【導讀】單片機可以構(gòu)成各種工業(yè)控制系統(tǒng)、適應控制系統(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單板機或通用計算機系統(tǒng)。調(diào)節(jié)系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)等。典型的應用系統(tǒng)是單片機要完成工業(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部分及外設增強部分構(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，則應通過。據(jù)任何一種輸入條件或內(nèi)部運行結(jié)果進行輸出控制。其側(cè)重，但轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)作為普遍的應用在國民經(jīng)濟發(fā)展中，有重要的意義。轉(zhuǎn)速超過設定值時，通過單片機的Ｐ1口輸出信號，驅(qū)動響鈴報警。是發(fā)電機的實時轉(zhuǎn)速，采用準確、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)或與上位機通信的能力，因此，本系統(tǒng)在設計時，作了這樣的一些考慮，在硬件設計時增加 RS232 串接口。 RS232 接口關(guān)于高、低電平的規(guī)定與單片機所使用的 TTL 電平不同，所以單 片機上必須做上 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）設定最高轉(zhuǎn)速 2）設定最低轉(zhuǎn)速 中北大學 2020 屆畢業(yè)設計說明書 第 29 頁 共 36 頁 3）設定光電編碼器的碼點數(shù) 4）設定其他一些工作參數(shù) 使得本儀器接能夠真正地進入實用性的階段。 在硬件電路在設計時，可以預留按鍵接口及串行 EEPROM 存儲器，因此，上述的要求是完全可以實現(xiàn)的。 中北大學 2020 屆畢業(yè)設計說明書 第 30 頁 共 36 頁 4 結(jié)論 本文對單片機用于轉(zhuǎn)速測量的理論、原理進行了系統(tǒng)的分析、比較，并對每種測量方法定性、定量的予以闡述，設計了顯 示接口電路和應用程序。以下從四個方面進行總結(jié)： 1．硬件電路 單片機用于轉(zhuǎn)速測量種類較多，方法各有不同，在硬件設計上根據(jù)使用場合、功能和要求，采用的電路也有差異，單片機有用 80C51 系列的 80C3 80C51 等，并對其進行擴展，接口采用 815 8255 等用于顯示。本系統(tǒng)采用 89C51 單片機，充分利用單片機內(nèi)部自帶的兩個 16 位定時 /計數(shù)器進行設計，較完全的開發(fā)了單片機自身的功能，接口利用了 89C51 的 P0 口具有較大的電流驅(qū)動能力的特點，未擴展驅(qū)動芯片，直接由單片機驅(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、民用電器及其他應用。 2．測量方法 在測量原理上采用先進的 M的測量方法，保證了高轉(zhuǎn)速的測量中獲得較高的精度。應用范圍廣泛，可通過擴展進行二次開發(fā)。 3．程序調(diào)試 本系統(tǒng)進行了全面的程序設計，顯示程序、中斷服務程序和初始化程序，并對這些程序在 uVision2 軟件上進行編譯和調(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_到了設計的要求。 4．改進方法和進一步的工作 轉(zhuǎn)速的定時時間長、短，其設定值是人為估計的，可以針對具體的應用，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 2020 屆畢業(yè)設計說明書 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；要求計算速度的標志，該位為 1則主程序進行速度計算， 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) ；標號：ＭＵＬＤ功能：雙字節(jié)二進制無符號數(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 2020 屆畢業(yè)設計說明書 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 ；標號：ＨＢ２功能：雙字節(jié)十六進制整數(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 2020 屆畢業(yè)設計說明書 第 33 頁 共 36 頁 ANL A， 0FH MOV DISPBUF+4， A CLR SpCalc；清計算標志 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 2020 屆畢業(yè)設計說明書 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 2020 屆畢業(yè)設計說明書 第 35 頁 共 36 頁 參考文獻 [1]何立民．單片機應用系統(tǒng)設計．北京航空航天大學出版社， 1990． [2]孫涵芳．單片機原理及應用．北京航空航天大學出版社， 1996． [3]馮夏勇．微機轉(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．計算機算法基礎(chǔ) (第二版 )．武漢：華中科技大學出版社， 2020． [5]王曉東．算法設計與分析．北京：清華大學出版社， 2020． [6]呂風翥． C++語言程序設計．北京：電子工業(yè)出版社， 2020． [7]李廣弟，朱月秀，千秀山．單片機基礎(chǔ)．北京：北京航空航天出版社， 2020． [8]李福進，陳至坤，乇汝琳等．基于單片機的轉(zhuǎn)速測量方法， 2020． [9]王知平．一種單片機轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)， 2020. [10]童詩白，華成英．模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)．北京：高等教育出版社 ,2020 [11]馬忠梅等 .單片機的 C語言應用程序設計 .北京： 北京航空航天出版社 ,1998. [12]劉少強 . 快速高精度頻率測量新方法 .儀表技術(shù) ,1998. [13]尚麗平 ,李占鋒 . 影響周期信號測頻精度的因 素及對策 . 電子與儀表 ,1998. [14]范家寶 . 轉(zhuǎn)速測量方法與轉(zhuǎn)速儀表 ， 2020年 . [15]梁天德，黃傳明 .單片機測速儀的設計和研制 .華僑大學學報， 1992. [16]劉保錄 .《基于單片機的電機綜合參數(shù)測試儀設計》 .第 10卷 ,第 2期 . [17]馮夏勇 ,賓鴻贊 .《微機轉(zhuǎn)速測量常用方法與精度分析》 .電子與自動化 ,1995年 ,第 2期 . [18]何立民 .《 MCS51系列單片機應用系統(tǒng)設計系統(tǒng)配置與接口技術(shù)》 .北京航空航天大學出版社 ,. [19]孫涵芳 ,徐愛卿 .《單片機原理及應用》 .北京航空航天 大學出版社 , [20]何立民 .《單片機應用文集》 .社北京航空航天大學出版 ,. [21]朱家建 .《單片機與可編程控制器》 .高等教育出版社 ,. 中北大學 2020 屆畢業(yè)設計說明書 第 36 頁 共 36 頁 致 謝 本論文的完成首先感謝導師悉心指導。單片機應用是理論性較強，注重實踐的一門學科，涉及到計算機理論、電子技術(shù)等相關(guān)知識。由于本人學識淺簿，在論文的創(chuàng)作過程中，每遇到困難都是導師在理論上予以幫助和鼓勵。其次感謝所有參考資料、專著的作者，他們的辛勤的勞動，給予了我無私幫助，并從中學到了豐富知識和嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，在我今后的工作 過程受益非淺。最后感謝在學習過程中予以幫助的同學、同事和家人。