【正文】 ，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，采用共陽數(shù)碼管可能因?yàn)殡娏?過小而數(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。 PC機(jī)之間的設(shè)置 以及電平轉(zhuǎn)換 不一致 具體參見通信部分的畢業(yè)設(shè)計(jì)。在前面還沒有解決的時(shí)候，我們暫時(shí)用信號(hào)發(fā)生器來代替外部中斷 9的輸入，由于中斷執(zhí)行與否我們沒法看到，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，再從中斷返回 ； 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，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)換過程中出現(xiàn)了混亂。利用萬用表檢查時(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。 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)碼管把測量的數(shù)據(jù)顯示出來。 程序調(diào)試過程 ： 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。 如果用戶在調(diào)試過程中了解到變量的內(nèi)容（超值、未定義等）會(huì)對程 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。 通過添加觀察項(xiàng)菜單可以將用 戶希望觀察的變量添加到觀察窗口中，長期進(jìn)行觀察。 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。 通過型單步僅執(zhí)行下一條源語句程序，然后又停止。 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。高級(jí)語言還支持源文件調(diào)試和匯編語言指令行對照調(diào)試。 LCA51 軟件是一種非常實(shí)用的多窗口編輯、調(diào)試軟件。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。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。 在確保硬件電路正常，無異常情況 (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。 本章的主要內(nèi)容是說明了軟件設(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，用以說明各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)思想。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。可以說是核心部分，流程圖如圖所示： 圖 3－ 2 計(jì)算程序流程圖 計(jì)算程序中又再次調(diào)用了除法程序，這里的除法為四字節(jié)除三字節(jié)商為兩字節(jié)，除法的程序的編程思想可以和手工計(jì)算的除法相似，比較減法的思想，流程圖如圖 33所示具體程序見附錄。此外，對于低速情況下，我們還要設(shè)定一個(gè)軟件計(jì)數(shù)器 VTT，當(dāng)外部中斷還沒來而內(nèi)部哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 27 定時(shí)器已經(jīng)溢出，產(chǎn)生定時(shí)器 0 中斷時(shí)，增加 VTT，作為三字節(jié)中的高字節(jié)。 圖 31 主程序流程圖 單片機(jī)程序設(shè)計(jì)思路 計(jì)算轉(zhuǎn)速公式： n=60/NTc (r/min)。內(nèi)部有兩個(gè)發(fā)送器 (TTL 電平轉(zhuǎn)換為 RS232C 電平 )和兩個(gè)接收器 (RS232 電平轉(zhuǎn)換為 TTL 電平 )。邏輯 1電平為 3V～ 15V。 數(shù)據(jù)的傳輸： 當(dāng)電路工作于發(fā)送數(shù)據(jù)狀態(tài)時(shí)， PC 機(jī)的 RTS 端輸出高電平，經(jīng) IC1 電平轉(zhuǎn)哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 23 換打開 IC3（ 74LS08）的與門 B1，使 PC 機(jī) TXD 端輸出的數(shù)據(jù)經(jīng)紅外發(fā)射電路發(fā)射出去； RTS 信號(hào) IC1 反相后作為 CTS 信號(hào)送入計(jì)算機(jī)，同 時(shí)還關(guān)閉與門 B2；使計(jì)算機(jī)不接收其它數(shù)據(jù)信號(hào)。工作溫度范圍為 40～ 150℃（存儲(chǔ)溫度為 150℃），可適用于各種機(jī)及機(jī)電一體化領(lǐng)域。在計(jì)算總有效工作氣隙時(shí)，應(yīng)從霍爾片表面算起。而且，因霍爾元件的尺寸極小，可以進(jìn)行多點(diǎn)檢測，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可以得到場的分布狀態(tài)，并可對狹縫，小孔中的磁場進(jìn)行檢測用磁場作為被傳感物體的運(yùn)動(dòng)和位置信息載體時(shí)，一般 采用永久磁鋼來產(chǎn)生工作磁場。按照輸出信號(hào)的形式，可以分為開關(guān)型集成霍爾傳感器和線性集成霍爾傳感器兩種類型。它取消了傳感器和測量電路之間的界限，實(shí)現(xiàn)了材料、元件、電路三位一體。前者輸出模擬量，后者輸出數(shù)字量。 霍爾期間具有許多優(yōu)點(diǎn)，他們的結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高（可達(dá) 1MHZ），耐震動(dòng)，不怕灰塵、水汽及煙霧等污染或腐蝕。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 圖 29 五位動(dòng)態(tài)顯示電路 霍爾傳感器簡介 霍爾器件概述 霍爾元件是一種基于霍爾效應(yīng)的磁傳感器，已發(fā)展成一個(gè)品種多樣的磁傳感器產(chǎn)品族，并已得到廣泛應(yīng)用。本次設(shè)計(jì)要求的轉(zhuǎn)速測量范圍 60r/min36000r/min，所以只需要 5 位數(shù)碼管即可。所謂動(dòng)態(tài)顯示，就一位一位地輪流點(diǎn)亮各 位顯示器（掃描），對于每一位顯示器來說，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。 此外，要畫出電路圖，首先還要搞清楚他的引腳圖的分布，在了解了正確的引腳圖后才能進(jìn)行正確的字型段碼編碼。 LED有單個(gè) LED和八段 LED之分，也有共陰和共陽兩種。 RC 時(shí)間常數(shù)越大，上電 RST 端保持高電平的時(shí)間越長。對于 MOS(AT89C51)單片機(jī)只要接一個(gè)電容至 VCC 即可 (見圖 25)。 MCS51 單片機(jī)有一個(gè)復(fù)位引腳 RST，它是史密特觸發(fā)輸入 (對于 CHMOS哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 17 單片機(jī)， RST 引腳的內(nèi)部有一個(gè)拉低電阻 )，當(dāng)振蕩器起振后該引腳上出現(xiàn) 2 個(gè)機(jī)器周期 (即 24 個(gè)時(shí)鐘周期 )以上的高電平，使器件復(fù)位，只要 RST 保持高電平， MCS51 保持復(fù)位狀態(tài)。清“ 0” PD，使振蕩器工作產(chǎn)生時(shí)鐘，單片機(jī)便正常運(yùn)行。 MCS51 內(nèi)部都有一個(gè)反相放大器， XTAL XTAL2 分別為反相放大器輸入和輸出端，外接定時(shí)反饋元件以后就組成振蕩器，產(chǎn)生時(shí)鐘送至單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)部件。但 RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。 芯片擦除： 整個(gè) PEROM 陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號(hào)組合 ，并保持 ALE 管腳處于低電平 10ms 來完成。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。注意加密方式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。然而要注意 的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。 ：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。當(dāng) P3 口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 圖 23 AT89C51 引腳圖 主要特性： ?與 MCS51 兼容 ? 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) ? 數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10 年 ? 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz ? 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 ? 128*8 位內(nèi)部 RAM ? 32 可編程 I/O 線 ? 兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ? 5 個(gè)中斷源 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 14 ? 可編程串行通道 ? 低功耗的閑置和掉電模式 ? 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 管腳說明： ：供電電壓； ：接地； 口 ： P0 口為一個(gè) 8 位漏極開 路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 處理執(zhí)行元件 單片機(jī)我們采用 AT89C51(其引腳圖如圖 23)，相較于 INTEL 公司的 8051它本身帶有一定的優(yōu)點(diǎn)。 89C51 單片機(jī)通過 INT0 輸入傳感器的脈沖信號(hào)， P0 口 P2 口接 LED 動(dòng)態(tài)顯示。 機(jī)部分主要完成將數(shù)據(jù)顯示在界面并描繪出 VT圖 。 單片機(jī)可通過編程控制外圍部件，能實(shí)現(xiàn)較高的自動(dòng)化程度。本文重點(diǎn)是測量速度并顯示在 5位 LED 數(shù)碼管上。在實(shí)際測量中，還須設(shè)定定時(shí)時(shí)間，兼顧高、低轉(zhuǎn)速時(shí)的精度影響，適時(shí)調(diào)節(jié)采樣時(shí)間 。 如表 11 所示 表 11 各種測速方法比較 脈沖輸入 鍵盤 單片機(jī) 顯示 報(bào)警 存儲(chǔ)器 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 就轉(zhuǎn)速測量原理而言，大體可分為三大類，一是用單位時(shí)間內(nèi)測得物體的旋轉(zhuǎn)角度來計(jì)算速度，例如在單位時(shí)間內(nèi)，累計(jì)轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)出的 N 個(gè)脈沖，即為該單位時(shí)間的速度。 幾種常見的 轉(zhuǎn)速測量方法 轉(zhuǎn)速測量的方法有很多，根據(jù)工作原理可分為計(jì)數(shù)式、模擬式、同步式。轉(zhuǎn)速由單片機(jī)的 P0 口輸出，同時(shí)當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速超過設(shè)定值時(shí)，通過單片機(jī)的Ｐ 1口輸出信號(hào)，驅(qū)動(dòng)響鈴報(bào)警。隨著電力電子技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速系統(tǒng)日趨完善，其性能可與直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美，其變頻調(diào)速的應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大，但它的控制技術(shù)相對復(fù)雜，整個(gè)控制系統(tǒng)造價(jià)較高，在某些領(lǐng)域短時(shí)間內(nèi)還難以取直流調(diào)速系統(tǒng)，調(diào) 速系統(tǒng)便應(yīng)運(yùn)而生了。模擬量的輸出常為伺服驅(qū)動(dòng)控制，控制輸出通過 D/A 變換后送入伺服驅(qū)動(dòng)電路。 圖 11 單片機(jī)典型應(yīng)用系統(tǒng) 模擬量檢測 單 片 機(jī) 光電隔離 開關(guān)量檢測 開關(guān)量控制 伺服驅(qū)動(dòng)控制 A/D 光電隔離 光電隔離 D/A EPROM 顯示器 I/O RAM 鍵盤 通用外設(shè) 數(shù)字量檢測 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 通過 A/D 變換后送入總線口， I/O 口或擴(kuò)展 I/O 口，并配以相應(yīng)的 A/D 轉(zhuǎn)換控制信號(hào)及地址線。應(yīng)用系統(tǒng)如圖 11 所示，整個(gè)系統(tǒng)由基本部分和測控增強(qiáng)部分及外設(shè)增強(qiáng)部分構(gòu)成。在這個(gè)領(lǐng)域中，有不少是采用通用 CPU 單板機(jī)或通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 為了能在變頻控制中方便使用單片機(jī)，形成最具經(jīng)濟(jì)效益的嵌入式控制系統(tǒng)。例如， Infineon 公司的 C 505C， C515C， C167CR， C167CS32FM， 81C90；Motorola 公司的 68HC08AZ 系列等。在目前，用戶對單片機(jī)的需要越來越多，但是，要求也越來越高。并且，幾乎不需做很大改變直接就能作為 單獨(dú)的使用產(chǎn)品。 課題以單片機(jī)為中心，設(shè)計(jì)的全數(shù)字化測量轉(zhuǎn)速系統(tǒng)，在工業(yè)控制和民用電器中都有較高使用價(jià)值。隨著大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字系統(tǒng)測量得到普遍應(yīng)用，特別是單片機(jī)對脈沖數(shù)字信號(hào)的強(qiáng)大處理能力，使得全數(shù)字測量系統(tǒng)越來越普及，其轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)也可以用全數(shù)字化處理。 其優(yōu)點(diǎn)硬件是電路簡單，軟件功能完善，測量速度快、精度高、控制系統(tǒng)可靠，性價(jià)比較高等特點(diǎn)。 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。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)速測量普遍采用以單片機(jī)為核心的數(shù)字式測量方法。哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 I 學(xué)士學(xué)位論文 基于單片機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速測速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 摘要 在工程實(shí)踐中，經(jīng)常會(huì)遇到各種需要測量轉(zhuǎn)速的場合，測量轉(zhuǎn)速的方法分為模擬式和數(shù)字式兩種。 本文便是運(yùn)用 AT89C51 單片機(jī)控制的智能化轉(zhuǎn)速測量儀。詳細(xì)介紹了單片機(jī)的測量轉(zhuǎn)速系統(tǒng)及 PC機(jī)與單片機(jī)之間的串行通訊。 關(guān)鍵詞 MSC51（單片機(jī)）；轉(zhuǎn)速；傳感器 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 II [89 C51 based on the speed measurement system in the design] Abstract In the project practice, we will meet each kind to need