【導(dǎo)讀】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。個領(lǐng)域中，有不少是采用通用CPU單板機(jī)或通用計算機(jī)系統(tǒng)。調(diào)節(jié)系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)等。典型的應(yīng)用系統(tǒng)是單片機(jī)要完成工業(yè)測控功能所必須具。備的硬件結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，它包括系統(tǒng)擴(kuò)展和系統(tǒng)配置兩部分內(nèi)容。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。是傳感器接口與伺服驅(qū)動控制接口。它們直接與工業(yè)現(xiàn)場相連，是干擾進(jìn)入的主。要通道，一般要采取隔離措施[1]。對于模擬量的采集，則應(yīng)通過。據(jù)任何一種輸入條件或內(nèi)部運行結(jié)果進(jìn)行輸出控制。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。轉(zhuǎn)速超過設(shè)定值時，通過單片機(jī)的Ｐ1口輸出信號，驅(qū)動響鈴報警。是發(fā)電機(jī)的實時轉(zhuǎn)速，采用準(zhǔn)確、快速的轉(zhuǎn)速測量方法尤為重要。變M/T法能夠較好地滿足并網(wǎng)對發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的精度要求。這兩種測速方法各有優(yōu)缺點，“M”法一般用于高速測量，

　　

【正文】 使得儀器具有連網(wǎng)或與上位機(jī)通信的能力，因此，本系統(tǒng)在設(shè)計時，作了這樣的一些考慮，在硬件設(shè)計時增加 RS232 串接口。 RS232 接口關(guān)于高、低電平的規(guī)定與單片機(jī)所使用的 TTL 電平不同，所以單 片機(jī)上必須做上 232 接口電路，目前比較常用的方法是直接選用現(xiàn)成的 232接口芯片。 當(dāng)串行口工作于方式 1時，需要有一個波特率發(fā)生器，在 80C52 單片機(jī)中，可以利用定時器 T1 作為波特率發(fā)生器，也可以用 T2 作為波特率發(fā)生器，由于本系統(tǒng)中 T1已被用于定時，故擬采用 T2 作為波特率發(fā)生器。 在開發(fā)實 際的產(chǎn)品，需要與上位機(jī)編程人員配合，規(guī)定雙方的通信協(xié)議。 2．鍵盤編程 擬增加鍵盤部分程序，主要實現(xiàn)以下一些功能： 1）設(shè)定最高轉(zhuǎn)速 2）設(shè)定最低轉(zhuǎn)速 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 29 頁 共 36 頁 3）設(shè)定光電編碼器的碼點數(shù) 4）設(shè)定其他一些工作參數(shù) 使得本儀器接能夠真正地進(jìn)入實用性的階段。 在硬件電路在設(shè)計時，可以預(yù)留按鍵接口及串行 EEPROM 存儲器，因此，上述的要求是完全可以實現(xiàn)的。 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 30 頁 共 36 頁 4 結(jié)論 本文對單片機(jī)用于轉(zhuǎn)速測量的理論、原理進(jìn)行了系統(tǒng)的分析、比較，并對每種測量方法定性、定量的予以闡述，設(shè)計了顯 示接口電路和應(yīng)用程序。以下從四個方面進(jìn)行總結(jié)： 1．硬件電路 單片機(jī)用于轉(zhuǎn)速測量種類較多，方法各有不同，在硬件設(shè)計上根據(jù)使用場合、功能和要求，采用的電路也有差異，單片機(jī)有用 80C51 系列的 80C3 80C51 等，并對其進(jìn)行擴(kuò)展，接口采用 815 8255 等用于顯示。本系統(tǒng)采用 89C51 單片機(jī)，充分利用單片機(jī)內(nèi)部自帶的兩個 16 位定時 /計數(shù)器進(jìn)行設(shè)計，較完全的開發(fā)了單片機(jī)自身的功能，接口利用了 89C51 的 P0 口具有較大的電流驅(qū)動能力的特點，未擴(kuò)展驅(qū)動芯片，直接由單片機(jī)驅(qū)動，簡化了硬件電路。有一定的實用價值和較高的性價比，可用于工業(yè)控制中的轉(zhuǎn)速檢測、民用電器及其他應(yīng)用。 2．測量方法 在測量原理上采用先進(jìn)的 M的測量方法，保證了高轉(zhuǎn)速的測量中獲得較高的精度。應(yīng)用范圍廣泛，可通過擴(kuò)展進(jìn)行二次開發(fā)。 3．程序調(diào)試 本系統(tǒng)進(jìn)行了全面的程序設(shè)計，顯示程序、中斷服務(wù)程序和初始化程序，并對這些程序在 uVision2 軟件上進(jìn)行編譯和調(diào)試，可以運行和轉(zhuǎn)換成 HEX 文件，通過編程器寫入芯片中?；具_(dá)到了設(shè)計的要求。 4．改進(jìn)方法和進(jìn)一步的工作 轉(zhuǎn)速的定時時間長、短，其設(shè)定值是人為估計的，可以針對具體的應(yīng)用，根據(jù)轉(zhuǎn)速的實際情況來調(diào)整定時 時間。下步工作能制作完整電路工作板，即硬件電路，用示波器測量其參數(shù)。更深入的分析其精度和誤差。 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 31 頁 共 36 頁 附錄：部份源程序 DISPBUF EQU 5AH；顯示緩沖區(qū)從 5AH 開始 SecCoun EQU 59H SpCoun EQU 57H；速度計時器單元 57H 和 58H，高位在前（ 57H 單元中） Count EQU 56H；；顯示時的計數(shù)器 SpCalc bit 00h；要求計算速度的標(biāo)志，該位為 1則主程序進(jìn)行速度計算， 然后清該位 Hidden EQU 10；消隱碼 ORG 0000H AJMP START ORG 1BH JMP TIMER1；定時中斷 1 入口 ORG 30H START： MOV SP， 5FH；設(shè)置堆棧 MOV P1， 0FFH MOV P0， 0FFH MOV P2， 0FFH；初始化，所有顯示器、 LED 滅 MOV TMOD， 00010101B；定時器 T1 工作于方式 1，定時器 0 工作方式 1，計數(shù)器 MOV TH1， HIGH(655364000) MOV TL1， LOW(655364000) SETB TR1 SETB ET1；開定時器 1中斷 SETB EA LOOP： JNB SpCalc， LOOP；如果未要求計算，轉(zhuǎn)本身循環(huán) ；標(biāo)號：ＭＵＬＤ功能：雙字節(jié)二進(jìn)制無符號數(shù)乘法 ；入口條件：被乘數(shù)在 R R3 中，乘數(shù)在 R R7中。 ；出口信息：乘積在 R R R R5 中。 ；影響資源： PSW、 A、 B、 R2～ R7 堆棧需求：２字節(jié) 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 32 頁 共 36 頁 MOV R2， SpCoun MOV R3， SpCoun+1 MOV R6， 0 MOV R7， 5；測得的數(shù)值是每秒計數(shù)值，轉(zhuǎn)為分（每一轉(zhuǎn)測 12 次，故乘 5而非 60） CALL MULD SETB TR2 ；標(biāo)號：ＨＢ２功能：雙字節(jié)十六進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換成雙字節(jié)Ｂ ＣＤ碼整數(shù) ；入口條件：待轉(zhuǎn)換的雙字節(jié)十六進(jìn)制整數(shù)在 R R7中。 ；出口信息：轉(zhuǎn)換后的三字節(jié)ＢＣＤ碼整數(shù)在 R R R5 中。 ；影響資源： PSW、 A、 R2～ R7 堆棧需求：２字節(jié) MOV A， R4 MOV R6， A MOV A， R5 MOV R7， A；將乘得的結(jié)果送 R6R7 準(zhǔn)備轉(zhuǎn)換。 CALL HB2 MOV DISPBUF， R3；最高位 MOV A， R4； ANL A， 0F0H；去掉低 4 位 SWAP A；將高 4位切換到低 4 位 MOV DISPBUF+1， A MOV A， R4 ANL A， 0FH MOV DISPBUF+2， A MOV A， R5 ANL A， 0F0H SWAP A MOV DISPBUF+3， A MOV A， R5 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 33 頁 共 36 頁 ANL A， 0FH MOV DISPBUF+4， A CLR SpCalc；清計算標(biāo)志 JMP LOOP ；主程序到此結(jié)束 TIMER1： PUSH ACC； ACC 入棧 PUSH PSW； PSW 入棧 SETB RS0；工作區(qū) 1 JNB TR0， SETTR0；如果 T0 未運行，則開啟 T0 JMP GO1 TTR0： SETB TR0 1： INCSecCoun；秒計數(shù)器加 1 MOV A， SecCoun CJNE A， 251， Go2；如果未到 1s 則轉(zhuǎn)（每到 1S 停 1次， CLR TR0； 1ｓ到了，則停止 T0 的運行 MOV SpCoun， TH0 MOV SpCoun+1， TL0；讀取計數(shù)值 CLR A MOV TH0， A MOV TL0， A；清計數(shù)器 SETB SpCalc；要求主程序計算速度 MOV SecCoun， 0；清秒計數(shù)器 2： INCCOUNT；用于顯示的計數(shù)器 MOV A， COUNT CLR C SUBB A， 5 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 34 頁 共 36 頁 JZ N1 JMP N2 ： MOV COUNT， 0 ： MOV A， DISPBUF ADD A， COUNT MOV R0， A；指向當(dāng)前要顯示的顯示緩沖區(qū) MOV A， @R0；取第一個待顯示數(shù) MOV DPTR， DISPTAB；字形表首地址 MOVC A， @A+DPTR；取字形碼 MOV P0， A；將字形碼送 P0 位（段口） MOV A， COUNT MOV DPTR， BitTab；字位表首地址 MOVC A， @A+DPTR ORL P2， 00011111B ANL P2， A MOV TH1， HIGH(655364000) MOV TL1， LOW(655364000) POP PSW POP ACC RETI BitTab： DB 0FDH， 0FEH， 0FBH， 0F7H， 0EFH ；字模表 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 消隱 DISPTAB： DB 28H， 7EH， 0a4H， 64H， 72H， 61H， 21H， 7CH， 20H， 60H， 0ffh 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 35 頁 共 36 頁 參考文獻(xiàn) [1]何立民．單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計．北京航空航天大學(xué)出版社， 1990． [2]孫涵芳．單片機(jī)原理及應(yīng)用．北京航空航天大學(xué)出版社， 1996． [3]馮夏勇．微機(jī)轉(zhuǎn)速常用測量方法和精度分析．電子與自動 化， 1995． 2． [4]余詳宣，崔圍華，周海明．計算機(jī)算法基礎(chǔ) (第二版 )．武漢：華中科技大學(xué)出版社， 2020． [5]王曉東．算法設(shè)計與分析．北京：清華大學(xué)出版社， 2020． [6]呂風(fēng)翥． C++語言程序設(shè)計．北京：電子工業(yè)出版社， 2020． [7]李廣弟，朱月秀，千秀山．單片機(jī)基礎(chǔ)．北京：北京航空航天出版社， 2020． [8]李福進(jìn)，陳至坤，乇汝琳等．基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速測量方法， 2020． [9]王知平．一種單片機(jī)轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)， 2020. 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