【正文】 轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 27 參考文獻(xiàn) [1]王軍政 .電液伺服閥控馬達(dá)速度閉環(huán)數(shù)字控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究 [J].北京理工大學(xué)報(bào)，(3):29～ 31 [2]王煜東 .傳感器應(yīng)用電路 400例 [M].北京：中國(guó)電力出版社 .2020 [3]劉保錄 .基于單片機(jī)的電機(jī)綜合參數(shù)測(cè)試儀設(shè)計(jì) [J].儀器儀表學(xué)報(bào)， (2):7～ 9 [4]馮夏勇 ,賓鴻贊 .微機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量常用方法與精度分析 [J].電子與自動(dòng)化， (2):32～ 33 [5]何立民 .MCS51 系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)配置與接口 [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社 ,1990 [6]丁之琴 .基 于霍爾傳感器的電機(jī)測(cè)速裝置 [J].農(nóng)機(jī)化研究， 2020，（ 5）： 81～ 83 [7]王文成，李健 .基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [J].儀表技術(shù)與傳感器， 2020，（ 8）： 70～72 [8]高葦 .電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng) [J].黑龍江冶金， 2020， 29（ 2）： 34～ 37 [9]翁嘉民，馮建勤，陶春鳴 .單片機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)技術(shù) [M].北京：中國(guó)電力出版社 ,2020 [10]楊繼生，劉芬．霍爾傳感器 A44E在車(chē)輪測(cè)速中的應(yīng)用研究 [J]．電子測(cè)量技術(shù)， 2020， 32(1O)：100～ 102 [11]李金波，劉明黎．基于霍爾傳感 器的轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [J]．河南科技學(xué)院學(xué)報(bào)， 2020，37(3)： 54— 56． 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電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)是通過(guò) 200Ω的電位器實(shí)現(xiàn)的。 本次 智能 化的轉(zhuǎn)速測(cè)量 系統(tǒng)也算是符合工業(yè)現(xiàn)代化的要求 ， 能夠不錯(cuò)的實(shí)現(xiàn)對(duì)小電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的 實(shí)時(shí) 測(cè)量 。 圖 52 軟件仿真 圖 轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 25 結(jié)束語(yǔ) 通過(guò)對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量 畢業(yè)設(shè)計(jì) 的軟件和硬件 的 細(xì) 心調(diào)試，取得了比較理想的結(jié)果。 將程序燒錄到單片機(jī)芯片中，觀察 液晶顯示器 LCD1602 的顯轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 24 示，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合調(diào)試。 這為本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)節(jié)省了大量的時(shí)間， 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)也正是在 Proteus 電路仿真軟件的平臺(tái)下設(shè)計(jì)完成的，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。 只需要對(duì)各個(gè)程序模塊逐個(gè)調(diào)試，就能夠 很好的完成 對(duì)軟件的調(diào)試和 檢查。 圖 51 系統(tǒng)實(shí)物圖 軟件調(diào)試 系統(tǒng)的軟件部分主要是在 Keil C51 軟件中來(lái)完成的。電機(jī)的調(diào)速是通過(guò)電位器實(shí)現(xiàn)的，剛開(kāi)始時(shí)選擇了 10K 歐姆的電位器，由于阻值過(guò)大不能很好的對(duì)電機(jī)調(diào)速，轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 23 應(yīng)選用 100 歐姆左右的電位器。對(duì)前兩次的錯(cuò)誤修 正后，第三次的 PCB 印制成功。第一次印制時(shí)沒(méi)有充分考慮到 液晶顯示器 LCD1602 實(shí)際大小，導(dǎo)致其無(wú)法安裝。對(duì)小電動(dòng)機(jī)的固定也有個(gè)小小的技巧，那就是用扎帶對(duì)其固定，效果還不錯(cuò)。 同時(shí)檢測(cè) LCD 的 其它引腳是否可靠連接。 液晶顯示器 LCD1602 的調(diào)試： 主要檢查 LCD 能否可靠完整的顯示 試驗(yàn) 數(shù)據(jù)。 用數(shù)字萬(wàn)用表檢測(cè)各個(gè)器件 的電源以及 接地端 的 電壓值 ，并檢查單片機(jī)其它引腳是否符合設(shè)計(jì)要求， 是否可靠連接。 再此過(guò)程中按下單片機(jī)的復(fù)位鍵，觀察 LCD1602的顯示 ，判斷單片機(jī)能否有效復(fù)位。 首先用專(zhuān)用軟件 將程序燒錄到單片機(jī)芯片中 ，然后將單片機(jī)模塊和電動(dòng)機(jī)摸 塊 分別接上 +5V 的電池盒。 這一切電路中的斷路或短路情況 ， 都應(yīng)該 嚴(yán)格按照 ProtelDXP 中的 原理圖進(jìn)行判斷。 特別是液晶顯示器 LCD1602 的連接部分， 對(duì)照 ProtelDXP 制作的 PCB 電路圖 ， 確保和原理圖上 設(shè)計(jì) 的電路 圖一致。 硬件的調(diào)試檢測(cè) 主要使用的是多功能數(shù)字 萬(wàn)用表， 將多功能數(shù)字 萬(wàn)用表 置于檢測(cè)電路的通路檔，當(dāng)電路中出現(xiàn)短路情況時(shí)萬(wàn)用表就會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警，當(dāng)電路中出現(xiàn)斷路時(shí)萬(wàn)用表不會(huì)發(fā)出聲光報(bào) 警。 詳細(xì)的程序編寫(xiě)在附錄 1 中可以看到。標(biāo)志位的檢查可以令 RS=0，用讀 取 DB7 來(lái)加以判斷。 故 LCD1602 的顯示模塊可分為 寫(xiě)指令子程序和寫(xiě)數(shù)據(jù)子程序。 詳細(xì)的程 序編寫(xiě)在附錄 1 中可以看到。每次執(zhí)行一次的定時(shí)時(shí)間為 50ms，而本系統(tǒng)用 T0 定時(shí)器的目的是為了實(shí)現(xiàn)沒(méi) 1 秒鐘讀一下單片機(jī)對(duì)外部霍爾脈沖的計(jì)數(shù)值，故定時(shí)器需 T0 需要循環(huán) 20 次才能實(shí)現(xiàn) 1 秒的定時(shí)。詳細(xì)的程 序編寫(xiě)在附錄 1 中可以看到。單片機(jī)外部中斷 INT0 子程序流程如圖 42， 外部中斷采用邊沿觸發(fā)方式，故每次的霍爾脈沖到來(lái)時(shí)，開(kāi)始向單片機(jī)申請(qǐng)中斷。 詳細(xì)的程序編寫(xiě)在附錄 1 中可以看到。用程序?qū)崿F(xiàn)單片機(jī)對(duì)液晶顯示器 LCD1602 的循環(huán)掃描，并等待中斷，中斷到來(lái)后開(kāi)始執(zhí)行中斷函數(shù)。 主函數(shù)程序 設(shè)計(jì) 主函數(shù)的設(shè)計(jì)是整個(gè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的精華，可以參照前人的理論研究成果確定出自己的總體設(shè)計(jì)方案。m/(a電 動(dòng) 機(jī) 的 轉(zhuǎn)速 可以用下面的公式 計(jì)算 。 由霍爾傳感器得到的 脈沖信號(hào)通過(guò)單片機(jī) 的外部中斷入口 計(jì)數(shù)， 且 定時(shí)器 T0 開(kāi)始 定時(shí)。每 當(dāng)定時(shí)器計(jì)時(shí)滿 1s 后 讀一次外部中斷對(duì)電動(dòng)機(jī)脈沖的 計(jì)數(shù)值， 實(shí)際上這也是對(duì) 電動(dòng)機(jī) 脈沖信號(hào)頻率 的測(cè)量 ， 電機(jī)的轉(zhuǎn)速 可根據(jù)式（ 41） 計(jì)算出。 圖 312 LCD1602 與單片機(jī)的連線 電路圖 轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 17 4 軟件設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用 AT89S52 中的 外部中斷 對(duì) 電動(dòng)機(jī)的 轉(zhuǎn)速脈沖 進(jìn)行 計(jì)數(shù)。故本次顯示電路采用模擬口線的連接方式。對(duì) LCD1602 的讀寫(xiě)是通過(guò)對(duì)單片 機(jī)的 I/O 口讀寫(xiě)完成的。 液晶顯示器 與單片機(jī)的連接電路 液晶顯示器 LCD1602 與 AT89S52 系列單片機(jī)的連接方式主要有兩種，一種是總線方式（或稱(chēng)直接方式）；另一種是模擬口線方式，也成為獨(dú)立方式或間接方式。 LCD 模塊的內(nèi)部可以分為兩組寄存器，一組可以稱(chēng)為指令寄存器，另一組稱(chēng)為數(shù)據(jù)寄存器，它們都是由 LCD的引腳 4 來(lái)控制的。液晶顯示器在 顯示字符時(shí)要先 應(yīng)該 輸入顯示字符 的 地址， 編程時(shí)應(yīng)按照 LCD1602的內(nèi)部顯示地址 進(jìn)行程序設(shè)計(jì) 。 LCD1602 液晶模塊的讀寫(xiě)操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過(guò)指令編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 引腳 16： 背光顯示器的 負(fù)極。 引腳 7～ 14： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線 ，在本次的系統(tǒng)中可以直接和單片機(jī)的P0 口連接 。 引腳 5： LCD 的讀寫(xiě)操作端，當(dāng)引腳 5 為高電平時(shí) LCD1602 字符型液晶顯示執(zhí)行讀操作，為低電平時(shí)執(zhí)行寫(xiě)操作。因此引腳 3 一般要接一個(gè) 10K 的電位器 進(jìn)行對(duì)比度調(diào)節(jié)。 引腳 2： VDD 為 5V 正電源。 字符發(fā)生器 能夠提供 8 個(gè) 5 7 的點(diǎn)陣字型 ，這些字符可以自己設(shè)定 。 能夠 提供 很豐富的控制命令，例如清除顯示屏、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功 能。 一、 LCD1602 字符型液晶顯示的主要 特性 有 供電電壓為 +5v，且亮度可以調(diào)整。液晶顯示器 LCD1602 具有 連線簡(jiǎn)單、體積較小、可顯示的內(nèi)容豐富等特點(diǎn)。圖中的 電阻、電容參數(shù)經(jīng)試驗(yàn)證明能滿足單片機(jī)的有效復(fù)位，也就是說(shuō)單片機(jī)復(fù)位端的高電平信號(hào)所持續(xù)的時(shí)間能大于兩個(gè)機(jī)器周期。 按鍵脈沖復(fù)位 的實(shí)現(xiàn) 可以用 微分電路 。 按鍵手動(dòng)復(fù)位 的實(shí)現(xiàn)分為兩種，一種是電平式復(fù)位方式，另一種是脈沖式的復(fù)位方式。 上電自動(dòng)復(fù)位可以通過(guò)復(fù)位電路中電容的充放電來(lái)實(shí)現(xiàn)。復(fù)位后，P0~P3 口 輸出高電平； SP 寄存器為 07H；其他寄存器全部清 0；不引響 RAM 狀態(tài)。 一旦 復(fù) 位電路失 效 ， AT89S52 單片機(jī)將會(huì) 從一個(gè)隨機(jī)的狀態(tài)開(kāi)始工作， 單片機(jī)內(nèi)部的程序就不能按 已設(shè)定的模式 執(zhí)行 ， 也就是說(shuō) 程序出現(xiàn)跑飛 。此時(shí) ALE、 PSEN、 P0、 P P P3 口都輸出高電平。 圖 310 單片機(jī) 時(shí)鐘電路框圖 復(fù)位電路 AT89S52 單片機(jī) 每次 啟動(dòng) 運(yùn)行時(shí)都需要 上電 復(fù)位， 這樣使得 中央處理器 CPU 和系統(tǒng)中的其它部件 設(shè)定在已經(jīng)設(shè)定的 初始狀態(tài)，并 由 這個(gè) 設(shè)定的初始 狀態(tài)開(kāi)始 執(zhí)行程序 。 單存的追求速度是不行的，單片機(jī)的執(zhí)行速度越快對(duì)存儲(chǔ)器的速度、對(duì)印制電路板的工藝的要求也就會(huì) 越來(lái)越高，整個(gè)系統(tǒng)的成本就會(huì)迅速上升。 本系統(tǒng)晶振電路所 采 用的 電容 C1 和 C2 的值為 30PF。 在單 片機(jī)的 XTAL XTAL2 引腳上按照單片時(shí)鐘電路圖 連接，就構(gòu)成了單片機(jī)的內(nèi)部振蕩方式 。 本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)中 AT89S52 單片機(jī)的時(shí)鐘頻率 采用 12MHZ，且單片機(jī)的時(shí)鐘電路采用 內(nèi) 部 振 蕩方式。 最后用專(zhuān)用的軟件將在 Keil uVision4 軟件中生成的 Hex 文件寫(xiě)錄到單片機(jī)內(nèi)。 ：來(lái)自反向振蕩器的輸出