【導讀】展，人類生活發(fā)生了根本性的改變。如果說微型計算機的出現(xiàn)使現(xiàn)代科學研究得到了質。次新的技術革命。目前，單片機以其體積小、重量輕、抗干擾能力強、對環(huán)境要求不高、爐到音響、汽車，到處都可見到單片機的蹤影。步成為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的標志之一。本課題介紹了一種利用單片機技術實現(xiàn)高精。度數(shù)字式轉速測量系統(tǒng)的方法。量范圍寬和測量精度與被測轉速無關等優(yōu)點，具有廣闊的應用前景。

　　

【正文】 軟件的總體的設計，包括程序的總體設計和對程序的模塊化設計。按整體功能分為多個不同的模塊，單獨設計、編程、調試，然后將各個模塊裝配聯(lián)調，組成完整的軟件。 根據(jù)設計的要求，單片機的任務是：內部進行計數(shù)，在計算出速度后顯示。軟件編程用 C 語言完成的，需要能掌握 C 語言，還要熟練 AT89C51 單片機。從程序流程圖、編寫程序、編譯，到最后的調試，是很復雜的。下面作簡單介紹：系統(tǒng)軟件主程序的功能是完成系統(tǒng)的初始化、顯示程序。 主程序初始化 定時器的初始化 AT89C51 有兩個定時器 /計數(shù)器 T0 和 T1，每個定時器 /計數(shù)器均可設置成為 16 位，也可以設置成為 13 位進行定時或計數(shù)。計數(shù)器的功能是對 T0 或 T1 外來脈沖的進行計數(shù)，外部輸入脈沖負跳變時，計數(shù)器進行加 1。 定時功能是通過計數(shù)器的計數(shù)來實現(xiàn)的，每個機器周期產(chǎn)生 1 個計數(shù)脈沖，即每個機器周期計數(shù)器加 1，因此定時時間等于計數(shù)個數(shù)乘以機器周期。定時器工作時，每接收到 1 個計數(shù)脈沖（或機器周期）則在設定的初值基礎上自動加 1，當所有位都位 1 時，再加 1 就會產(chǎn)生溢出，將向 CPU 提出定時器溢出中斷身請。當定時器采用不同的工作方式和設置不同 的初值時，產(chǎn)生溢出中斷的定時值和計數(shù)值將不同，從而可以適應不同的定時或計數(shù)控制。 定時器有 4 種工作方式：方式 0、方式 方式 2 和方式 3，在此對工作方式不做具體介紹。 工作方式寄存器 TMOD 的設定： GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 TMOD 各位的含義如下： GATE： 門控位，用于控制定時 /計數(shù)器的啟動是否受外部中斷請求信號的影響。 沈陽理工大學學士學位論文 31 C/T： 定時或計數(shù)方式選擇位，當 C/T=1 時工作于計數(shù)方式；當 C/T=0 時工作于定時方式。 M M0 為工作方式選擇位 ，用于對 T0 的四種工作方式， T1 的三種工作方式進行選擇，選擇情況如下表 51： M1M0=00 為方式 0。M1M0=01 為方式 1； 表 51 M M0 為工作方式選擇位 M0 M1 工作方式 方式說明 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 2 3 13 位定時 /計數(shù)器 16 位定時 /計數(shù)器 8 位自動重置定時 /計數(shù)器 兩個 8 位定時 /計數(shù)器（只有 T0 有） 中斷允許控制 MCS51 單片機中沒有專門的開中斷和關中斷指令，對各個中斷源的允許和屏蔽是由內部的中斷允許寄存器 IE 的各位來控制的。中斷允許寄存器 IE 的字節(jié)地址為 A8H，可以進行位尋址 表 52 中斷位尋址表 IE D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 （ A8H） EA ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0 EA：中斷允許總控位。 EA=0，屏蔽所有的中斷請求； EA=1，開放中斷。 ET2：定時器 /計數(shù)器 T2 的溢出中斷允許位 ES：串行口中斷允許位。 ET1：定時器 /計數(shù)器 T1 的溢出中斷允許位。 EX1：外部中斷 INT1 的中斷允許位。 ET0：定時器 /計數(shù)器 T0 的溢出中斷允許位。 EX0：外部中斷 INT0 的中斷允許位。 沈陽理工大學學士學位論文 32 程序流程圖 主程序流程圖 圖 流程圖 顯示子程序流程圖 圖 顯示子程序流程圖 開始 顯示緩存初始化 LED 顯示初始化 數(shù)碼顯示 顯示 開始 初始化定時器計時器 刷新數(shù)碼管 延時 2ms 沈陽理工大學學士學位論文 33 定時計數(shù)子程序流程圖 圖 定時計數(shù)子程序 開定時器 開計數(shù)器 定時 計數(shù) 讀出計數(shù)器值并清零 計數(shù)器定時重新裝初始值并啟動定時器 開始 沈陽理工大學學士學位論文 34 總結 采用單片機技術來 實現(xiàn)轉速的測量，可以提高轉速的測量，可以提高轉速測量的精確度，并且加快了采樣的速率，具有較好的實時性。本文介紹的轉速方法使用于高、低轉速的測量，測量精確度與轉速無關，因而具有較寬的應用范圍和廣闊的應用的前景。 基于單片機的轉速測量系統(tǒng)，具有硬件電路簡單，程序簡單和運算速度快，測速范圍廣，抗干擾性能好的特點。在設計的信號處理電路中經(jīng)過濾波，能夠進一步減少誤差，是測速精度得到提高。 沈陽理工大學學士學位論文 35 致謝 經(jīng)過幾個月的忙碌，本次畢業(yè)設計已經(jīng)接近尾聲，通過這次學校組織的畢業(yè)設計 ,端正了自己學習 的態(tài)度 ,鍛煉了自己獨立動手的能力，在此，我要感謝每一個幫助過我的人。 首先 ,我要感謝的是我的導師趙延東老師。趙老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，都給予我悉心的指導和幫助?？梢哉f，沒有趙老師的悉心指導和幫助，我是不可能順利完成我的畢業(yè)設計的。另外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。 再次，我要感謝的是我的同學劉傳銀，廖全龍，趙紅旭和舍友們在我畢業(yè)設計期間，他們給了我不少的關心和幫助。理論與實踐的結合 ,是對知識較好牢固掌握的一種方法 ,這次的畢設就 有這種理念 .基于改變高分低能的現(xiàn)狀 .對于即將畢業(yè)的我們 ,社會更迫切需要的是能力而不是以往的高分 .學?？闯隽诉@種現(xiàn)狀 ,所以安排了畢業(yè)生的最后一門課 :理論實踐相結合 .所以作為畢業(yè)生的我表示深切感謝 .這次真的是機不可失 ,失不在來 .最后我要感謝的是我親愛的沈陽理工大學的每一位老師和同學。 總之，感謝每一位關心過我，愛護過我的人。滴水之恩，當涌泉相報。 沈陽理工大學學士學位論文 36 參考文獻 [1] 陳伯時 .電力拖動自動控制系統(tǒng) 運動控制系統(tǒng) .機械工業(yè)出版社， 2020 [2] 馬全權，李慶輝，強盛 .一種高精度實時電機轉速測 量新方法 齊齊哈爾大學學報 .2020 [3] 孫桂榮，班 瑩，劉 鳴 .電機轉速測量設計實驗 . 實驗室科學， 2020 [4] 王雪文 .張志勇 .傳感器原理及應用 .北京航空航天大學出版社 .2020 [5] 王秀杰，張疇先 .模擬集成電路應用 .西北工業(yè)大學出版社， 2020 [6] 何立民 .MCS51 系列單片機應用系統(tǒng)設計 .北京：北京航空航天大學出版社， 1990 [7] 蔣智勇 . 單片微型計算機原理及接口技術 .沈陽 :遼寧科學技術出版設 ,1992 [8] 何立民 .MCS51 系列單片機應用系統(tǒng)設計 .北京：北京航空航天大 學出版社， 1990 [9] 穆蘭 .單片微型計算機原理及接口技術 .北京 :機械工業(yè)出版社 ,1995 [10] 張毅剛 .MCS51 單片機應用設計 .哈爾濱 :哈爾濱工業(yè)大學出版社 ,1990 [11] 蔣智勇 . 單片微型計算機原理及接口技術 .沈陽 :遼寧科學技術出版設 ,1992 [12] Tierney, J., Rader, ., and Gold, B. A Digital Frequency Synthesizer, IEEE Transactions on Audio and Electroacoustics AU19:1, March 1971 [13] Goldberg, BarGiora, Digital Techniques in Frequency Synthesis, New York: McGrawHill, 1996 [14] QU Jinyu. Measure of Engine Speed Based on C8051F Chip， Tractor amp。 Farm Transporter, 2020 年 06 期 [15] XIA Junchao。 CHEN Minli。 Measurement Algorithm of the HighAccurate Rotary Spee U Jinyu。 d Based on MicroControllers, Chemical Engineering amp。 Machinery, 2020 年 03 期 沈陽理工大學學士學位論文 37 附錄 A 系統(tǒng)總電路圖 沈陽理工大學學士學位論文 38 附錄 B 系統(tǒng)總程序清單 include define uchar unsigned char define uint unsigned int define ulong unsigned long define LED_DAT P0 sbit LED_SEG0 = P2^7。 sbit LED_SEG1 = P2^6。 sbit LED_SEG2 = P2^5。 sbit LED_SEG3 = P2^4。 define TIME_CYLC 100 //12M 晶振，定時器 10ms 中斷一次 我們 1 秒計算一次轉速 // 1000ms/10ms = 100 define PLUS_PER 10 //碼盤的齒數(shù) ，這里假定碼盤上有 10 個齒，即傳感器檢測到10 個脈沖，認為 1 圈 define K //校準系數(shù) unsigned char code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}。 uchar data Disbuf[4]。// 顯示緩沖區(qū) uint Tcounter = 0。 //時間計數(shù)器 bit Flag_Fresh = 0。 // 刷新標志 bit Flag_clac = 0。 //計算轉速標志 bit Flag_Err = 0。 //超量程標志 void DisplayFresh()。//在數(shù)碼管上顯示一個四位數(shù) void ClacSpeed()。//計算轉速，并把結果放入數(shù)碼管緩沖區(qū) 沈陽理工大學學士學位論文 39 void init_timer()。//初始化定時器 T0\T1 void Delay(uint ms)。//延時函數(shù) void it_timer0() interrupt 1 /* interrupt address is 0x000b */ { TF0 = 0。 //定時器 T0 用于數(shù)碼管的動態(tài)刷新 TH0 = 0xC0。 TL0 = 0x00。 Flag_Fresh = 1。 Tcounter++。 if(TcounterTIME_CYLC) { Flag_clac = 1。//周期到，該重新計算轉速了 } } void it_timer1() interrupt 3 /* interrupt address is 0x001b */ { TF1 = 0。 //定時器 T1 用于單位時間內收到的脈沖數(shù) //要速度不是很快， T1 永遠不會益處 Flag_Err = 1。 //如果 速度很高，我們應考慮另外一種測速方法： T 測速法 } void main(void) { Disbuf[0] = 0。 //開機時，初始化為 0000 Disbuf[1] = 0。 Disbuf[2] = 0。 Disbuf[3] = 0。 init_timer()。 while(1) 沈陽理工大學學士學位論文 40 { if(Flag_Fresh) { Flag_Fresh = 0。 DisplayFresh()。 // 定時刷新數(shù)碼管顯示 } if(Flag_clac) { Flag_clac = 0。 ClacSpeed()。 //計算轉速，并把結果放入數(shù)碼管緩沖區(qū) Tcounter = 0。//周期定時 清零 TH1=TL1 = 0x00。//脈沖計數(shù)清零 } if(Flag_Err) //超量程處理 { Disbuf[0] = 0x9e。 //開機時，初始化為 0000 Disbuf[1] = 0x9e。 Disbuf[2] = 0x9e。 Disbuf[3] = 0x9e。 while(1) { DisplayFresh()。//不再測速 等待復位