【導(dǎo)讀】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。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。中，需要對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控，轉(zhuǎn)速是一個(gè)必不可少的一個(gè)參數(shù)。HIN232CPE電平轉(zhuǎn)換、及RS232構(gòu)成。詳細(xì)介紹了單片機(jī)的測(cè)量轉(zhuǎn)速系統(tǒng)及PC. 機(jī)與單片機(jī)之間的串行通訊。充分發(fā)揮了單片機(jī)的性能。并顯示在5位LED數(shù)碼管上。可靠，性價(jià)比較高等特點(diǎn)。

　　

【正文】 圖 3－ 3 除法程序流程圖 按照數(shù)制轉(zhuǎn)換方法可以畫出流程圖 開(kāi)始 0R R R6 16R7 N Y 除 法 移位次數(shù) 計(jì)數(shù)器 被除數(shù)左移 1 位 被除數(shù) 除數(shù) 上商 1，減去除數(shù) 上商 0 返回 計(jì)數(shù)器減 1 計(jì)數(shù)器 =0？ 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 29 圖 3－ 4 雙字節(jié)整數(shù)二翻十程序流程圖 單片機(jī)顯示部分可以用來(lái)顯示計(jì)算出來(lái)的數(shù)據(jù)的。在程序設(shè)計(jì)中，在AT89C51RAM 存貯器中的四個(gè)顯示緩沖器單元 30H－ 34H，分別存放著由計(jì)算出來(lái)的轉(zhuǎn)速的 BCD 碼進(jìn)行拆分后的非壓縮 BCD 碼數(shù)據(jù)， AT89C51 的 P1 口掃描輸出總是只有一位為低電平、其它位為高電平， AT89C51 的 P0 口相應(yīng)位的顯示數(shù)據(jù)的段數(shù)據(jù)，使該位顯示出一個(gè)字符，其它們?yōu)榘?，依次地改?P1 口輸出為低高的位， P0 口輸出對(duì)應(yīng)的段數(shù)據(jù)， 5 位 LED 顯示器就顯示出由緩沖器中顯示數(shù)據(jù)所確定的字符。 顯示 部分程序分為兩部分：十進(jìn)制 BCD 轉(zhuǎn)換成非壓縮 BCD 碼；查表程序顯示數(shù)據(jù)。 雙字節(jié)整數(shù)拆分程序流程圖如圖 35： 開(kāi) 始 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 30 圖 3－ 5 雙字節(jié)整數(shù)拆分程序流程圖 程序設(shè)計(jì) 根據(jù)以上設(shè)計(jì)思路和各個(gè)模塊的流程圖編寫出本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的程序， 完成程序設(shè)計(jì)的任務(wù)，寫出初始的程序 后 ， 在硬件上運(yùn)行程序， 進(jìn)行上機(jī)調(diào)試， 調(diào)試的具體方法 在下章 進(jìn)行 詳細(xì) 的 敘述。 本文設(shè)計(jì)的測(cè)速系統(tǒng)，是軟硬結(jié)合的系統(tǒng)，核心部分是主體硬件，而運(yùn)行在單片機(jī)上的軟件程序則是完成控制硬件運(yùn)行、測(cè)速計(jì)算以及 顯示控制等工作的主體。 本章的主要內(nèi)容是說(shuō)明了軟件設(shè)計(jì)的思想，給出了系統(tǒng)軟件的主體流程圖，以及各個(gè)功能模塊的流程圖，用以說(shuō)明各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)思想。 高字節(jié) R4 送 30H R5 與 0F0H 相與交換后送 31H R5 與 0FH 相與后送 32H R6 與 0F0H 相與交換后送 33H R6 與 0FH 相與后送 34H 返 回 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 31 圖 3－ 6 顯示程序流程圖 本章小結(jié) 本章主要介紹了程序設(shè)計(jì)原理以及 程序的設(shè)計(jì)思路。 開(kāi)始 30HR0，表首地址 DPTR，（ R1） =0FEH （ R0）賦值給 A A+DPTR 賦值給 P0 （ R1） =P1，（ R1） =A， RL A INC R0 ， A=（ R1） （ R1） =0DFH？ 結(jié)束 N 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 32 第 4章 系統(tǒng)調(diào)試 電路調(diào)試是整個(gè)系統(tǒng)功能否實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵步驟，我們將整個(gè)調(diào)試過(guò)程分為三大部分：硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和綜合調(diào)試。 硬件調(diào)試 硬件調(diào)試主要是針對(duì)我的轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的單片機(jī)硬件電路分別進(jìn)行調(diào)試 。這一部分硬件調(diào)試主要分成兩大塊：上電前的調(diào)試和上電后的調(diào)試。 在上電前，我們必須確保電路中不存在斷路或短路情況，這一工作是整個(gè)調(diào)試工作的第一步，也是非常重要的一個(gè)步驟。在這部分調(diào)試中主要使用的工具是萬(wàn)用表，用來(lái)完成檢測(cè)電路中是否存在斷路或者短路情況等。 特別是數(shù)碼管的連接部分，有 PROTEL制作的 PCB確保要和原理圖上的圖一致，有些在電路板上沒(méi)法連接的線路，要用短接線把接好，對(duì)照著原理圖部分，一部分一部分地用萬(wàn)用表測(cè)量，注意焊點(diǎn)之間，確保焊點(diǎn)沒(méi)有短接在一起，同時(shí)注意焊點(diǎn)的美觀，確保沒(méi)有開(kāi) 路以及短路的現(xiàn)象出現(xiàn)。 在確保硬件電路正常，無(wú)異常情況 (斷路或短路 )方可上電調(diào)試，上電調(diào)試的目的是檢驗(yàn)電路是否接錯(cuò)，同時(shí)還要檢驗(yàn)原理是否正確，在本次課程設(shè)計(jì)中，上電調(diào)試主要只轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的單片機(jī)控制部分、數(shù)碼管點(diǎn)亮部分、和上位機(jī)通信是的電平轉(zhuǎn)換和串口通信部分的硬件調(diào)試。 ：這一部分調(diào)試主要是檢查時(shí)鐘電路、復(fù)位電路是否接對(duì)，單片機(jī)的電源以及地是否接好，以及其他的一些管腳的接法?？磫纹瑱C(jī)通電后能否可以正常工作等這一系列問(wèn)題。 LED電路調(diào)試：由于數(shù)碼管采用的 是動(dòng)態(tài)掃描的方式點(diǎn)亮的。數(shù)碼管的公共端（ COM）接在 7407驅(qū)動(dòng)再接到單片機(jī)的 P2口作為位選信號(hào)，字型是接在 P0口。電路上電檢查 7407是否接上電源和地讓其正常工作。在這一前提下，查看數(shù)碼管能否點(diǎn)亮。只需要接仿真機(jī)上編寫一個(gè)小程序讓 5位 LED全亮，或者讓它們其中的某位點(diǎn)亮，也可以顯示不同的數(shù)字，根據(jù)要求給 P0口， P2口分別賦值。即可檢查數(shù)碼管的硬件電路是否正確，即可判斷顯示驅(qū)動(dòng)電路整個(gè)完整，首先排除這里的故障。 ：這一部分電路硬件調(diào)試主要完成任務(wù)是使得通過(guò)HIN232CPE電平轉(zhuǎn)換器 轉(zhuǎn)換前后的電平關(guān)系?？梢杂檬静ㄆ骱腿f(wàn)用表檢查電平轉(zhuǎn)換前后的關(guān)系，這里不在贅述。 軟件調(diào)試 單片機(jī)程序調(diào)試思路： 單片機(jī)部分調(diào)試工作的完成主要應(yīng)用 LCA51 軟件來(lái)完成，這一部分工作首哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 33 先將轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)中的各個(gè)模塊 —— 計(jì)算程序中的除法程序、雙字節(jié)的二 十進(jìn)制數(shù)制轉(zhuǎn)換程序，壓縮 BCD 碼十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為非壓縮 BCD 碼的程序以及顯示部分程序調(diào)試好，不斷調(diào)試，不斷修改直到正確為止。 LCA51 軟件是一種非常實(shí)用的多窗口編輯、調(diào)試軟件。 LCA51 軟件全面支持匯編語(yǔ)言， C51 語(yǔ)言， PL/M51 語(yǔ)言的編譯 /連接、調(diào)試。軟件支持單文件方式和工程化管理兩種模式。用戶可自定義各種語(yǔ)言的關(guān)鍵詞 .軟件完全支持源語(yǔ)句級(jí)在線調(diào)試。高級(jí)語(yǔ)言還支持源文件調(diào)試和匯編語(yǔ)言指令行對(duì)照調(diào)試。用戶可同時(shí)打開(kāi)多個(gè)窗體編輯、調(diào)試、變量觀察 .用戶可在線對(duì)原文件直接編輯、編譯、連接、加載和調(diào)試，軟件支持編譯錯(cuò)誤源文件定位。調(diào)試時(shí)用戶可動(dòng)態(tài)觀察、修改設(shè)定變量（包括 CPU 片內(nèi)寄存器、特殊寄存器及外部寄存器、內(nèi)存）的值。 調(diào)試主要方法和技巧： 通常一個(gè)調(diào)試程序應(yīng)該具備至少四種性能：跟蹤、斷點(diǎn) 、查看變量、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。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 34 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)； LED數(shù)碼管把測(cè)量的數(shù)據(jù)顯示出來(lái)。 PC機(jī)與單片機(jī)之間的通信成功。 故障分析與解決方案 故障出現(xiàn)情況 ： TTL電平，產(chǎn)生波形不穩(wěn) 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 ； ； ， 而且在波形頻率變化下顯示轉(zhuǎn)速卻不變 工作，顯示不穩(wěn)定； 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 35 ，接電機(jī)不穩(wěn)定 ， 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） ： 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 ； 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； ，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?； 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。 ，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。 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。 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)。 本章小結(jié) 本章主要對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行綜合調(diào)試以及遇到的故障解決方案。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 36 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，精度也在 %，都達(dá)到了比較理想的狀態(tài)。 本次設(shè)計(jì)得出以下經(jīng)驗(yàn)： 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。 ，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?過(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。 ，由于經(jīng)驗(yàn)不足，沒(méi)有考慮