【正文】 32 參考文獻(xiàn) [1]劉 鋒 ， 等 .基于單片機(jī)和 8254 計數(shù)器的電機(jī)轉(zhuǎn)速測量方法 .機(jī)械制造與自動化 .20xx，36(4)： 104～ 107 [2]劉巖 ,左春檉 ,張玉梅 ,栗利剛 .高精度非接觸測量轉(zhuǎn)速新方法研究 .微計算機(jī)信息 .20xx，24(2)： 72～ 79 [3]王朕 ， 劉學(xué)鋒 ， 劉陵順 .基于 AT89C51 的電機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀的設(shè)計與實現(xiàn) .四川兵工學(xué)報 .20xx， 30(5)： 19～ 21 [4]邵靜波 ， 劉博學(xué) ， 王成貴 ， 王玉蘭 ， 洪光 .一 種新型的半導(dǎo)體激光測速儀 .延邊大學(xué)學(xué)報 .20xx， 29(3)： 177～ 178 [5]馮榮彪 ， 張弘 ， 杜錫勇 .精密激光測速儀的設(shè)計 .自動化儀表 .20xx， 30(5)： 62～ 64 [6]洪寶林 .力學(xué)計量 下 .北京：原子能出版社， ～ 839 [7]劉麗 ， 王翔 .基于 MCS51 單片機(jī)的轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng) .測量測試技術(shù) .20xx,3 (34):58～ 60 [8]李福進(jìn)，陳至坤，王汝琳，等．基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速測量方法 [J]．工礦自動化， 20xx， 2(1)：5455 [9]QU Jinyu. Measure of Engine Speed Based on C8051F Chip， Tractor amp。 （ 2）設(shè)定其他一些工作參數(shù)，如扭矩 、振動等 。因為時間和 實驗條件 等方面問題未能繼續(xù)研究下去，現(xiàn)在將自己的想法列舉出來， 作為手持式激光轉(zhuǎn)速測量儀的后續(xù)研究、設(shè)計展望。 總之 經(jīng)過導(dǎo)師 、 同學(xué)們的支持與幫助和自己不 斷的學(xué)習(xí)、努力，本文設(shè)計的手持式激光轉(zhuǎn)速測量儀 實物已經(jīng)制作完成，對系統(tǒng)設(shè)備測試 效果顯示，手持式激光轉(zhuǎn)速測量儀的 功能都能夠按要求 基本 實現(xiàn)，達(dá)到 課題研究的目的 。 本設(shè)計中應(yīng)用的 接收 電路 要求反射回的激光光束亮度要很高，這導(dǎo)致在實際操作中要把探頭與被測轉(zhuǎn)盤離得很近，且發(fā)射光束與反射光束之間的夾角不能過大。文中首先對單片機(jī)用于轉(zhuǎn)速測量的理論、原理進(jìn)行了簡單的分析、比較，并對基于STC89C52 單片機(jī)的轉(zhuǎn)速測量電路做了簡單的介紹，詳細(xì)闡述了軟件的設(shè)計，編譯程 序，最終實現(xiàn)轉(zhuǎn)速測量、顯示的功能，再通過調(diào)試使程序通過編程器寫入 單片機(jī) 芯片 中 。 圖 單片機(jī)下載結(jié)構(gòu)方框圖 PC機(jī)通過 USB 轉(zhuǎn)串口線連接到 RS232 轉(zhuǎn)接板再連接到實驗板的四芯插座上，在電腦上打開 STCISP 軟件（ STCISP 軟件下載軟件截圖如圖 所示），選擇STC 單片機(jī)型號（本文 選擇 STC89C52RC），打開要下載的主機(jī)或從機(jī)程序文件的HEX 文件，設(shè)置 USB 轉(zhuǎn)串口線連接電腦的對應(yīng) COM 口，然后點擊 STCISP 軟件的下載按鈕，當(dāng)軟件界面出現(xiàn)給 MCU 上電的提示時，給主機(jī)或從機(jī)設(shè)備上電，進(jìn)行正常下載。這樣大大縮減了電路復(fù)雜度，同時下載更加快捷方便。因此我們要通過 USB 轉(zhuǎn)串口線，再通過 RS232 轉(zhuǎn)接下載，如果將 9 針頭和 RS232電路焊 接到設(shè)備電路板中，那樣就會占用板子的空間而且加大了焊接難度，操作十分不便。運行 Keil 軟件需要 Pentium 或以上的 CPU， 16MB 或更多 RAM、 20MB 以上空閑的硬盤空間、 Win9NT、 Win20xx、 WinXP 等操作系統(tǒng)。 keil C51 軟件集成開發(fā)環(huán)境 隨著單片機(jī)開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，單片機(jī)的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展， Keil軟件是目前流行的用于開發(fā) 51 系列單片機(jī)的軟件。 圖 主程序流程圖 29 開發(fā)平臺介紹 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的程序必須有調(diào)試好的應(yīng)用程序，系統(tǒng)才能運行。 //將個位數(shù)字的字符常量寫入 LCD } ?? 以此規(guī)律進(jìn)行顯示，直至四位全部顯示完畢，等待下一次循環(huán)。 //將百位數(shù)字的字符常量寫入 LCD WriteData(digit[k])。 //寫顯示地址 ,將在第 1行第 3 列開始顯示 28 WriteData(digit[i])。 //取十位 l=x%10。 //取千位 j=(x%1000)/100。 圖 LCD 顯示流程圖 程序如下： void display_val(unsigned int x) { unsigned char i,j,k,l。這部份的程序流程圖如圖 中斷程序 子程序流程圖所示。 //定時器 T0 高 8位重新賦初值 TL0=(6553646083)%256。 //計滿 1秒鐘標(biāo)志位置 1 count=0。 1． 定時器 T0 的中斷 實現(xiàn) void Time0(void ) interrupt 1 using 1 //定時器 T0 的中斷編號為 1，使用第 1組工作寄存器 { count++。 //儲存定時器 T0中斷次數(shù) bit flag。 //定義字符數(shù)組顯示數(shù)字 unsigned int v。 //使能信號位，將 E位定義為 引腳 sbit BF=P0^7。 //寄存器選擇位，將 RS 位定義為 引腳 sbit RW=P2^6。以下是程序定義變量及進(jìn)行初始化的程序行。 TR TR0 分別用于開啟 T1 和 T0 的開關(guān)位，其中 TR1 由系統(tǒng)開啟時，直接置位，打開 T1，開始定時，經(jīng)運行判斷后，打開 TR0。 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 圖 控制寄存器 TCON 的位定義圖 25 TF0、 TF1 分別為定時器 T0 和計數(shù)器 T1 的溢出標(biāo)志位， TR0 和 TR1 在正常情況下，都沒有溢出標(biāo)志，只有當(dāng)計數(shù)值或定時值超過 65535 時，才能有溢出中斷請求，這兩位是由硬件置位和硬件清零，不需另行設(shè)置。 （ 4） 定時 /計數(shù)控制寄存器 TCON TCON 地址 88H，可進(jìn)行位尋址，復(fù)位值 00H。 M1M0=00， 13位計數(shù)； M1M0=01， 16 位計數(shù)； M1M0=10，自動再裝入 8位計數(shù)； M1M0=11，工作于模式 3 狀態(tài)。 C/T=1，工作于計數(shù)器方式； C/T=0 工作于定時器方式。 GATE=1，只有 INT0/1 引腳為高電平且用指令置 TR0/1=1 時，才能啟動定時 /計數(shù)器 0/1 的工作。由 GATE、軟件控制位 TR0/1 和 INT0/1 共同決定定時 /計數(shù)器 0/1 的打開或關(guān)閉。如圖 TMOD 的位定義所示。 （ 3） 定時 /計數(shù)器的方式控制字 定時 /計數(shù)器的方式控制字 TMOD，其地址為 89H，復(fù)位值 00H，不可位尋址。 這里用 Plus Counter 作為轉(zhuǎn)化為 10 進(jìn)制數(shù)值的數(shù)值存儲器， TH1 和 TL1 分別是二進(jìn)制計數(shù)值的高 8位和低 8位。要使 T0 設(shè)定正確的定時時間，首先要計算其初值，定時時間為： T = (216T0 的初值 )晶振周期 12 （ ） 定時時間 10ms: 10ms = (216T0 的初值 ) 1/12*106 12 則： T0 的初值 = 216104 因此， TH0=D8， TH0 = F0； 確定了定時 /計數(shù)器 T0 的定時時間以后，就要計算定時初值，本系統(tǒng)用了12M 的晶振，恰好是一個機(jī)器周期為 1μ s，因此， 1ms 定時時間意味著只要計數(shù) 24 1000 次即可，由于定時 /計數(shù)器 T0 是向上計數(shù)，因此，要化為 16 進(jìn)制，并分別送入 T0 的高 8位和低 8 位。 （ 2） 定時 /計數(shù)器 T0 定時器 T0 每 50ms 中斷一次，用以進(jìn)行 LCD 顯示和每一秒讀取一次計數(shù)器T1 中的數(shù)值。 工作方式及控制字設(shè)置 （ 1） 定時 /計數(shù)器 T1 本系統(tǒng)設(shè)計中， T1 被用于計數(shù)， 由于采用“ M”法測速，所以要求 計 數(shù)量越大越好，這樣 可以獲得較大的測量范圍，因此， T1 選定為工作方式 1（ 16 位的計數(shù)方式）。 管腳號 管腳名稱 電平 管腳功能 1 VSS 0V 電源地 2 VCC 電源輸入 3 V0 LCD 驅(qū)動電壓輸入 4 RS H/L RS=H,表示 DB0DB7 為顯示數(shù)據(jù) RS=L，表示 DB0DB7 為指令 5 R/W H/L R/W=H,數(shù)據(jù)被讀到 DB9DB7 R/W=L, 數(shù)據(jù)被寫到 DB9DB7 6 E H,H→ L 使能信號 7 DB0 H/L 數(shù)據(jù)線 8 DB1 H/L 數(shù)據(jù)線 9 DB2 H/L 數(shù)據(jù)線 10 DB3 H/L 數(shù)據(jù)線 11 DB4 H/L 數(shù)據(jù)線 12 DB5 H/L 數(shù)據(jù)線 13 DB6 H/L 數(shù)據(jù)線 14 DB7 H/L 數(shù)據(jù)線 15 BLA 背光正極 (LEDK﹑ BLK) 16 BLK 0V 背光負(fù)極 (LEDA﹑ BLA) 表 1602 管腳功能圖 22 （ 2） 1602 液晶 RAM 地址映射 YB1602A 液晶的控制器內(nèi)部帶 80x8 位（ 80個字節(jié)）的 RAM 緩沖區(qū)，對應(yīng)關(guān)系如圖 。 YB1602A 采用了 先進(jìn)的 工藝制作，使得液晶模塊結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、使用壽命長和功耗低。 第 32～ 39管腳 ～ 8位雙向 I/O 口線 第 40管腳 VCC 電源輸入，接＋ 5V 電源 表 STC89C52 管腳功能 21 1602 液晶顯示屏介紹 本文采用的 YB1602A 液晶屏是一種字符型液晶模塊。 STC89C52 各個管腳的功能，如表 。 如圖 所示 圖 單片機(jī)復(fù)位電路 P 1P 2P 3P 4P 5P 6P 7P 8R S T9P ( R X D )10P ( T X D )11P ( I N T 0)12P ( I N T 1)13P ( T 0)14P ( T 1)15P ( W R )16P ( R D )17X T A L 218X T A L 119GND20P ( A 8)21P ( A 9)22P ( A 10 )23P ( A 11 )24P ( A 12 )25P ( A 13 )26P ( A 14 )27P ( A 15 )28P S E N29A L E / P R O G30E A / V31P ( A D 7)32P ( A D 6)33P ( A D 5)34P ( A D 4)35P ( A D 3)36P ( A D 2)37P ( A D 1)38P ( A D 0)39V C C40U189 C 5210uFC1C a p P ol 110KR1R e s 2V C CS2S W P B200R 10R e s 2 20 硬件電路中主要部件的介紹 STC89C52 介紹 STC89C52RC 單片機(jī)是宏晶科技公司推出的新一代低功耗 /高速 /超強抗干擾的單片機(jī)。 STC89C52 單片機(jī)的 RST端通過 10kΩ電阻接地， 10μ 電容直接和一個接有按鍵的 200Ω電阻并聯(lián)接入電源端， 組成 上電按鈕復(fù)位電路。 圖 LCD1602 電路圖 V s s1V c c2V e e3RS4R / W5E6D07D18D29D310D411D512D613D714L+15L16J1L C D 16 02P P P P P P P P P P P 1KR8R e s 25KR9R e s 2V C CV C C 19 復(fù)位功能的實現(xiàn) 單片機(jī)除本身需要復(fù)位以外，外部擴(kuò)展的 I/O 接口電路等也需要復(fù)位。 測速轉(zhuǎn)盤 光電傳感器 信號處理 單片機(jī) 顯示 鍵盤 半導(dǎo)體激光器 17 圖 轉(zhuǎn)速 信號發(fā)射與接收 電路圖 T11234567 891011121314J P 174 L S 04123J P 2發(fā)射管123J P 3接收管75R 11R e s 21KR 13R e s 21KR 12R e s 2D S 1激光管D S 2L E D 0V C CV C CV C CV C CC8C a pV C C 18 本 設(shè)計中 采用 L