【導(dǎo)讀】在工程實(shí)踐中，經(jīng)常會(huì)遇到各種需要測(cè)量轉(zhuǎn)速的場(chǎng)合，測(cè)量轉(zhuǎn)速的方法分為模擬式和數(shù)字式兩種。模擬式采用測(cè)速發(fā)電機(jī)為檢測(cè)元件，得到的信號(hào)是模擬量。隨著微型計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，特別是高性能價(jià)格比的單片機(jī)的出現(xiàn)，轉(zhuǎn)速測(cè)量普遍采用以單片機(jī)為核心的數(shù)字式測(cè)量方法。本文便是運(yùn)用AT89C51單片機(jī)控制的智能化轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x。本系統(tǒng)就是對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行測(cè)量，并可以和PC機(jī)進(jìn)行通信，顯示電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并觀察電機(jī)運(yùn)行的基本狀況。本設(shè)計(jì)主要用AT89C51作為控制核心，由霍爾傳感器、LED數(shù)碼顯像管、HIN232CPE電平轉(zhuǎn)換、及RS232構(gòu)成。充分發(fā)揮了單片機(jī)的性能。本文重點(diǎn)是測(cè)量速度并顯示在5位LED數(shù)碼管上。其優(yōu)點(diǎn)硬件是電路簡(jiǎn)單，軟件功能完善，測(cè)量速度快、精度高、控制系統(tǒng)可靠，性價(jià)比較高等特點(diǎn)。系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)功能是:AT89C51單片機(jī)接收霍爾傳感器傳來(lái)的脈沖信號(hào),單片機(jī)根據(jù)外部中斷,以及內(nèi)部定時(shí)器進(jìn)行記數(shù)計(jì)算出電機(jī)轉(zhuǎn)速送到LED顯示，同時(shí)數(shù)據(jù)傳給PC機(jī),并在PC機(jī)屏幕上顯示出來(lái)。

　　

【正文】 更改數(shù)值。 調(diào)試應(yīng)用程序所提供的重要性能也許就是跟蹤應(yīng)用程序。跟蹤應(yīng)用程序使用戶能夠在運(yùn)行應(yīng)用程序時(shí)，看到PC指針在應(yīng)用源代碼程序中的確切位置，LCA51提供以下方法對(duì)程序的執(zhí)行進(jìn)行跟蹤。 跟蹤型單步執(zhí)行一條源語(yǔ)句程序。但是，如果調(diào)用一函數(shù)，則進(jìn)入函數(shù)中，再執(zhí)行函數(shù)的第一條源語(yǔ)句行前停止。 通過(guò)型單步僅執(zhí)行下一條源語(yǔ)句程序，然后又停止。如果是調(diào)用一函數(shù)，運(yùn)行完整個(gè)函數(shù)并停止在函數(shù)返回處。 如果已知程序中某塊代碼實(shí)際運(yùn)行正常的情況下，仍用跟蹤調(diào)試方法，將大大浪費(fèi)時(shí)間，而且很枯燥，因此調(diào)試中第二個(gè)重要工具是在源代碼中預(yù)定處設(shè)置斷點(diǎn)，大多數(shù)調(diào)試程序通過(guò)使用斷點(diǎn)中止程序執(zhí)行。注意：如果用戶調(diào)試高級(jí)語(yǔ)言，因?yàn)橄到y(tǒng)要占用2個(gè)斷點(diǎn)，所以可設(shè)置的斷點(diǎn)數(shù)為最大斷點(diǎn)個(gè)數(shù)減2。 LCA51調(diào)試軟件還提供一次性斷點(diǎn)：執(zhí)行到光標(biāo)所在行。如果用戶按熱鍵F4，調(diào)試程序繼續(xù)執(zhí)行程序代碼，直到它到達(dá)光標(biāo)行處或調(diào)試程序遇到另一個(gè)斷點(diǎn)。 顯然，通過(guò)一系列指令查看應(yīng)用程序，了解導(dǎo)致某一錯(cuò)誤的執(zhí)行也是一種非常有效的方法。LCA51軟件提供了以下幾種方法對(duì)變量進(jìn)行查看。 通過(guò)添加觀察項(xiàng)菜單可以將用戶希望觀察的變量添加到觀察窗口中，長(zhǎng)期進(jìn)行觀察。用戶程序在單步或斷點(diǎn)停下時(shí)，將更新變量的取值。 用戶可以直接移動(dòng)鼠標(biāo)到相應(yīng)的變量名上，點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵，將出現(xiàn)一個(gè)提示窗口，顯示這個(gè)變量的當(dāng)前值。 用戶還可以打開(kāi)程序空間窗口、內(nèi)部數(shù)據(jù)窗口、外部數(shù)據(jù)窗口進(jìn)行數(shù)據(jù)塊觀察。 如果用戶在調(diào)試過(guò)程中了解到變量的內(nèi)容（超值、未定義等）會(huì)對(duì)程序性能產(chǎn)生影響或引起異常時(shí)，立即更改變量的內(nèi)容是很有效的方法，以確保該值在正確范圍內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤。LCA51軟件提供一系列更改變量數(shù)值的方法，以便用戶能檢查程序?qū)φ麄€(gè)變量值范圍的反應(yīng)，而無(wú)需為設(shè)置每個(gè)值而重新加載調(diào)試。在更改對(duì)話框中用戶輸入要更改的取值，點(diǎn)擊確定按鈕。用戶可以在輸入框中輸入十六進(jìn)制或十進(jìn)制數(shù)據(jù)。程序調(diào)試過(guò)程： 整個(gè)程序是一個(gè)主程序調(diào)用各個(gè)子程序?qū)崿F(xiàn)功能的過(guò)程，要使主程序和整個(gè)程序都能平穩(wěn)運(yùn)行，各個(gè)模塊的子程序的正確與平穩(wěn)運(yùn)行必不可少，所以在軟件調(diào)試的最初階段就是把各個(gè)子程序模塊進(jìn)行分別調(diào)試。首先要對(duì)計(jì)算程序進(jìn)行調(diào)試，其中關(guān)鍵就是那個(gè)四字節(jié)除三字節(jié)的程序顯得尤為重要，在整個(gè)程序中，四字節(jié)的被除數(shù)是確定的常數(shù)，而除數(shù)是測(cè)量記數(shù)的值，當(dāng)各個(gè)模塊調(diào)試時(shí)，我們可以先對(duì)除數(shù)先賦不同的值，利用查看內(nèi)部數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)窗口觀察出計(jì)算出來(lái)的結(jié)果和用計(jì)算器算得的結(jié)果是否一致，可以舉例多次數(shù)據(jù)，確保程序正確，才能得到想得到的數(shù)據(jù)。其次、二進(jìn)制到十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換，我們依然可以利用上述列舉的方法，多次給出數(shù)據(jù)，然后運(yùn)行程序，可以設(shè)置觀察變量，觀察出程序轉(zhuǎn)換的結(jié)果。最后、拆分壓縮BCD碼十進(jìn)制以及最后的顯示程序，可以利用上述提到的各種方法，觀察3034H內(nèi)部的數(shù)據(jù)，緩沖數(shù)據(jù)的觀察檢查完畢后，調(diào)用顯示程序，觀察數(shù)碼管上顯示的數(shù)據(jù)是否是內(nèi)存緩沖中需要顯示的數(shù)據(jù)。 綜合調(diào)試在硬件和軟件單獨(dú)調(diào)試成功后進(jìn)行軟硬件綜合調(diào)試，它可以分成以下幾個(gè)步驟：；，計(jì)算出轉(zhuǎn)速值并存儲(chǔ)；。 故障分析與解決方案故障出現(xiàn)情況：霍爾傳感器不能產(chǎn)生有效的TTL電平，產(chǎn)生波形不穩(wěn)單片機(jī)的中斷服務(wù)程序不能執(zhí)行，不管是定時(shí)中斷還是外部中斷；中斷執(zhí)行低速情況也就是軟件記數(shù)功能不對(duì)；測(cè)得的轉(zhuǎn)速不準(zhǔn)確，而且在波形頻率變化下顯示轉(zhuǎn)速卻不變單片機(jī)顯示部分無(wú)法工作，顯示不穩(wěn)定；信號(hào)發(fā)生器模擬轉(zhuǎn)速測(cè)量正確，接電機(jī)不穩(wěn)定通信時(shí)單片機(jī)接收顯示數(shù)據(jù)不正常，PC機(jī)接收亂碼；解決方案（針對(duì)上述故障一一對(duì)應(yīng)的解決方案）：（1）硬件電路中霍爾傳感器應(yīng)工作在5V電壓，中間引腳接地，數(shù)據(jù)線接單片機(jī)的外部中斷0。在電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上還要貼上一粒磁鋼，利用霍爾效應(yīng)產(chǎn)生方波。利用萬(wàn)用表檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)接5V和地的PCB上的線都?jí)牧?，重新用線接在電路板上。當(dāng)波形出來(lái)后，顯示的波形不穩(wěn)，而且不夠理想，后來(lái)在信號(hào)線與地之間接了472的瓷片電容濾波。波形得到了大大改善；（2）首先檢查程序中的開(kāi)頭，中斷入口地址，發(fā)現(xiàn)中斷定時(shí)0的地址寫成中斷定時(shí)1的入口地址了。外部中斷沒(méi)有執(zhí)行跟沒(méi)有中斷信號(hào)加入有關(guān)系。在前面還沒(méi)有解決的時(shí)候，我們暫時(shí)用信號(hào)發(fā)生器來(lái)代替外部中斷9的輸入，由于中斷執(zhí)行與否我們沒(méi)法看到，可以用設(shè)置中斷點(diǎn)的方法或者利用示波器，在中斷服務(wù)程序中重新編寫一些程序觀察單片機(jī)的某一輸出口的波形變換或者中斷程序中讓數(shù)碼管點(diǎn)亮等直觀可以看到的方法來(lái)檢查中斷的執(zhí)行情況；（3）中斷服務(wù)程序中程序設(shè)計(jì)有問(wèn)題，要先讀去反映轉(zhuǎn)速的TH0，TL0，再去清0，軟件記數(shù)的高字節(jié)VTT應(yīng)該在定時(shí)中斷0中的服務(wù)程序中自增的同時(shí)清TH0，TL0，在外部中斷程序中要讀取三字節(jié)的記數(shù)值后同時(shí)清三個(gè)記數(shù)器，再?gòu)闹袛喾祷兀唬?）在確定轉(zhuǎn)速計(jì)算程序的正確性的 條件下出現(xiàn)了轉(zhuǎn)速不準(zhǔn)確，就是在調(diào)用轉(zhuǎn)換程序時(shí)出現(xiàn)了問(wèn)題，觀察程序時(shí)發(fā)現(xiàn)調(diào)用子程序是傳送的參數(shù)不對(duì)，在用寄存器R的時(shí)候出現(xiàn)了重復(fù)現(xiàn)象，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換過(guò)程中出現(xiàn)了混亂。在波形頻率改變而轉(zhuǎn)速不改變由于在調(diào)用顯示程序時(shí)候在調(diào)用之后在顯示這里死循環(huán)，不能適時(shí)進(jìn)行計(jì)算了。（5）由于顯示部分的程序是動(dòng)態(tài)顯示，是一位一位的顯示，在位選信號(hào)這里出現(xiàn)了問(wèn)題，在左移的時(shí)候出現(xiàn)問(wèn)題，以及顯示完一個(gè)字型后調(diào)用的延時(shí)時(shí)間不合理導(dǎo)致顯示不穩(wěn)定，出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，改變時(shí)間到1毫秒左右就差不多對(duì)了。（6）后來(lái)在接信號(hào)發(fā)生器時(shí)候要是接正弦波時(shí)候一樣發(fā)生不穩(wěn)定跳轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，由此可以推測(cè)，在傳感器輸入的信號(hào)不是理想的方波，而且電平值不夠大，所以在霍爾傳感器信號(hào)輸出端接濾波電容以及一個(gè)10K的上拉電阻就可以解決問(wèn)題了。（7）由于單片機(jī)與PC機(jī)之間的設(shè)置以及電平轉(zhuǎn)換不一致具體參見(jiàn)通信部分的畢業(yè)設(shè)計(jì)。 結(jié)論與經(jīng)驗(yàn)結(jié)論：通過(guò)各方面努力，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)完成，系統(tǒng)各部分功能均已實(shí)現(xiàn)，單片機(jī)能夠測(cè)量出電機(jī)的轉(zhuǎn)速并能顯示在LED數(shù)碼管上，并能向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)；測(cè)量范圍也是比較寬的60r/min36000r/min，%，都達(dá)到了比較理想的狀態(tài)。經(jīng)驗(yàn)：由于本系統(tǒng)采用5V直流電源供電，霍爾傳感器要選用工作電壓的范圍包含5V電壓的可以省去再用一個(gè)電源的麻煩，單片機(jī)等都是工作在TTL電平的，霍爾傳感器輸出的波形應(yīng)為TTL電平，以便單片機(jī)能夠識(shí)別。數(shù)碼管要采用共陰數(shù)碼管，因?yàn)閿?shù)碼管的灌電流可以大些達(dá)到幾十毫安，但是拉電流比較小，采用共陽(yáng)數(shù)碼管可能因?yàn)殡娏鬟^(guò)小而數(shù)碼管不能點(diǎn)亮數(shù)碼管，還有就是接在上拉電阻再接5V上，最好采用1K的排阻。在制作印制電路板的過(guò)程中，由于經(jīng)驗(yàn)不足，沒(méi)有考慮在高頻電路中平行線之間的干擾，導(dǎo)致當(dāng)電路上電工作時(shí)就發(fā)生串?dāng)_的現(xiàn)象，選擇的焊盤過(guò)小，布線是線的寬度不夠，稍微大點(diǎn)的電流，就可以把電路燒壞了，還有不穩(wěn)定，發(fā)生干擾等現(xiàn)象，使得連接PC機(jī)的電路工作不穩(wěn)定，在以后的設(shè)計(jì)過(guò)程中需要注意。參考文獻(xiàn)[1].：北京航空航天大學(xué)出版社，1997，10[2].、:復(fù)旦大學(xué)出版社，1997，8[3].amp。:北京航空航天大學(xué)出版社，1998，4[4].梁廷貴、王裕琛 .:科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1999，6[5].：清華大學(xué)出版社，[6].. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，[7].：北京航空航天大學(xué)出版社，1996，7[8]. 2004 ：人民郵電出版社，1995，1[9].扈嘯，：西安電子科技大學(xué)出版社，2002，9致 謝本文介紹的應(yīng)用于單片機(jī)系統(tǒng)在電機(jī)轉(zhuǎn)速這一領(lǐng)域的應(yīng)用，具有硬件電路簡(jiǎn)單、成本低廉、編程方便、通信可靠性高的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量以及和PC通信的數(shù)據(jù)傳送?？梢詫?duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的平穩(wěn)性做個(gè)分析。關(guān)于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，感受頗多?？偟膩?lái)說(shuō)是可以的，富有收獲的，盡管其中充滿了艱辛與困難。但看到自己的成果時(shí)，所有的艱辛與疲倦都拋到了九霄云外。一種成就感在心頭油然而生。另外一方面，在自己的親身實(shí)踐中，也發(fā)現(xiàn)了自己的一些不足的地方，有待進(jìn)一步提高與改善。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)是高精度大范圍的電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)，在實(shí)際調(diào)試中遇到的種種問(wèn)題使我在設(shè)計(jì)與調(diào)試中學(xué)習(xí)到了許多知識(shí)。整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程是對(duì)自己大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)歸納總結(jié)和應(yīng)用，也就是把理論知識(shí)用到實(shí)踐之中去。讓理論和實(shí)踐相結(jié)合，以此產(chǎn)生實(shí)際的成果。而這正是我們學(xué)習(xí)理論知識(shí)的目的之所在。除此之外，我們要在擁有扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)的前提條件下，在整個(gè)設(shè)計(jì)與調(diào)試過(guò)程中要有信心和耐心，對(duì)自己有信心，相信自己能夠很好的完成本次設(shè)計(jì)任務(wù)。在調(diào)試中不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題進(jìn)而解決問(wèn)題，這是一個(gè)再學(xué)習(xí)的過(guò)程，其本身就是對(duì)自己的一次鍛煉，培養(yǎng)了自己獨(dú)立思考，動(dòng)手解決問(wèn)題的能力。從而從各個(gè)方面得到提高與完善了自己，使自己的各個(gè)方面提高到一個(gè)新的臺(tái)階，同時(shí)為以后的工作打下基礎(chǔ)。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，特別要感謝郭老師以及其他老師和同學(xué)給我們的熱心幫助和鼓勵(lì)，才使得我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠很好的完成。附 錄附錄1 電路原理圖附錄2 元器件清單霍爾傳感器 AH41 一只磁鋼 一只鉭電容： 　 五只 (CCCCC8)晶振： 一只 瓷片電容： 20pf 二只 (CC2)電解電容： 10ｕf 一只 (C3) 排阻： 1K 一只 電阻： 10K 一只 （R）數(shù)碼管： LED 五只RS232接口線： DB9 一對(duì)集成塊： 7407 一只HIN232CPE 一只 AT89C51 一只