【正文】 在這里再一次向他表示衷心的感謝，感謝他為學(xué)生營(yíng)造的濃郁學(xué)術(shù)氛圍，以及學(xué)習(xí)、生活上的無(wú)私幫助 ! 值此論文完成之際，謹(jǐn)向張老師致以最崇高的謝意 ! 在學(xué)校的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束，回顧兩年多來(lái)的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，面對(duì)現(xiàn)在的收獲，我感到無(wú)限欣慰。 致 謝 致 謝 在論文完成之際，我首先向關(guān)心幫助和指導(dǎo)我的指導(dǎo)老師張守峰表示衷心的感謝并致以崇高的敬意！張老師在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，給與我細(xì)心的指導(dǎo)，在學(xué)習(xí)中給了我極大的幫助和教誨。 總之，在這次綜合大考驗(yàn)中，我無(wú)形中學(xué)到了不少東西。最后我得說(shuō) ,我得感謝這次設(shè)計(jì) ,因?yàn)樗屛覍W(xué)到的不僅是理論實(shí)踐知識(shí) ,還有對(duì)工作的態(tài)度和團(tuán)隊(duì)合作的那種默契。而這次不同 ,這次是個(gè)完整的工程 ,所有資源都是有限的 ,你得為后面的工作留好足夠多的資源 ,要不就不能完成任務(wù)。通過(guò)這次設(shè)計(jì) ,讓我對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)從初期到完工有了個(gè)總體的把握。 雙字節(jié)整數(shù)拆分程序流程圖如圖 55 16R7 2*（ R4R5R6） +C R4R5R6（十進(jìn)制運(yùn)算） 返 回 開(kāi) 始 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 南京大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 圖 5－ 4 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(xiě)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(xiě)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?，依次地改?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。 二 十進(jìn)制轉(zhuǎn)換程序 計(jì)算程序計(jì)算出來(lái)的數(shù)據(jù)為二進(jìn)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(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)可識(shí)別二進(jìn)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(jìn)制必須先轉(zhuǎn)換成 BCD 后才能拆分。 單片機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算程序 由于本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能是將霍爾傳感器的信號(hào)送到單片機(jī)的外部中斷口，再對(duì)周期方波進(jìn)行內(nèi)部計(jì)數(shù)，調(diào)用計(jì)算程序把轉(zhuǎn)速測(cè)出來(lái)。三字節(jié)組成除數(shù)，上面的常數(shù)為四字節(jié)，所以計(jì)算程序?qū)嶋H上就是調(diào)用一個(gè)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(jī)的轉(zhuǎn)速測(cè)量完成，定時(shí)器 T0 作為內(nèi)部定時(shí)器，外部中斷來(lái)的時(shí)候讀取 TH0， TL0，并同時(shí)清零 TH0、 TL0，使定時(shí)器再次循環(huán)計(jì)內(nèi)部脈沖。其頻率和轉(zhuǎn)速成正比，測(cè)出脈沖的周期或頻率即可計(jì)算出轉(zhuǎn)速 南京大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 圖 轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)安裝圖 圖 信號(hào)處理模塊原理圖 第五章 軟件設(shè)計(jì) 23 第 五 章 軟件設(shè)計(jì) 單片機(jī)轉(zhuǎn)速程序設(shè)計(jì)思路及過(guò)程 單片機(jī)測(cè)量轉(zhuǎn)速可以分為若干模塊，然后在主程序中調(diào)用各個(gè)模塊 。 若控制電流保持不變，則霍爾感應(yīng)電壓將隨外界磁場(chǎng)強(qiáng)度而變化 ，根據(jù)這一原理，可以將兩塊永久磁鋼固定在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)盤(pán)的邊沿，轉(zhuǎn)盤(pán)隨被測(cè)軸旋轉(zhuǎn)，磁鋼也將跟著同步旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)盤(pán)附近安裝一個(gè)霍爾元件，轉(zhuǎn)盤(pán)隨軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，霍爾元件受到磁鋼所產(chǎn)生的磁場(chǎng)影響，輸出脈沖信號(hào)。應(yīng)注意，當(dāng)電磁感應(yīng)強(qiáng)度Ｂ反向時(shí)，霍爾電動(dòng)勢(shì)也反向。 這樣使電子的運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生偏移，在霍爾元器件 薄片的兩個(gè)側(cè)面分別產(chǎn)生電子積聚或電荷過(guò)剩，形成霍爾電場(chǎng)，霍爾元器件兩個(gè)側(cè)面間的電位差 HU 稱(chēng)為霍爾電壓。若在垂直于薄片平面（沿厚度 ｄ）方向施加外磁場(chǎng)Ｂ，在沿ｌ方向的兩個(gè)端面加一外電場(chǎng)，則有一定的電流流過(guò)。當(dāng)轉(zhuǎn)速高于六位所能顯示的值（ 999999）時(shí)就會(huì)自動(dòng)向上進(jìn)位顯示。設(shè)計(jì)中采用動(dòng)態(tài)顯示，所以其亮度只有一個(gè) LED 數(shù)碼管靜態(tài)顯示亮度的八分之一。表 為驅(qū)動(dòng) LED 數(shù)碼管的段代碼表為低電平有效， 1代表對(duì)應(yīng)的筆段不亮， 0代表對(duì)應(yīng)的筆段亮。軟件中還設(shè)置了按鍵防抖動(dòng)誤觸發(fā)功能，軟件中設(shè)置定時(shí)器 1 50ms 中斷一次，每次中斷都對(duì)按鍵進(jìn)行掃描，如果掃描到有按鍵按下，則延遲 10ms，再次進(jìn)行鍵掃描，若仍有按鍵按下，則按鍵為真，并從 P1 口讀取數(shù)據(jù)，低電平對(duì)應(yīng)的即為有效按鍵，如圖 所示。 圖 信號(hào)預(yù)處理電路 按鍵電路設(shè)計(jì) 通過(guò)軟件設(shè)置按鍵開(kāi)關(guān)功能： 按 K0 清零、復(fù)位 按 K1 顯示計(jì)時(shí)時(shí)間 按 K2 顯示計(jì)數(shù)脈沖數(shù) 此按鍵電路為低電平有效，當(dāng)無(wú)按鍵按下時(shí)，單片機(jī)輸入引腳 、 、 端口均為高電平。 一 177。 LM358 的封裝形式有塑封 8 引線(xiàn)雙列直插式和貼片式。 脈沖產(chǎn)生電路設(shè)計(jì) LM358 內(nèi)部包括有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無(wú)關(guān)。 ② 數(shù)據(jù)總線(xiàn)（ DB）：數(shù)據(jù)總線(xiàn)寬度為 8 位，由 P0 提供。如表 所示。 由 P3 口的第二功能狀態(tài)和 4 根獨(dú)立控制線(xiàn) RESET、 EA、 ALE、 PSEN組成。 XTAL2：片內(nèi)震蕩器反相放器的輸出端，也是內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器 的輸入端。 （ 3）時(shí)鐘。 （ 2） I/O 總線(xiàn)。 STC89C51 單片機(jī) 40 條引腳說(shuō)明如下 : (1)電源引腳。兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器； 一個(gè)可編程全雙工串行口； 21 個(gè)特殊功能寄存器 SFR； 4KB ROM； 其基本結(jié)構(gòu)框圖如圖，包括： STC89C51 最大的優(yōu)點(diǎn)是：可直接通過(guò)計(jì)算機(jī)串口線(xiàn)下載程序 ,而無(wú)需專(zhuān)用下載線(xiàn)和編程器。 4K 8 位片內(nèi) FLASH 程序存儲(chǔ)器用于放置系統(tǒng)軟件。 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器用于實(shí)現(xiàn)待測(cè)信號(hào)的頻率測(cè)量。 頻率測(cè)量模塊顯示模塊初始化模塊 浮點(diǎn)數(shù)算術(shù)運(yùn)算模塊浮點(diǎn)數(shù)到 BCD 碼轉(zhuǎn)換模塊 圖 系統(tǒng)軟件框圖 信號(hào)處理RAM串口霍爾傳感器鍵盤(pán)電機(jī) LED 顯示單片機(jī)南京大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 程序流程圖 開(kāi)程序流程圖 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 第四章 電路的硬件設(shè)計(jì) 17 單元電路的設(shè)計(jì) 圖 硬件電路 單片機(jī)主控電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)選用 STC89C51 作為轉(zhuǎn)速信號(hào)的處理核心。系統(tǒng)原理框圖如圖 所示： 圖 轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)原理框圖 系統(tǒng)軟件主要包括測(cè)量初始化模塊、信號(hào)頻率測(cè)量模塊、浮點(diǎn)數(shù)算術(shù)運(yùn)算模塊、浮點(diǎn)數(shù)到 BCD 碼轉(zhuǎn)換模塊、顯示模塊、按鍵功能模塊、定時(shí)器中斷服務(wù)模塊。信號(hào)預(yù)處理電路包含待測(cè)信號(hào)放大、波形變換、波形整形電路等部分，其中放大器實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)信號(hào)的放大 ,降低對(duì)待測(cè)信號(hào)的幅度要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)小信號(hào)的測(cè)量；波形變換和波形整形電路實(shí)現(xiàn)把正負(fù)交變的信號(hào)波形變換成可被單片機(jī)接受的 TTL/CMOS 兼容信號(hào)。dpabcdefgdpdpgfedcba＋ 5 V（ a ） （ b ）共陰極 共陽(yáng)極 第四章 電路的硬件設(shè)計(jì) 15 第 四 章 電路的硬件設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)的方框圖 系統(tǒng)由傳感器、信號(hào)預(yù)處理電路、處理器、顯示器和系統(tǒng)軟件等部分組成。 原理如圖 210 所示 。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極 COM 接到地線(xiàn)GND 上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。共陽(yáng)數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極接到一起形成公共 陽(yáng)極 (COM)的數(shù)碼管。 它的管腳分布和各管腳功能如圖 29 所示。 移位寄存器有一個(gè)串行移位輸入（ Ds），和一個(gè)串行輸出（ Q7’） ,和一個(gè)異步的低電平復(fù)位，存儲(chǔ)寄存器有一個(gè)并行 8 位的，具備三態(tài)的總線(xiàn)輸出，當(dāng)使能 OE 時(shí)（為低電平），存儲(chǔ)寄存器的數(shù)據(jù)輸出到總線(xiàn)。 數(shù)據(jù)在 SCHcp 的上升沿輸入，在 STcp 的上升沿進(jìn)入的存儲(chǔ)寄存器中去。 74HC595 是具有 8 位移位寄存器 （如圖 28 工作時(shí)序） 和一個(gè)存儲(chǔ)器，三態(tài)輸出功能。上拉電阻的阻 值與工作電壓、通過(guò)電路的電流有關(guān)。 2） 焊接溫度要低于 260℃ ，時(shí)間小于 3 秒。25mA 工作溫度范圍 TA 產(chǎn)品特點(diǎn) ：產(chǎn)品一致性好、 靈敏度 可按照客戶(hù)要求定制 、 電路 可和各種邏輯電路直接接口 可實(shí)現(xiàn)功能： 無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)、 位置檢測(cè)、速度檢測(cè)、流量檢測(cè) 典型應(yīng)用領(lǐng)域： 直流無(wú)刷電機(jī) 、家用電器、縫紉設(shè)備、紡織機(jī)械、編碼器、安全報(bào)警裝置等自動(dòng)化控制領(lǐng)域 極限參數(shù) ： （ TA=25℃ ） 電源電壓 VCC 開(kāi)關(guān)霍爾傳感器的性能分析 OH137 霍爾開(kāi)關(guān)電路 是為了適用客戶(hù)低成本高性能要求開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的系列產(chǎn)品，其應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，性能可靠穩(wěn)定。 霍爾傳感器是對(duì)磁敏感的傳感元件，由磁鋼、霍耳元件等組成。 霍爾傳感器選型 霍爾效應(yīng)自 1879 年被美國(guó)物理學(xué)家愛(ài)德文 P3 口引腳及 線(xiàn) 號(hào) 引腳 第二功能 (10) RXD 串行輸入口 (11) TXD 串行輸出口 (12) INT0 外部中斷 0 (13) INT