【正文】 在調(diào)試中不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題進(jìn)而解決問(wèn)題，這是一個(gè)再學(xué)習(xí)的過(guò)程，其本身就是對(duì)自己的一次鍛煉，培養(yǎng)了自己獨(dú)立思考，動(dòng)手解決問(wèn)題的能力。而這正是我們學(xué)習(xí)理論知識(shí)的目的之所在。整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程是對(duì)自己大學(xué)三年所學(xué)知識(shí)歸納總結(jié)和應(yīng)用，也就是把理論知識(shí)用到實(shí)踐之中去。另外一方面，在自己的親身實(shí)踐中，也發(fā)現(xiàn)了自己的一些不足的地方，有待進(jìn)一步提高與改善。但看到自己的成果時(shí)，所有的艱辛與疲倦都拋到了九霄云外。關(guān)于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，感受頗多。DSP 外圍數(shù)字 IC :北京航空航天大學(xué)出版社，【4】梁廷貴、王裕琛 .:科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，【5】：清華大學(xué)出版社，【6】. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，【7】：北京航空航天大學(xué)出版社，【8】 2022 ：人民郵電出版社，【9】 扈嘯，：西安電子科技大學(xué)出版社，青島理工大學(xué)畢業(yè)論文第 42 頁(yè)致 謝本文介紹的應(yīng)用于單片機(jī)系統(tǒng)在電機(jī)轉(zhuǎn)速這一領(lǐng)域的應(yīng)用，具有硬件電路簡(jiǎn)單、成本低廉、編程方便、通信可靠性高的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量以及和 PC 通信的數(shù)據(jù)傳送。在制作印制電路板的過(guò)程中，由于經(jīng)驗(yàn)不足，沒(méi)有考慮在高頻電路中平行線之間的干擾，導(dǎo)致當(dāng)電路上電工作時(shí)就發(fā)生串?dāng)_的現(xiàn)象，選擇的焊盤過(guò)小，布線是線的寬度不夠，稍微大點(diǎn)的電流，就可以把電路燒壞了，還有不穩(wěn)定，發(fā)生干擾等現(xiàn)象，使得連接 PC 機(jī)的電路工作不穩(wěn)定，在以后的設(shè)計(jì)過(guò)程中需要注意。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)我總結(jié)出以下經(jīng)驗(yàn)：由于本系統(tǒng)采用 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。（7）由于單片機(jī)與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)。（5）由于顯示部分的程序是動(dòng)態(tài)顯示，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。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；（3）中斷服務(wù)程序中程序設(shè)計(jì)有問(wèn)題，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)闹袛喾祷兀唬?）在確定轉(zhuǎn)速計(jì)算程序的正確性的 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。波形得到了大大改善；（2）首先檢查程序中的開(kāi)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。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。 故障分析與解決方案故障出現(xiàn)情況：霍爾傳感器不能產(chǎn)生有效的TTL電平，產(chǎn)生波形不穩(wěn)單片機(jī)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；中斷執(zhí)行低速情況也就是軟件記數(shù)功能不對(duì)；測(cè)得的轉(zhuǎn)速不準(zhǔn)確，而且在波形頻率變化下顯示轉(zhuǎn)速卻不變單片機(jī)顯示部分無(wú)法工作，顯示不穩(wěn)定；信號(hào)發(fā)生器模擬轉(zhuǎn)速測(cè)量正確，接電機(jī)不穩(wěn)定通信時(shí)單片機(jī)接收顯示數(shù)據(jù)不正常，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）：青島理工大學(xué)畢業(yè)論文第 39 頁(yè)（1）硬件電路中霍爾傳感器應(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。 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)；。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。 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，所以在軟件青島理工大學(xué)畢業(yè)論文第 38 頁(yè)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。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。 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。 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。 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。 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 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。 通過(guò)型單步僅執(zhí)行下一條源語(yǔ)句程序，然后又停止。 跟蹤型單步執(zhí)行一條源語(yǔ)句程序。 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。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。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。軟件支持單文件方式和工程化管理兩種模式。LCA51 軟件是一種非常實(shí)用的多窗口編輯、調(diào)試軟件?？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。青島理工大學(xué)畢業(yè)論文第 36 頁(yè)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。在這一前提下，查看數(shù)碼管能否點(diǎn)亮。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。看單片機(jī)通電后能否可以正常工作等這一系列問(wèn)題。上電后的調(diào)試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。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。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。開(kāi) 始高字節(jié) R4 送 30HR5 與 0F0H 相與交換后送 31HR5 與 0FH 相與后送 32HR6 與 0F0H 相與交換后送 33HR6 與 0FH 相與后送 34H返 回青島理工大學(xué)畢業(yè)論文第 34 頁(yè)開(kāi)始30HR0，表首地址DPTR ， （R1）=0FEH（R0）賦值給 AA+DPTR 賦值給 P0（R1）=P1， （R1）=A ，RL AINC R0 ，A=（R1）（R1）=0DFH ？結(jié)束圖 顯示程序流程圖青島理工大學(xué)畢業(yè)論文第 35 頁(yè)第 6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。青島理工大學(xué)畢業(yè)論文第 33 頁(yè)雙字節(jié)整數(shù)拆分程序流程圖如圖 圖 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)模塊的流程圖即可編寫出本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的程序，注意其中各個(gè)模塊間的參數(shù)傳遞以及堆棧指針等問(wèn)題，程序設(shè)計(jì)的任務(wù)即可完成，寫出初始的程序，再進(jìn)行上機(jī)調(diào)試，這些我們將具體在下章中加以詳細(xì)敘述。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)榘担来蔚馗淖?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。圖 除法程序流程圖按照數(shù)制轉(zhuǎn)換方法可以畫出流程圖?？梢哉f(shuō)是核心部分，流程圖如圖所示：圖 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，流程被除數(shù)初始化讀取定時(shí)值調(diào)用除法程序返 回開(kāi) 始青島理工大學(xué)畢業(yè)論文第 31 頁(yè)圖如圖 53 所示具體程序見(jiàn)附錄。為數(shù)碼管能夠顯示出來(lái)，需將二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，在將十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為非壓縮 BCD 碼后，才能調(diào)用查表程序，最后送顯示。此外，對(duì)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(méi)來(lái)而內(nèi)部定時(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 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)其中，N 是內(nèi)部定時(shí)器的計(jì)數(shù)值，為三字節(jié)，分別由 TH0，TL0，VTT 構(gòu)成；Tc 為時(shí)基，由于采用 的晶振，所以 Tc 不在是 1um，而是12M/ 約為 ，帶入上面公式，即可得到轉(zhuǎn)速的精確計(jì)算公式： 開(kāi)始初 始 化計(jì)算程序BCD 碼轉(zhuǎn)換非壓縮 BCD 轉(zhuǎn)換顯 示 程 序返 回青島理工大學(xué)畢業(yè)論文第 30 頁(yè)N=60*11059200/12N=55296000/N再將 55296000 化為二進(jìn)制存入單片機(jī)的內(nèi)存單元。軟件設(shè)計(jì)部分需要解決的是單片機(jī)中斷服務(wù)程序的設(shè)計(jì)、計(jì)算程序的設(shè)計(jì)、顯示部分的程序設(shè)計(jì)以及在我們這里非重點(diǎn)介紹的通信程序設(shè)計(jì)。青島理工大學(xué)畢業(yè)論文第 28 頁(yè)圖 HIN232CPE 電平轉(zhuǎn)換器及外接元件圖青島理工大學(xué)畢業(yè)論文第 29 頁(yè)第 5章 軟件設(shè)計(jì)本章重點(diǎn)闡述測(cè)量轉(zhuǎn)速的匯編語(yǔ)言。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)。圖 連接器的機(jī)械特性青島理工大學(xué)畢業(yè)論文第 27 頁(yè)表 43 RS232 信號(hào)線和 DB9 引腳關(guān)系符 號(hào) 名 稱 引 腳DCDRXDTXDDTRGNDDSR RTS CTS RI接收信號(hào)載波檢測(cè)數(shù)據(jù)接收線數(shù)據(jù)發(fā)送線DTE 裝置數(shù)據(jù)就緒公共地DCE 裝置就緒請(qǐng)求發(fā)送清除發(fā)送振鈴指示123456789圖 　電平轉(zhuǎn)換電路原理圖電平轉(zhuǎn)換器 HIN232CPE由于 RS232C 總線上傳輸?shù)男盘?hào)邏輯電平與 TTL 邏輯電平差異很大，所以就存在這兩種電平的轉(zhuǎn)換問(wèn)題，下面就介紹一下電平轉(zhuǎn)換器 HIN232CPE。邏輯 1 電平為3V～15V。模塊所用器件如下：RS232CRS232C 是美國(guó)電氣工業(yè)協(xié)會(huì)推廣使用的一種串行通信總路線標(biāo)準(zhǔn)，是DCE(數(shù)據(jù)通信設(shè)備，如微機(jī))和 DTE(數(shù)據(jù)終端設(shè)備，如 CRT)間傳輸串行數(shù)據(jù)的接口總線。數(shù)據(jù)的傳輸：青島理工大學(xué)畢業(yè)論文第 26 頁(yè)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)換打開(kāi) 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)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方便容易，精確度高。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。 因?yàn)榛魻柶骷枰ぷ麟娫矗谧鬟\(yùn)動(dòng)或位置傳感時(shí)，一般令磁體隨被檢測(cè)物體運(yùn)動(dòng)，將霍爾器件固定在工作系統(tǒng)的適當(dāng)位置，用它去檢測(cè)工作磁場(chǎng)，再?gòu)臋z測(cè)結(jié)果中提取被檢信息。在計(jì)算總有效工作氣隙時(shí)，應(yīng)從霍爾片表面算起。在空氣隙中，磁感應(yīng)強(qiáng)度會(huì)隨距離增加而迅速下降。而且，因霍爾元件的尺寸極小，可以進(jìn)行多點(diǎn)檢測(cè)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可以得到場(chǎng)的分布狀態(tài)，并可對(duì)狹縫，小孔中的磁場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)用磁場(chǎng)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(lái)產(chǎn)生工作磁場(chǎng)。青島理工大學(xué)畢業(yè)論文第 24 頁(yè) 霍爾傳感器的應(yīng)用使用霍爾器件檢測(cè)磁場(chǎng)的方法極為簡(jiǎn)單，將霍爾器件做成各種形式的探頭，放在被測(cè)磁場(chǎng)中，因霍爾器件只對(duì)垂直于霍爾片表面的磁感應(yīng)強(qiáng)度敏感，因而必須令磁力線和器件表面垂直，通電后即可由輸出電壓得到被測(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。開(kāi)關(guān)型集成霍爾傳感器是把霍爾元件的輸出經(jīng)過(guò)處理后輸出一個(gè)高電平或低電平的數(shù)字信號(hào)。集成霍爾傳感器的輸出是經(jīng)過(guò)處理的霍爾輸出信號(hào)。集成霍爾傳感器與分立相比，由于減少了焊點(diǎn)，因此顯著地提高了可靠性。集成霍爾傳感器是利用硅集成電路工藝將霍爾元件和測(cè)量線路集成在一起的一種傳感器。按被檢測(cè)的對(duì)象的性質(zhì)可將它們分為：直接應(yīng)用和間接應(yīng)用。按照霍爾器件的功能可將他們分為：霍爾線性器件和霍爾開(kāi)關(guān)器件?；魻柧€性器件的精度高、線性度好；霍爾開(kāi)關(guān)器件無(wú)觸點(diǎn)、無(wú)磨損、輸出波形清晰、無(wú)抖動(dòng)、無(wú)回調(diào)、位置重復(fù)精度高（可達(dá) um 級(jí)） ?；魻柶骷曰魻栃?yīng)為其工作基礎(chǔ)?；魻栐且环N磁傳感器。操作員通過(guò)鍵盤可以輸入