【導(dǎo)讀】在對氣象學(xué)越加重視的今天，氣象數(shù)據(jù)的采集更顯重要。一個重要的參數(shù)，對它的測量，將會極大的影響到氣象預(yù)報的準(zhǔn)確性。電的快速發(fā)展，風(fēng)速的測量也被日益重視起來。本文介紹了一種基于AVR單片機(jī)。的風(fēng)速儀的設(shè)計,它利用測量旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速測得風(fēng)速。本設(shè)計中采用ATMAGE16單

　　

【正文】 8bit 的 EPROM 芯片 A12～ A0? ? 13 位地址信號輸入線，說明芯片的容量為 8K＝ 213 個單元。 D7～ D0 ? ? 8 位數(shù)據(jù)，表明芯片的每個存貯單元存放一個字節(jié)（ 8 位二進(jìn)制數(shù)）。 CE 為輸入信號。當(dāng)它有效低電平時，能選中該芯片，故又稱為選片信號。 OE 為輸出允許信號。當(dāng) OE 為低電平時，芯片中的數(shù)據(jù)可由 D7～ D0 輸出。 PGM 為編程脈沖輸入端。當(dāng)對 EPROM 編程時，由此加入編程脈沖。讀時 PGM 為高電平。 Atmega16 需要擴(kuò)展 ROM； 8051/8751 片內(nèi)有 4kBROM，不夠用時也需 要擴(kuò)展。 外部數(shù)據(jù)存儲器又稱為外部數(shù)據(jù) RAM，當(dāng) mega16 片內(nèi) 128 個字節(jié)的數(shù)據(jù) RAM 不能長春理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 23 滿足數(shù)量上的要求時，可通過總線端口和其它 I／ O 端口擴(kuò)展外部數(shù)據(jù) RAM(擴(kuò)展方法見相關(guān)章節(jié) )，其最大容量可達(dá) 64K 字節(jié)。外部數(shù)據(jù) RAM 與內(nèi)部數(shù)據(jù) RAM 的功用基本相同，但前者不能進(jìn)行堆棧操作。 在本設(shè)計中其外部擴(kuò)展電路如下圖所示 7 4 L S 3 7 32 7 6 4A t m e g a 1 6V s sV c c+ 5 v4 0 2 01 91 8P B 0X T A L 1X T A L 2P B 2P B 1P B 3P B 4P B 5P B 6P B 7P C 0P C 1P C 2P C 3P C 4P C 5P C 6P C 7P A 0P A 1P A 2P A 3P A 4P A 5P A 6P A 7A L E8R S TE AP D 0P D 1P D 2P D 3P D 4P D 5P D 6P D 7P S E N_ _ __ _ _ _ _3 11 01 7V c cG N DD 0D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7G O E_ _Q 0Q 1Q 2Q 3Q 4Q 5Q 6Q 7V c c V p p C E G N DA 0A 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7_ _A 8A 9A 1 0A 1 1A 1 2A 1 3O 0O 1O 2O 3O 4O 5O 6O 7O E_ _+ 5 V+ 5 V 圖 63 mega16 的外部擴(kuò)展電路圖 當(dāng) mega16 單片機(jī)同時外接有程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器時，兩者的區(qū)別在于：程序存儲器只有讀操作而 無寫操作，且讀操作信號由引腳 PSEN 直接提供；數(shù)據(jù)存儲器則有讀寫操作，且由引腳信號 RD 和 WR選通讀寫操作。對片內(nèi) RAM 和片外RAM 操作的區(qū)別在于：片內(nèi) RAM 操作時無讀寫信號產(chǎn)生，片外 RAM 操作時則有讀寫信號（ RD,WR）產(chǎn)生。上面是不同的存儲器操作在硬件信號方面的區(qū)別，這些反映在符號指令上則是有著完全不同的符號形式和尋址方式 . 內(nèi)部數(shù)據(jù) RAM 的數(shù)據(jù)操作 ： 可進(jìn)行讀寫操作。按直接字節(jié)地址作直接尋址或用工作寄存器組中的 R0 或 R1 作寄存器間接尋址 訪問片外程序存儲器的操作時序： 訪問程序存儲器的控制信號 ALE地址鎖存信號 PSEN片外程序存儲器讀信號 EA片內(nèi)、外程序存儲器訪問選擇信號。 EA=0：訪問片外； EA=1：訪問片內(nèi) 。 長春理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 24 擴(kuò)展 8KB/16KB EPROM： （ 1）常用的程序存儲器芯片 EPROM紫外線擦除的可編程只讀存儲器常用的芯片有： 2764（ 8KB， 13位地址線）、 27128（ 16KB,14 位地址）、 27256（ 32KB）、 27512（ 64KB） （ 2）擴(kuò)展 8KB/16KB EPROM 注意： 控制信號： LAE、 PSEN 片選信號： CE() 地址信號： A0~A1 A13 數(shù)據(jù)信號： O0~O7 對于擴(kuò)展的 64KB 的 2764 的地址范圍為（ 13 位地址線）如下表： 表 2 2764 的地址范圍表 PC7 PC6 PC5 PC4 PC3 PC2 PC1 PC0 PA7 PA6 PA5 PA4 PA3 PA2 PA1 PA0 ⅹ 0 ⅹ 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 地址范圍為： 0000~1FFFH。 PC6 接片選信號 CE，為 0 有效。 PC PC5 取 0。 顯示電路 在單片機(jī)系統(tǒng)中，通常用 LED 數(shù)碼顯示器來顯示各種數(shù)字或符號，由于它具有顯示清晰、亮度高、使用電壓低、壽命長的特點，因此使用非常廣泛。本設(shè)計采用 LED 八段數(shù)碼管作為顯示器。八段 LED 顯示器由 8 個發(fā)光二極管組成。其中 7個長條形的發(fā)光管排列成一個 “8”字形，另一個圓點形的發(fā)光管在顯示器的右下角作為顯示小數(shù)點用，它能顯示各種數(shù)字及部份英文字母。在單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)中，數(shù)碼管顯示器的 顯示常采用兩種方法：靜態(tài)顯示和動態(tài)掃描顯示。所謂靜態(tài)顯示，就是把多個 LED 顯示器的每一段與一個獨立的并行口連接起來，而公共端則根據(jù)數(shù)碼管的種類連接到 VCC 或 GND 端，這種連接方式的每一個顯示器都要占用一個單獨的具有鎖存功能的 I/O 端口，用于筆劃段字形代碼，單片機(jī)只需把要顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路，就不用再管它了，直到要顯示新的數(shù)據(jù)時，再發(fā)送新的字形碼。因此，使用這種方法當(dāng)顯示位數(shù)較多時單片機(jī)中 I/O 口的開銷很大，需要提供的 I/O 接口電路也較復(fù)雜，但它具有編程簡單，顯示穩(wěn)定， CPU 的效率較高的優(yōu)點。 本系統(tǒng)， mega16 外接 LED 顯示器，經(jīng)驅(qū)動后直接顯示結(jié)果。 Mega16 并行擴(kuò)展口可構(gòu)成鍵盤顯示器接口電路，本系統(tǒng)中可不用鍵盤。 LED 為八位八段顯示器共陰極， mega16PB 口提供段選碼， PA 口提供位選碼，鍵盤可用 4*8 矩陣鍵盤其列輸出由 PA 口提供，行輸入由 PC0~PC3 提供。 長春理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 25 結(jié) 論 本設(shè)計以 mega16 單片機(jī)為核心，采用雙重測速計算標(biāo)準(zhǔn)，具有以下幾點優(yōu)點： 測量精度高，并可由軟件控制；硬件結(jié)構(gòu)簡單，成本低； 軟件結(jié)構(gòu)合理，系統(tǒng)響應(yīng)速度較快；功能強，可擴(kuò)充性好。 由于本設(shè)計只使用了一個外部中斷 信號，還有一個中斷引腳可以使用，所以可以同時測量兩路信號，這樣使整個系 統(tǒng)的性能和運用范圍有了大幅度提高。經(jīng)過改進(jìn)后的本設(shè)計可以廣泛應(yīng)用 于各種速度的測量，包括測量汽車行駛速度和加速度；動態(tài)計算速度，加速度的均值，方差；量程大，精確度高，分辨率高；可擴(kuò)展為測量多路信號同時測量。并可同時顯示。對于不是用上述原理進(jìn)行傳感計算的測速系統(tǒng)，只要被測量以脈沖形式給出只需要改變計算公式本文所述的單片機(jī)測量方案同樣適用?？梢姡驹O(shè)計運用將相當(dāng)廣泛。 同時，本設(shè)計仍然存在需改進(jìn)之處，傳動裝置思想老套，精度比較低，數(shù)據(jù)沒有自動記 錄功能等 長春理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 26 參考文獻(xiàn) [1]. 沈文 .Eagle lee 《 AVR 單片機(jī) C 語言開發(fā)入門指導(dǎo)》 .清華大學(xué)出版社 [2]馮瀾 ,萬軍紅 .《上海電機(jī)學(xué)院學(xué)報》 .第八卷第三期 .20xx 年 6 月 . [3]竇振中 .《單片機(jī)原理和程序設(shè)計》 .北京航空航天大學(xué)出版社 .20xx. [4]田景文 .《用單片機(jī)測量脈沖周期和頻率的方法》 .儀表技術(shù) 1999 年第 5 期 . [5]萬光毅，嚴(yán)義 .《單片機(jī)實驗與實踐教程》 .北京航空航天大學(xué)出版社 . [6]陳曉榮 ,蔡萍 ,周紅全 .《工業(yè)儀表與自動化裝置》 .20xx 年第 1 期 . [7] 孫育才 .《單片微型計算機(jī)及其應(yīng)用》 .東南大學(xué)出版社 . [8]王淑青 ,吳作健 .《基于單片機(jī)高精度測頻方法的研究》 .湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報 . [9]百度知道 [10]新浪愛問 長春理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 27 致 謝 本文是在 劉智 老師的精心指導(dǎo)下完成的。從論文的選題、 文章結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑到最后的定稿，都得到了導(dǎo)師的細(xì)心指點和提攜。導(dǎo)師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的作風(fēng)也讓我記憶頗深，在此僅向?qū)熤乱宰钫\摯的謝意。同時也向關(guān)心支持我的家人、同學(xué)和朋友致以最衷心的感謝。 長春理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 28 附 錄： 中斷程序子程序： 用計數(shù)器 0 對單片機(jī)的機(jī)器周期進(jìn)行計數(shù) //計數(shù)器 0 初始化程序 mov TMOD,09h mov TL0 00h mov TH0 00h clr EX0 //統(tǒng)計外接脈沖上升沿至下降沿這段時間經(jīng)歷過多少機(jī)器周期 loop1: jb ,loop1 lopp2: jnb ,loop2 setb tr0 //啟動計數(shù)器 0 計數(shù) loop3: jb loop3 clr tr0 //關(guān)計數(shù)器 0 計數(shù) //將計數(shù)值保留在寄存器中 mov A, TL0 mov B,TH0 知道了機(jī)器周期 Tp，與寄存器中保留的計數(shù)值相乘，即可得到外接脈沖信號的周期 . //使用 T1 對外部脈沖計數(shù) ,外部脈沖送如單片機(jī)的 T1 口 //計數(shù)器 0,1 初始化程序 MOV TMOD 51H MOV TL0 0AFH MOV TH0 3CH MOV TL1 00H MOV TH1 00H MOV IE 82H //計數(shù)器 1 定時，計數(shù)器 0 開始計數(shù) SETB TRO SETB TR1 s: SJMP S IT0: CLR TR1 CLR TR0 //將計數(shù)值保留在寄存器中 MOV A,TL0 長春理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 29 MOV B,TH0 知道寄存器中保留的計數(shù)值和定時器所定的時間，通過相除就可以得出外接信號周期。