【正文】 ，由于經(jīng)驗不足，沒有考慮。 本次設計得出以下經(jīng)驗： 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電源的麻煩，單片機等都是工作在 TTL 電平的，霍爾傳感器輸出的波形應為 TTL 電平，以便單片機能夠識別。 本章小結(jié) 本章主要對該系統(tǒng)進行綜合調(diào)試以及遇到的故障解決方案。 象，由此可以推測，在傳感器輸入的信號不是理想的方波，而且電平值不夠大，所以在霍爾傳感器信號輸出端接濾波電容以及一個 10K的上拉電阻就可以解決問題了。在波形頻率改變而轉(zhuǎn)速不改變由于在調(diào)用顯示程序時候在調(diào)用之后在顯示這里死循環(huán)，不能適時進行計算了。外部中斷沒有執(zhí)行跟沒有中斷信號加入有關系。當波形出來后，顯示的波形不穩(wěn)，而且不夠理想，后來在信號線與地之間接了472的瓷片電容濾波。在電機的轉(zhuǎn)軸上還要貼上一粒磁鋼，利用霍爾效應產(chǎn)生方波。 PC機與單片機之間的通信成功。 最后、拆分壓縮 BCD碼十進制以及最后的顯示程序，可以利用上述提到的各種方法，觀察 3034H內(nèi)部的數(shù)據(jù)，緩沖數(shù)據(jù)的觀察檢查完畢后，調(diào)用顯示程序，觀察數(shù)碼管上顯示的數(shù)據(jù)是否是內(nèi)存緩沖中需要顯示的數(shù)據(jù)。 首先要對計算程序進行調(diào)試，其中關鍵就是那個四字節(jié)除三字節(jié)的程序顯得尤為重要，在整個程序中，四字節(jié)的被除數(shù)是確定的常數(shù)，而除數(shù)是測量記數(shù)的值，當各個模塊調(diào)試時，我們可以 先對除數(shù)先賦不同的值，利用查看內(nèi)部數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)窗口觀察出計算出來的結(jié)果和用計算器算得的結(jié)果是否一致，可以舉例多次數(shù)據(jù)，確保程序正確，才能得到想得到的數(shù)據(jù)。用戶可以在輸入框中輸入十六進制或十進制數(shù)據(jù)。 LCA51 軟件提供一系列更改變量數(shù)值的方法，以便用戶能檢查程序?qū)φ麄€變量值 范圍的反應，而無需為設置每個值而重新加載調(diào)試。 哈爾濱理工大學學士學位論文 34 用戶還可以打開程序空間窗口、內(nèi)部數(shù)據(jù)窗口、外部數(shù)據(jù)窗口進行數(shù)據(jù)塊觀察。用戶程序在單步或斷點停下時，將更新變量的取值。 LCA51 軟件提供了以下幾種方法對變量進行查看。如果用戶按熱鍵F4，調(diào)試程序繼續(xù)執(zhí)行程序代碼，直到它到達光標行處或調(diào)試程序遇到另一個斷點。 注意：如果用戶調(diào)試高級語言，因為系統(tǒng)要占用 2 個斷點，所以可設置的斷點數(shù)為最大斷點個數(shù)減 2。如果是調(diào)用一函數(shù)，運行完整個函數(shù)并停止在函數(shù)返回處。但是，如果調(diào)用一函數(shù)，則進入函數(shù)中，再執(zhí)行函數(shù)的第一條源語句行前停止。跟蹤應用程序使用戶能夠在運行應用程序時，看到 PC 指針在應用源代碼程序中的確切位置，LCA51 提供以下方法對程序的執(zhí)行進行跟蹤。 調(diào)試主要方法和技巧： 通常一個調(diào)試程序應該具備至少四種性能：跟蹤、斷點 、查看變量、更改數(shù)值。用戶可同時打開多個窗體編輯、調(diào)試、變量觀察 .用戶可在線對原文件直接編輯、編譯、連接、加載和調(diào)試，軟件支持編譯錯誤源文件定位。用戶可自定義各種語言的關鍵詞 .軟件完全支持源語句級在線調(diào)試。 LCA51 軟件全面支持匯編語言， C51 語言， PL/M51 語言的編譯 /連接、調(diào)試。 軟件調(diào)試 單片機程序調(diào)試思路： 單片機部分調(diào)試工作的完成主要應用 LCA51 軟件來完成，這一部分工作首哈爾濱理工大學學士學位論文 33 先將轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)中的各個模塊 —— 計算程序中的除法程序、雙字節(jié)的二 十進制數(shù)制轉(zhuǎn)換程序，壓縮 BCD 碼十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為非壓縮 BCD 碼的程序以及顯示部分程序調(diào)試好，不斷調(diào)試，不斷修改直到正確為止。 ：這一部分電路硬件調(diào)試主要完成任務是使得通過HIN232CPE電平轉(zhuǎn)換器 轉(zhuǎn)換前后的電平關系。只需要接仿真機上編寫一個小程序讓 5位 LED全亮，或者讓它們其中的某位點亮，也可以顯示不同的數(shù)字，根據(jù)要求給 P0口， P2口分別賦值。電路上電檢查 7407是否接上電源和地讓其正常工作。 LED電路調(diào)試：由于數(shù)碼管采用的 是動態(tài)掃描的方式點亮的。 ：這一部分調(diào)試主要是檢查時鐘電路、復位電路是否接對，單片機的電源以及地是否接好，以及其他的一些管腳的接法。 特別是數(shù)碼管的連接部分，有 PROTEL制作的 PCB確保要和原理圖上的圖一致，有些在電路板上沒法連接的線路，要用短接線把接好，對照著原理圖部分，一部分一部分地用萬用表測量，注意焊點之間，確保焊點沒有短接在一起，同時注意焊點的美觀，確保沒有開 路以及短路的現(xiàn)象出現(xiàn)。 在上電前，我們必須確保電路中不存在斷路或短路情況，這一工作是整個調(diào)試工作的第一步，也是非常重要的一個步驟。 硬件調(diào)試 硬件調(diào)試主要是針對我的轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的單片機硬件電路分別進行調(diào)試 。 高字節(jié) R4 送 30H R5 與 0F0H 相與交換后送 31H R5 與 0FH 相與后送 32H R6 與 0F0H 相與交換后送 33H R6 與 0FH 相與后送 34H 返 回 哈爾濱理工大學學士學位論文 31 圖 3－ 6 顯示程序流程圖 本章小結(jié) 本章主要介紹了程序設計原理以及 程序的設計思路。 本文設計的測速系統(tǒng)，是軟硬結(jié)合的系統(tǒng)，核心部分是主體硬件，而運行在單片機上的軟件程序則是完成控制硬件運行、測速計算以及 顯示控制等工作的主體。 顯示 部分程序分為兩部分：十進制 BCD 轉(zhuǎn)換成非壓縮 BCD 碼；查表程序顯示數(shù)據(jù)。 被除數(shù)初始化 讀取定時值 調(diào)用除法程序 返 回 開 始 哈爾濱理工大學學士學位論文 28 圖 3－ 3 除法程序流程圖 按照數(shù)制轉(zhuǎn)換方法可以畫出流程圖 開始 0R R R6 16R7 N Y 除 法 移位次數(shù) 計數(shù)器 被除數(shù)左移 1 位 被除數(shù) 除數(shù) 上商 1，減去除數(shù) 上商 0 返回 計數(shù)器減 1 計數(shù)器 =0？ 哈爾濱理工大學學士學位論文 29 圖 3－ 4 雙字節(jié)整數(shù)二翻十程序流程圖 單片機顯示部分可以用來顯示計算出來的數(shù)據(jù)的。 二 十進制轉(zhuǎn)換程序 計算程序計算出來的數(shù)據(jù)為二進制，存到 50H、 51H 單元中以便發(fā)送程序中調(diào)用傳送數(shù)據(jù)到計算機，計算機可識別二進制，然而，我們需要在 LED 上顯示，查表程序需要拆分的 BCD 碼，所以二進制必須先轉(zhuǎn)換成 BCD 后才能拆分。 單片機轉(zhuǎn)速計算程序 由于本次設計的系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能是將霍爾傳感器的信號送到單片機的外部中斷口，再對周期方波進行內(nèi)部計數(shù)，調(diào)用計算程序把轉(zhuǎn)速測出來。三字節(jié)組成除數(shù)，上面的常數(shù)為四字節(jié)，所以計算程序?qū)嶋H上就是調(diào)用一個四字節(jié)除三字節(jié)商為兩字節(jié)（最高轉(zhuǎn)速 36000r/min 足夠）的程序。 下面我們將 介紹除數(shù)是如何獲得的： 單片機的轉(zhuǎn)速測量完成，定時器 T0 作為內(nèi)部定時器，外部中斷來的時候讀取 TH0， TL0，并同時清零 TH0、 TL0，使定時器再次循環(huán)計內(nèi)部脈沖。 其中， N 是內(nèi)部定時器的計數(shù)值，為三字節(jié)，分別由 TH0， TL0， VTT 構(gòu)成； Tc 為時基，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)速的精確計算公式： N=60*11059200/12N=55296000/N。 哈爾濱理工大學學士學位論文 26 第 3章 軟件設計 單片機轉(zhuǎn)速程序設計級思路過程 單片機測量轉(zhuǎn)速可以 分為若干模塊，然后在主程序中調(diào)用各個模塊， 流程圖如下圖所示。 HIN232CPE 芯片引腳排列和外部元件連接線路如圖 213所示。 HIN232CPE 能將 RS232C 電平轉(zhuǎn)換成 TTL 電平，也能將 TTL 電平轉(zhuǎn)換成 RS232C 電平，只需單 +5V 供電，由內(nèi)部升高電路產(chǎn)生 10V～ +12V。 電氣特性： EIARS232C 對電器特性、邏輯電平和各種信號線功能都作了規(guī)定； 在 TxD 和 RxD 上：邏輯 1(MARK) =3V～ 15V 邏輯 0(SPACE)=+3～＋ 15V 在 RTS、 CTS、 DSR、 DTR 和 DCD 等控制線上： 信號有效（接通， ON 狀態(tài)，正電壓）＝ +3V～ +15V 信號無效（斷開， OFF 狀態(tài)，負電壓）＝ 3V～ 15V 連接器 DB9 DB9 是 RS232 信號線的連接器，其連接器的機械特性見圖 (211)，表 21所示 RS232 信號線名稱、符號以及對應在 DB9 上的針腳號。 RS232C 最大傳輸距離為 15m，最高傳輸速率約 20kbps，信號的邏輯 0電平為 +3V～ +15V。 該必發(fā)器的數(shù)據(jù)傳輸速率最好設在 9600b/s 為宜，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。本次所采用的?HIN232CP，我們要對其外圍電路進行設計，下面我們將詳細的敘述。 電參數(shù)： 參數(shù) 符號 測試條件 量值 單位 最小 典型 最大 電源電壓 VCC 輸出低電平電壓 Vout Iout=20mA BBOP200400mV 輸出高電平電流 IOFF Vout=24V B 電源電流 ICCVCC=24V 輸出端開路 10 mA 輸出上升時間 trVcc=12V RL= CL= S 哈爾濱理工大學學士學位論文 22 輸出下降時間 tfVcc=12V RL= CL= S 產(chǎn)品特點 : 、可靠性高 MOS 邏輯電路接口 應用 : . 霍爾開關元件的電 路圖： 霍 爾 開 關5 V1 0 K 圖 210 霍爾傳感器的電路圖 發(fā)送模塊 根據(jù)系統(tǒng)功能要求，要使單片機測量的轉(zhuǎn)速能夠向上位機發(fā)送數(shù)據(jù)，硬件電路中必須要考慮到單片機的發(fā)送部分，由于單片機通過串口發(fā)送出來的是TTL 邏輯電平（ 0V 和 5V），而計算機 RS232 總線上輸入、輸出數(shù)據(jù)和控制信號為 +12V 左右的電壓，單片機要和 PC 的上位機通信就必須是電平一致，所以發(fā)送部分關鍵的部分是電平轉(zhuǎn)換和串口發(fā)送，電平轉(zhuǎn)換可以用模擬器件進行轉(zhuǎn)換，但是為了方便起見，本次設計采用的是集成芯片，一個芯片 加上它的外圍電路即可完成電平的轉(zhuǎn)換的工作。 AH41 霍爾開關 AH41 霍爾開關電路最適于響應變化斜率陡峭的磁場并在磁通密度較弱的場合使用，適用于單極或多對磁環(huán)工作，它由反向電壓保護器、電壓調(diào)整器、霍爾電壓發(fā)生器、信號放大器、史密特觸發(fā)器和集電極開路的輸出級組成。在封裝好的霍爾電路中，霍爾片的深度在產(chǎn)品手冊中會給出。為保證霍爾器件，尤其是霍爾開關器件的可靠工作，在應用中要考慮有效工作氣隙的長度。例如，用一個 5 4 （ mm3）的釹鐵硼Ⅱ號磁鋼，就可在它的磁極表面上得到約2300 高斯的磁感應強度。若不垂直，則應求出其垂直分量來計算被測磁場的磁感應強度值。 開關型集成霍爾傳感器是把霍爾元件的輸出經(jīng)過處理后輸出一個高電平或低電平的數(shù)字信號。 集成霍爾傳感器的輸出是經(jīng)過處理的霍爾輸出信號。集成霍爾傳感器與分立相比，由于減少了焊點，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量線路集成在一起的一種傳感器。 按被檢測的對象的性質(zhì)可將它們分為：直接應用和間接應用。 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關器件。 霍爾線性器件的精度高、線性度好；霍爾開關器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回調(diào)、位置重復精度高 （可達 um 級）?；魻柶骷曰魻栃獮槠涔ぷ骰A?；魻栐且环N磁傳感器。 對于圖 29 中的 5 位顯示器，在 AT89C51RAM 存貯器中設置五個顯示緩沖器單元 30H－ 35H，分別存放 5 位顯示器的顯示數(shù)據(jù)， AT89C51 的 P2 口掃描輸出總是只在一位為低電平，即 5 位顯示器中僅有一位公共陰極為低電平，其它位為高電平， AT89C51 的 P0 口相應位（陰極為低）的顯示數(shù)據(jù)的段數(shù)據(jù)，使該位顯示出一個字符，其它們?yōu)榘?，依次地改?P2 口輸出為高的位， P0 口輸出對應的段數(shù)據(jù)， 5 位顯示器就顯示出由緩沖器中顯示數(shù)據(jù)所確定的字符。 5 位共陰極顯示器和 AT89C51 的接口邏輯如圖 28 所示。若顯示器的位數(shù)不大于 8 位，則控制顯示器公共極電位只需 8 位口（稱為掃描口），控制各位顯示器所顯示的字形也需一個 8 位口（稱為段數(shù)據(jù)口）。顯示器的亮度既與導通電流有關，也與點亮時間和間隔時間的比例有關。 哈爾濱理工大學學士學位論文 19 12345671 41 31 21 11 0987 4 0 71 A1 Y2 A2 Y