【正文】 機(jī)方向的判斷和計(jì)數(shù)脈沖值的處理。系統(tǒng)中電機(jī)方向的判斷是靠計(jì)數(shù)器中的捕獲模塊捕獲 XA,XB 信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在程序中，設(shè)計(jì)一個(gè)寄存器保存電機(jī)的方向，當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，捕獲模塊捕獲 XA 信號(hào)有效，在中斷服務(wù)程序中將電機(jī)方向設(shè)為正轉(zhuǎn)標(biāo)志。反之亦然，當(dāng)電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，捕獲 XB有效，將電機(jī)方向設(shè)為反轉(zhuǎn)標(biāo)志。在主程序中只需根據(jù)寄存器的值，就可知道電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。為了防止計(jì)數(shù)器中正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)的計(jì)數(shù)值發(fā)生混亂，每次捕獲發(fā)生時(shí)，在中斷服務(wù)程序中都將計(jì)數(shù)器清零，重新計(jì)數(shù)，保證了電機(jī)換向后數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。圖 程序流程圖主程序上電初始化系統(tǒng)初始化計(jì)數(shù)器、捕獲模塊初始化送 LCD 模塊顯示延時(shí)喂狗電機(jī)啟動(dòng)結(jié)束NY 中斷計(jì)數(shù)、計(jì)算 判斷電機(jī)方向第四章 顯示部分在單片機(jī)系統(tǒng)中，常用的顯示器有：發(fā)光二極管顯示器，簡(jiǎn)稱(chēng) LED；液晶顯示器，簡(jiǎn)稱(chēng) LCD；熒光管顯示器。 LED 顯示器LED 電 子 顯 示 屏 是 由 幾 萬(wàn) 幾 十 萬(wàn) 個(gè) 半 導(dǎo) 體 發(fā) 光 二 極 管 像 素 點(diǎn) 均 勻 排 列組 成 。 利 用 不 同 的 材 料 可 以 制 造 不 同 色 彩 的 LED 像 素 點(diǎn) 。 目 前 應(yīng) 用 最 廣 的是 紅 色 、 綠 色 、 黃 色 。 而 藍(lán) 色 和 純 綠 色 LED 的 開(kāi) 發(fā) 已 經(jīng) 達(dá) 到 了 實(shí) 用 階 段 。LED 顯 示 屏 （ LED panel） ： LED 就 是 light emitting diode， 發(fā) 光 二極 管 的 英 文 縮 寫(xiě) ， 簡(jiǎn) 稱(chēng) LED。 它 是 一 種 通 過(guò) 控 制 半 導(dǎo) 體 發(fā) 光 二 極 管 的 顯 示 方式 ， 用 來(lái) 顯 示 文 字 、 圖 形 、 圖 像 、 動(dòng) 畫(huà) 、 行 情 、 視 頻 、 錄 像 信 號(hào) 等 各 種 信 息的 顯 示 屏 幕 。LED 顯示塊是由發(fā)光二極管顯示字段組成的顯示器，有 7 段和“米”字段之分，這種顯示塊有共陽(yáng)極和共陰極兩種。 LED 顯示器有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示。但是，LED 顯示位數(shù)增多時(shí)，靜態(tài)顯示就無(wú)法適應(yīng)。動(dòng)態(tài)顯示時(shí)，LED 的二極管從導(dǎo)通到發(fā)光要有一定的延時(shí)，導(dǎo)通時(shí)間太小，發(fā)光太弱人眼無(wú)法看清，但也不能太大，因?yàn)楫吘挂芟抻谂R界閃爍頻率，而且此時(shí)間越長(zhǎng)，占用 CPU 時(shí)間也越多，另外，顯示位增多，也將占用大量的 CPU 時(shí)間，因此動(dòng)態(tài)實(shí)質(zhì)是以犧牲 CPU 空間換取時(shí)間和能耗減少。LED 顯示屏可以顯示變化的數(shù)字、文字、圖形和圖像；不僅可以用于室內(nèi)環(huán)境還可以用于室外環(huán)境，具有投影儀、電視墻、液晶顯示屏無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。LED 之所以受到廣泛重視而得到迅速發(fā)展，是與它本身所具有的優(yōu)點(diǎn)分不開(kāi)的。這些優(yōu)點(diǎn)概括起來(lái)是：亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化、壽命長(zhǎng)、耐沖擊和性能穩(wěn)定。LED 的發(fā)展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、更高耐氣候性、更高的發(fā)光密度、更高的發(fā)光均勻性，可靠性、全色化方向發(fā)展。第五章 仿真實(shí)現(xiàn) PROTEUS 仿真軟件簡(jiǎn)介Proteus 軟件是由英國(guó) Labcenter Electronics 公司開(kāi)發(fā)的 EDA 工具軟件，已有近 20 年的歷史，在全球得到了廣泛應(yīng)用。Proteus 軟件的功能強(qiáng)大，它集電路設(shè)計(jì)、制版及仿真等多種功能于一身，不僅能夠?qū)﹄姽ぁ㈦娮蛹夹g(shù)學(xué)科涉及的電路進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析，還能夠?qū)ξ⑻幚砥鬟M(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真，并且功能齊全，界面多彩，是近年來(lái)備受電子設(shè)計(jì)愛(ài)好者青睞的一款新型電子線(xiàn)路設(shè)計(jì)與仿真軟件。Proteus 軟件和我們手頭的其他電路設(shè)計(jì)仿真軟件最大的不同即它的功能不是單一的。它的強(qiáng)大的元件庫(kù)可以和任何電路設(shè)計(jì)軟件相媲美；它的電路仿真功能可以和 Multisim 相媲美，且獨(dú)特的單片機(jī)仿真功能是 Multisim 及其他任何仿真軟件都不具備的；它的 PCB 電路制版功能可以和 Protel 相媲美。它的功能不但強(qiáng)大，而且每種功能都毫不遜于 Protel，是廣大電子設(shè)計(jì)愛(ài)好者難得的一個(gè)工具軟件。Proteus 是一個(gè)基于 ProSPICE 混合模型仿真器的、完整的嵌入式系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)。它包含 ISIS 和 ARES 應(yīng)用軟件，具體功能分布如圖 所示。 圖 PROTEUS 功能分布圖Proteus 是一個(gè)基于 ProSPICE 混合模型仿真器的、完整的嵌入式系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)。它包含 ISIS 和 ARES 應(yīng)用軟件，具體功能分布如圖 所示。ISIS——智能原理圖輸入系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真的基本平臺(tái)。ARES ——高級(jí) PCB 布線(xiàn)編輯軟件。在 Proteus 中，從原理圖設(shè)計(jì)、單片機(jī)編程、系統(tǒng)仿真到 PCB 設(shè)計(jì)一氣呵成，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。一個(gè)完整的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程如下：設(shè)計(jì)者首先對(duì)所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的電路構(gòu)成有所了解，再?gòu)?Proteus 原理圖庫(kù)中調(diào)用所需庫(kù)元件，然后通過(guò)合適連線(xiàn)即可。單片機(jī)內(nèi)可通過(guò)單擊單片機(jī)芯片加入已編譯好的十六進(jìn)制程序文件或與 Keil 編譯程序，然后運(yùn)行仿真即可。再運(yùn)用 Proteus 的 PCB 制版功能設(shè)計(jì)出的電路板，可通過(guò)原理圖生成網(wǎng)絡(luò)表后設(shè)計(jì)布局而成。最后根據(jù)設(shè)計(jì)的 PCB 加工而成的電路板和安裝焊接完成后的實(shí)際電路?？梢?jiàn)，整個(gè)電路從設(shè)計(jì)到實(shí)際電路制作完成，通過(guò) Proteus 一個(gè)軟件即可完美實(shí)現(xiàn)。并且，它的仿真結(jié)果與實(shí)際誤差很小，非常適合電子設(shè)計(jì)愛(ài)好者和高校學(xué)生自學(xué)使用，縮短了設(shè)計(jì)周期，降低了生產(chǎn)成本，提高了設(shè)計(jì)成功率。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)只運(yùn)用了 Proteus ISIS 進(jìn)行了仿真。Proteus 軟件的 ISIS 原理圖設(shè)計(jì)界面支持電路仿真模式 VSM(虛擬仿真模式)。當(dāng)電路元件在調(diào)用時(shí)，我們選用具有動(dòng)畫(huà)演示功能的器件或具有仿真模型的器件，當(dāng)電路連接完成無(wú)誤后，直接運(yùn)行仿真按鈕，即可實(shí)現(xiàn)聲、光、動(dòng)等逼真的效果，以檢驗(yàn)電路硬件及軟件設(shè)計(jì)的對(duì)錯(cuò)，非常直觀(guān)。Proteus ISIS 運(yùn)行于 Windows 操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析(SPICE)各種 ASF高 級(jí) 圖 形 分析 模 塊 CPU仿真 模 型 VSM 高 級(jí) 布 線(xiàn) /編 輯 AR動(dòng) 態(tài) 器 件 庫(kù) 混 合 模 型 仿真 器 原 理 圖 輸 入 系統(tǒng) ISI Proteus 軟 件 模擬器件和集成電路。該軟件的特點(diǎn)是：（1）實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和 SPICE 電路仿真相結(jié)合。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232 動(dòng)態(tài)仿真、I2C 調(diào)試器、SPI 調(diào)試器、鍵盤(pán)和 LCD 系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器等。（2）支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機(jī)類(lèi)型有：68000 系列、8051 系列、AVR 系列、PIC12 系列、PIC16 系列、PIC18 系列、Z80 系列、HC11系列以及各種外圍芯片。（3）提供軟件調(diào)試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點(diǎn)等調(diào)試功能，同時(shí)可以觀(guān)察各個(gè)變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時(shí)支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如Keil C51 uVision2 等軟件。（4）具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能。總之，該軟件是一款集單片機(jī)和 SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大。 KEIL 與 PROTEUS 聯(lián)合使用 Proteus 與 Keil 的聯(lián)機(jī)步驟：，安裝 PROTEUS 和 keil 軟件。 PROTEUS\MODEL 目錄下 文件復(fù)制到 keil 安裝目錄的\c51\bin 目錄中。 keil 安裝目錄下的 文件，在 c51 字段中加入TDRV5=BIN\（“PROTEUS VSM MONITOR51 DRIVER”），并保存。（注：不一定要用 TDRV5，根據(jù)原來(lái)字段選用一個(gè)不重復(fù)的數(shù)值就可以了，引號(hào)中的名字可隨意寫(xiě)。） PROTEUS，畫(huà)出要設(shè)計(jì)的電路圖，在 debug 菜單中選擇 Use Remote Debug Monitor 選項(xiàng)。 keil 中編寫(xiě)相應(yīng)的程序代碼。 keil 中 Project 菜單中選擇 Options for target39。target 139。選項(xiàng). debug 選項(xiàng)卡，選擇用硬件仿真，在右上方的下三角按鈕選擇 PROTEUS VSM MONITOR51 DRIVER。 SETRING 按鈕在 HOST 中寫(xiě) ；在 PORT 中寫(xiě) 8000；單擊 OK按鈕。 keil 中調(diào)試程序，在 PROTEUS 中觀(guān)察結(jié)果。Keil 仿真程序:結(jié) 論本文對(duì)單片機(jī)用于位移測(cè)量的理論、原理進(jìn)行了系統(tǒng)的分析、比較，并對(duì)每種測(cè)量方法定性、定量的予以闡述，設(shè)計(jì)了顯示接口電路和應(yīng)用程序。以下從四個(gè)方面進(jìn)行總結(jié):硬件電路單片機(jī)用于位移測(cè)量種類(lèi)較多，方法各有不同，在硬件設(shè)計(jì)上根據(jù)使用場(chǎng)合、功能和要求，采用的電路也有差異，單片機(jī)有用 89C51 系列的89C589C52 等，并對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)展。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 16 位定時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)行設(shè)計(jì)，較完全的開(kāi)發(fā)了單片機(jī)自身的功能，接口利用了 89C51 的 P2 口具有較大的電流驅(qū)動(dòng)能力的特點(diǎn)，未擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)芯片，直接由單片機(jī)驅(qū)動(dòng)，簡(jiǎn)化了硬件電路。有一定的實(shí)用價(jià)值和較高的性?xún)r(jià)比，可用于工業(yè)控制中的轉(zhuǎn)速檢測(cè)、民用電器及其他應(yīng)用。測(cè)量方法在測(cè)量原理上采用了利用單片機(jī)內(nèi)部計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)可逆計(jì)數(shù)的測(cè)量方法，保證了在位移測(cè)量中獲得較高的精度。應(yīng)用范圍廣泛，可通過(guò)擴(kuò)展進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。程序調(diào)試本系統(tǒng)進(jìn)行了全面的程序設(shè)計(jì)，顯示程序、中斷服務(wù)程序和初始化程序，并對(duì)這些程序在 Keil U3 軟件上進(jìn)行編譯和調(diào)試，并且與 Proteus 進(jìn)行了聯(lián)機(jī)仿真，取得了較好的仿真效果。Keil 的編譯 HEX 文件還可通過(guò)編程器寫(xiě)入芯片中。這次的設(shè)計(jì)基本達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求.改進(jìn)方法和進(jìn)一步的工作光電編碼器輸出的脈沖的計(jì)量長(zhǎng)、短，其設(shè)定值是人為估計(jì)的，可以針對(duì)具體的應(yīng)用，根據(jù)位移的實(shí)際情況來(lái)調(diào)整單位脈沖的長(zhǎng)度設(shè)定值。下步工作能制作完整電路工作板，即硬件電路，用示波器測(cè)量其參數(shù)。更深入的分析其精度和誤差。參 考 文 獻(xiàn)[1] 陳先鋒 實(shí)用光電編碼器技術(shù)[J]. [2] 潘明東 光電編碼器輸出脈沖的幾種計(jì)數(shù)方法[J].電子工程師 第30卷第8期[3] 盧國(guó)綱 位移測(cè)量技術(shù)及其傳感器的最新發(fā)展[J].中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所 WMEM 4期2022年8月[4] 李慶祥，徐端頤 實(shí)用光電技術(shù)[M]．第一版．北京：中國(guó)計(jì)量出版社，1996，61—67[5] 趙建玉,梁立新,黃明鍵 用光電編碼器測(cè)量直線(xiàn)位移[J]. 山東建材工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào) 第14卷第2期 2022年6月[6] 孫育才 MCS51系列單片微型計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用[M].東南大學(xué)出版社 [7] 何立民 MCS51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)配置與接口技術(shù)[M].北京航空航天大學(xué)出版社 [8] 馬淑華，高原 proteus仿真應(yīng)用[M].北京郵電大學(xué)出版社 2022[9] Measurement of Line Displacement with Photoelectronic Encoder [M].John Wiley amp。 Sons, Chichester,UK, 1992.[10] 趙負(fù)圖 國(guó)內(nèi)外最新常用傳感器和敏感元器件性能數(shù)據(jù)手冊(cè)[M]. 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 1994[11] 關(guān)積珍，[J](12) ：1089～1091附錄 1：程序清單define _SENSOR_C_include include code char seg1[10]={0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09}。code char seg2[10]={0x10,0x11,0x12,0x13,0x14,0x15,0x16,0x17,0x18,0x19}。//void display(void)。 /*顯示函數(shù)*/void delayms(int)。 /*延遲 xms*/int input。int dig。void main(){ while(1){P2 = 0x00。 P1 = 0x10。 input = P0。 dig = 14 *input。 P1 = seg2[dig/1000]。 P2 = 0x08。 delayms(2)。 P1 = seg2[dig%1000/100]。 P2 = 0x04。 delayms(2)。 P1 = seg1[dig%100/10]。 P2 = 0x02。 delayms(2)。 P1 = seg2[dig%10]。 P2 = 0x01。 delayms(2)。//display()。}}/*void display(void){input = P0。dig = 10 *input *360 /255。P2 = 0x08。 P1 = seg2[dig/1000]。delayms(2)。P2 = 0x04。P1 = seg2[dig%1000/100]。delayms(2)。P2 = 0x02。P1 = seg2[dig%100/10]。delayms(2)。P2 = 0x01。P1 = seg2[dig%10]。delayms(2)。}*/void delayms(int xms){int i,j。return。for (i=xms。i0。i)for (j=110。j0。j)