【導讀】在對氣象學越加重視的今天，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報的準確性。電的快速發(fā)展，風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。的風速儀的設計,它利用測量旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速測得風速。本設計中采用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 位二進制數(shù)）。 CE 為輸入信號。當它有效低電平時，能選中該芯片，故又稱為選片信號。 OE 為輸出允許信號。當 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。當對 EPROM 編程時，由此加入編程脈沖。讀時 PGM 為高電平。 Atmega16 需要擴展 ROM； 8051/8751 片內(nèi)有 4kBROM，不夠用時也需 要擴展。 外部數(shù)據(jù)存儲器又稱為外部數(shù)據(jù) RAM，當 mega16 片內(nèi) 128 個字節(jié)的數(shù)據(jù) RAM 不能長春理工大學畢業(yè)設計 23 滿足數(shù)量上的要求時，可通過總線端口和其它 I／ O 端口擴展外部數(shù)據(jù) RAM(擴展方法見相關章節(jié) )，其最大容量可達 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，但前者不能進行堆棧操作。 在本設計中其外部擴展電路如下圖所示 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 的外部擴展電路圖 當 mega16 單片機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) 。 長春理工大學畢業(yè)設計 24 擴展 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。在單片機的應用系統(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，使用這種方法當顯示位數(shù)較多時單片機中 I/O 口的開銷很大，需要提供的 I/O 接口電路也較復雜，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)動后直接顯示結果。 Mega16 并行擴展口可構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。 長春理工大學畢業(yè)設計 25 結 論 本設計以 mega16 單片機為核心，采用雙重測速計算標準，具有以下幾點優(yōu)點： 測量精度高，并可由軟件控制；硬件結構簡單，成本低； 軟件結構合理，系統(tǒng)響應速度較快；功能強，可擴充性好。 由于本設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)過改進后的本設計可以廣泛應用 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測量方案同樣適用?？梢姡驹O計運用將相當廣泛。 同時，本設計仍然存在需改進之處，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 長春理工大學畢業(yè)設計 26 參考文獻 [1]. 沈文 .Eagle lee 《 AVR 單片機 C 語言開發(fā)入門指導》 .清華大學出版社 [2]馮瀾 ,萬軍紅 .《上海電機學院學報》 .第八卷第三期 .20xx 年 6 月 . [3]竇振中 .《單片機原理和程序設計》 .北京航空航天大學出版社 .20xx. [4]田景文 .《用單片機測量脈沖周期和頻率的方法》 .儀表技術 1999 年第 5 期 . [5]萬光毅，嚴義 .《單片機實驗與實踐教程》 .北京航空航天大學出版社 . [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 .《單片微型計算機及其應用》 .東南大學出版社 . [8]王淑青 ,吳作健 .《基于單片機高精度測頻方法的研究》 .湖北工業(yè)大學學報 . [9]百度知道 [10]新浪愛問 長春理工大學畢業(yè)設計 27 致 謝 本文是在 劉智 老師的精心指導下完成的。從論文的選題、 文章結構的構筑到最后的定稿，都得到了導師的細心指點和提攜。導師的嚴謹治學的作風也讓我記憶頗深，在此僅向?qū)熤乱宰钫\摯的謝意。同時也向關心支持我的家人、同學和朋友致以最衷心的感謝。 長春理工大學畢業(yè)設計 28 附 錄： 中斷程序子程序： 用計數(shù)器 0 對單片機的機器周期進行計數(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 長春理工大學畢業(yè)設計 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。