)構(gòu)LED數(shù)碼管（LED Segment Displays）是由多個(gè)發(fā)光二極管[10]封裝在一起組成“8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需引出它們的各個(gè)筆劃，公共電極。LED數(shù)碼管常用段數(shù)一般為7段，有的另加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，如圖24中（a）所示。LED數(shù)碼管根據(jù)LED的接法不同分為共陰和共陽兩類，不同類型的數(shù)碼管，除了它們的硬件電路[11]有差異外，編程方法也是不同的，前者是高電平點(diǎn)亮，后者是低電平點(diǎn)亮。(b)是共陰和共陽極數(shù)碼管的內(nèi)部電路，它們的發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。七段LED數(shù)碼管顯示原理很簡(jiǎn)單，只要控制其中各段LED的亮與滅跡可顯示相應(yīng)的數(shù)字、字母或符號(hào)，控制七段LED顯示器進(jìn)行顯示信息稱為七段碼，本設(shè)計(jì)采用采的是共陽極的數(shù)碼管進(jìn)行顯示。圖24 數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)及接法 數(shù)碼管的顯示方式及其特點(diǎn)LED數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)位，因此根據(jù)LED數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同，可分為靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類。靜態(tài)顯示（如圖25）的特點(diǎn)是每個(gè)數(shù)碼管的段選必須接一個(gè)8位數(shù)據(jù)線來保持顯示的字形碼。當(dāng)送入一次字形碼后，顯示字形可一直保持，直到送入新字形碼為止。靜態(tài)顯示的優(yōu)點(diǎn)是：數(shù)碼管顯示無閃爍，亮度高，軟件控制比較容易，占用CPU時(shí)間少，顯示便于監(jiān)測(cè)和控制；缺點(diǎn)是：需要的硬件電路[12]比較復(fù)雜，成本較高，而且由于所有數(shù)碼管都處于被點(diǎn)亮狀態(tài)，所以需要的電流很大，當(dāng)數(shù)碼管的數(shù)量增多時(shí)，對(duì)電源的要求也就隨之增高。所以，在大部分的硬件電路設(shè)計(jì)中，很少采用靜態(tài)顯示方式。圖25 靜態(tài)顯示連接方式動(dòng)態(tài)顯示（如圖26）的特點(diǎn)是將所有位數(shù)碼管的段選線[13]并聯(lián)在一起，由位選線控制是哪一位數(shù)碼管有效。選亮數(shù)碼管采用動(dòng)態(tài)掃描顯示。所謂動(dòng)態(tài)掃描[14]顯示即輪流向各位數(shù)碼管送出字形碼和相應(yīng)的位選，利用發(fā)光管的余輝和人眼視覺暫留作用，使人的感覺好像各位數(shù)碼管同時(shí)都在顯示。動(dòng)態(tài)顯示的亮度比靜態(tài)顯示要差一些，所以在選擇限流電阻時(shí)應(yīng)略小于靜態(tài)顯示電路中的。動(dòng)態(tài)顯示的優(yōu)點(diǎn)是：硬件電路簡(jiǎn)單，由于每個(gè)時(shí)刻只有一個(gè)數(shù)碼管被點(diǎn)亮，所以所有數(shù)碼管消耗的電流較??；缺點(diǎn)是：數(shù)碼管亮度不如靜態(tài)顯示時(shí)的亮度高，例如有8個(gè)數(shù)碼管，以1秒為單位，每個(gè)數(shù)碼管點(diǎn)亮的時(shí)間只有1/8秒，所以亮度較低。如果刷新率較低，會(huì)出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象；如果數(shù)碼管直接與單片機(jī)連接，軟件控制上會(huì)比較麻煩等。本設(shè)計(jì)采用的是動(dòng)態(tài)式的連接方式。圖26 動(dòng)態(tài)顯示連接方式3 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求本系統(tǒng)分為測(cè)速信號(hào)采集與處理模塊，單片機(jī)模塊以及顯示模塊三大部分。現(xiàn)分別介紹如下。 測(cè)速信號(hào)采集及其處理本設(shè)計(jì)中采用對(duì)射式光電傳感器測(cè)量風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。當(dāng)不透光的物體擋住發(fā)射與接收之間的間隙時(shí)，開關(guān)管關(guān)斷，反之打開。當(dāng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，光電開關(guān)產(chǎn)生脈沖信號(hào)。因?yàn)轱L(fēng)扇葉片數(shù)一般為三片以上，旋轉(zhuǎn)一周可以獲得多個(gè)脈沖信號(hào)。傳感器的外觀如圖31所示：圖31 傳感器 轉(zhuǎn)速測(cè)量原理在此采用頻率測(cè)量法，其測(cè)量原理為，在固定的測(cè)量時(shí)間內(nèi)，計(jì)取轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)生的脈沖個(gè)數(shù)（即頻率），從而算出實(shí)際轉(zhuǎn)速。設(shè)固定的測(cè)量時(shí)間T（min），計(jì)數(shù)器計(jì)取的脈沖個(gè)數(shù)m1，假定脈沖發(fā)生器每轉(zhuǎn)輸出p個(gè)脈沖，對(duì)應(yīng)被測(cè)轉(zhuǎn)速為N（r/min），就可算出實(shí)際轉(zhuǎn)速值N = 60m1/ pT。本檢測(cè)裝置中對(duì)射式光電傳感器安裝在風(fēng)扇兩側(cè)，工作時(shí)傳感器輸出信號(hào)經(jīng)整形后可得到相應(yīng)的方波脈沖信號(hào)，根據(jù)上述轉(zhuǎn)速計(jì)算公式求出轉(zhuǎn)述。 信號(hào)處理電路被測(cè)物理量經(jīng)過傳感器變換后，變?yōu)殡娮?、電流、電壓、電感等某種電參數(shù)的變化值。為了進(jìn)行信號(hào)的分析、處理、顯示和記錄，須對(duì)信號(hào)作放大、運(yùn)算、分析[15]等處理，這就引入了中間