【正文】 置 0。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。如下表 41 所示 。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 口： P3 口管腳是 8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4個TTL 門電流。在給出地址 “1” 時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢， 第 13 頁 當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時， P2 口 輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 口： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P2口緩沖器可接收，輸出 4個 TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1” 時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下 拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗時， P0輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 低功耗的閑置和掉電模式 5個中斷源 32可編程 I/O線 三級程序存儲器鎖定 數(shù)據(jù)保留時間： 10年 與 MCS51 兼容 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍 可編程可擦除只讀存貯器 （ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS 8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。 單片機(jī)模塊 根據(jù)系統(tǒng)功能要求以及單片機(jī)硬件電路設(shè)計思路對單片機(jī)模塊進(jìn)行設(shè)計，要使單片機(jī)準(zhǔn)確的測量電機(jī)轉(zhuǎn)速，并且 使測出的數(shù)據(jù)能顯示出來，所以整個單片機(jī)分為傳感器電路、時鐘電路、復(fù)位電路、執(zhí)行元件以及顯示電路五個部分。 設(shè)計單片機(jī)模塊，考慮到 單片機(jī)本身 的外圍電路較多，所以在單片機(jī)模塊方面需要極為小心。 第 11 頁 第 4 章 硬件電路設(shè)計 硬件的功能由總體設(shè)計所規(guī)定，硬件設(shè)計的任務(wù)是根據(jù)總 體設(shè)計要求，在選擇的機(jī)型的基礎(chǔ)上，具體確定系統(tǒng)中所要使用的元器件，設(shè)計出系統(tǒng)的電路原理圖，必要時做一些部件實驗，以確定電路圖的正確性。為了和 PC通信，系統(tǒng)要求單片機(jī)晶振 。主要編寫一個外部中斷服務(wù)程序 INT_0，讀取記數(shù)值的三個字節(jié)，并再次清 0記數(shù)初值以便下次的記數(shù)和計算。中斷完畢讀取內(nèi)部記數(shù)值作為除數(shù)，調(diào)用除法程序計算轉(zhuǎn)速，再對二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行一系列變換后調(diào)用 查表顯示程序，顯示在 LED 上。 PC 機(jī) 串口 和單片機(jī)串行口 的工作方復(fù)位電路 CPU 執(zhí)行單元 顯示電路 時鐘電路 發(fā)送電路 第 10 頁 式，包括串 行 口的通訊速率、奇偶校驗位、停止位等 均由通信軟件實現(xiàn) 。 圖 單片機(jī)部分硬件框圖 軟件設(shè)計思路 軟件需要解決的是 定時器 0的記數(shù)和外部中斷 0 的 設(shè)定 、由于測量的轉(zhuǎn)速范圍大，所以低速和高速都要考慮在內(nèi)，關(guān)鍵在于一個四字節(jié)除三字節(jié)程序的實現(xiàn)。 轉(zhuǎn)速測量部分的硬件設(shè)計思路：本次設(shè)計單片機(jī)部分的硬件框圖如圖 示。 89C51單片機(jī)通過 INT0輸入傳感器的脈沖信號， P0口 P2口接 LED動態(tài)顯示。 轉(zhuǎn)速是工程中應(yīng)用非常廣泛的一個參數(shù)，早期模擬量的模擬處理一直是作為轉(zhuǎn)速測量的主 要方法，這種測量方法在測量范圍和測量精度上，已不能適應(yīng)現(xiàn)代科技發(fā)展的要求。其有兩種驅(qū)動方式，共陰驅(qū)動和共陽驅(qū)動，共陰驅(qū)動是各段發(fā)光二極管的陰極連在一起，并將公共端接地，在共陽結(jié)構(gòu)中，將各段發(fā)光二極管陽極連在一起，并將公共端接上 +5V 電源，顯示字符對應(yīng)字型代碼發(fā)光。本系統(tǒng)也采用數(shù)碼管作顯示。具體工作情況在后討論。 3．單片機(jī) 單片機(jī)是整個測量系統(tǒng)的主要部分，擔(dān)負(fù)對前端脈沖信號的處理、計算、以及信號的同步，計時等任務(wù)，其次，將測量的數(shù)據(jù)經(jīng)計算后，將得到的轉(zhuǎn)速值傳送到顯示接口中，用數(shù)碼管顯示數(shù)值。方法是在每轉(zhuǎn)中增加脈沖的個數(shù) (碼盤的線程數(shù) )來提高精度。而脈沖信號的上升沿和下降沿對數(shù)字電路的觸發(fā)尤為重要，若要將轉(zhuǎn)速脈沖信號直接加到計數(shù)器或外部中斷的輸入端，并利用其上升沿來觸發(fā)進(jìn)行計數(shù)，則必須要求輸入的信號有陡峭的上升沿或下降沿。②直接由脈沖來反應(yīng)轉(zhuǎn)軸的角度，用每轉(zhuǎn)產(chǎn)生的脈沖經(jīng)單片機(jī)處理得出轉(zhuǎn)速。 （ 2）通過測量 儀表拾取被測信號 目前有許多測量儀表用于各種測量中，有大信號輸出、有 BCD 碼輸出等，但價格昂貴，專業(yè)性強(qiáng)，一般不適合通用系統(tǒng)。 （ 1）通過傳感器拾取信號 由專業(yè)人員將敏感元件和相應(yīng)的測量電路、傳遞機(jī)構(gòu)以適當(dāng)?shù)男问街瞥刹煌愋?、不同用處的傳感器，根?jù)原理輸出電量。如 R、 L、 C設(shè)計相應(yīng)的電路，便能完成這種對應(yīng)關(guān)系。 圖 轉(zhuǎn)速測量框圖 1．轉(zhuǎn)速信號拾取 轉(zhuǎn)速信號拾取是整個系統(tǒng)的前端通道，目的是將外界的非電參量，通過一定方式轉(zhuǎn)換成電量，這一環(huán)節(jié)可以通過敏感元件、傳感器或測量儀 表等來實現(xiàn)。以它為系統(tǒng)核心的控制模塊可實現(xiàn)主從控制，完成預(yù)定的任務(wù)。 根據(jù)系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能以及要求，要實現(xiàn)單片機(jī)的轉(zhuǎn)速測量主要是各個模塊的設(shè) 計，定時器記數(shù)功能、以及 LED 驅(qū)動、電平轉(zhuǎn)換及 PC機(jī)之間的通信。系統(tǒng)包含主要內(nèi)容如下： 傳感器 單 片 機(jī) AT89C51 電 平 轉(zhuǎn) 換 電 路 LED 顯示 驅(qū)動電路 送 PC 機(jī)界面 第 6 頁 （ 1）單片機(jī)部分主要完成電機(jī)轉(zhuǎn)速的測量 （ 2） LED 部分主要是把轉(zhuǎn)速顯示出來，顯示范圍 6036000r/min （ 3）發(fā)送部分主要是完成電平轉(zhuǎn)換，送 RS232 向 PC 發(fā)送數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)具有大范圍、高精度 等優(yōu)點、測量速度快，這種系統(tǒng)將會有良好的應(yīng)用。傳感器電路、轉(zhuǎn)速測量、 LED 顯示、電平轉(zhuǎn)換電路設(shè)計等將在以下章節(jié)作詳細(xì)地設(shè)計。記 錄各時段的轉(zhuǎn)速，畫出 VT 坐標(biāo)圖。 ，用匯編語言編制程序，包括主程序流程，轉(zhuǎn)速計算程序，顯示中斷程序流程，同時并寫出其具體程序。同時分析接口電路，顯示轉(zhuǎn)速。定性地比較三種方法所針對的轉(zhuǎn)速特征，分析高、中、低轉(zhuǎn)速情況下各自的適用狀況。 轉(zhuǎn)速測量的應(yīng)用系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)、科技教 育、民用電器等各領(lǐng)域的應(yīng)用極為廣泛，往往成為某一產(chǎn)品或控制系統(tǒng)的核心部分，其各種參數(shù)在不同的應(yīng)用中有其側(cè)重，但轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)作為普遍的應(yīng)用在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，有重要的意義。代之而起的是非接觸式的電子與數(shù)字化的測速儀表。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展 ,轉(zhuǎn)速測量儀表已步入現(xiàn)代化、電子化的行列。測量發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的傳統(tǒng)方法是使用光電式轉(zhuǎn)速表測量。根據(jù)轉(zhuǎn)速測量的工作方式可分為兩大類：接觸式轉(zhuǎn)速測量儀表與非接觸式轉(zhuǎn)速測量儀表。 轉(zhuǎn)速測量在國內(nèi)外的研究 轉(zhuǎn)速是能源設(shè)備與動力機(jī)械性能測試中的一個重要的特性參量，因為動力機(jī)械的許多特性參數(shù)是根據(jù)它們與轉(zhuǎn)速的函數(shù)關(guān)系來確定的，例如壓縮機(jī)的排氣量、軸功率、內(nèi)燃機(jī)的輸出功率等等，而且動力機(jī)械的振動、管道氣流脈動、各種工作零件的磨損狀態(tài)等都與轉(zhuǎn)速密切相關(guān)。并且，幾乎不需做很大改變就能直接作為單獨(dú)的產(chǎn)品使用。一方面它可以應(yīng)用于工業(yè)控制中的某一部分，如數(shù)控車床的電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測和控制、水泵流量控制以及需要利用轉(zhuǎn)速檢測來進(jìn)行控制的許多場合，如車輛的里程表、車速表等。進(jìn)一步鍛煉我們在信號采集、處理、顯示等方面的實際工作能力。 這次設(shè)計內(nèi)容包含知識全面，對傳感器測量發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的 不同的方法及原理設(shè)計有較多介紹，在測量系統(tǒng)中能學(xué)到關(guān)于測量轉(zhuǎn)速的傳感器采樣問題，單片機(jī)部分的內(nèi)容，顯示部分等各個模塊的通信和聯(lián)調(diào)。為了能精確地測量轉(zhuǎn)速外 ,還要保證測量的實時性 ,要求能測得瞬時轉(zhuǎn)速方法。要測速，首先要解決是采樣問題。同時從實際硬件電路出發(fā)，分析電路的工作原 理，根據(jù)設(shè)計具體情況提出修改方案和解決辦法。 常用的檢測方法有機(jī)械式，光電式，霍爾式，頻閃法，高壓油管應(yīng)變法等，本課題主要是針對轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的硬件和軟件系統(tǒng)的設(shè)計。隨著大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字系統(tǒng)測量得到普遍應(yīng)用，特別是單片機(jī)對脈沖數(shù)字信號的強(qiáng)大處理能力，使得全數(shù)字量系統(tǒng)越來越普及，其轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)也可以用全數(shù)字化處理。由于單片機(jī)在測量轉(zhuǎn)速方面具有體積小、性能強(qiáng)、成本低的特點，越來越受到企業(yè)用戶的青睞。而采 用光電傳感器的電機(jī)轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)測量準(zhǔn)確度高、采樣速度快、測量范圍寬和測量精度與被測轉(zhuǎn)速無關(guān)等優(yōu)點，具有廣闊的應(yīng)用前景。其中應(yīng)用最廣的是光電式，光電式測系統(tǒng)具有低慣性、低噪聲、高分辨率和高精度的優(yōu)點。計數(shù)測速法又可分為機(jī)械式定時計數(shù)法和電子式定時計數(shù)法。 本文首先在第 1章緒論介紹了此系統(tǒng)的功能、技術(shù)指標(biāo)以及主要內(nèi)容等；在第 2 章論述了總體設(shè)計過程 ,確定了技術(shù)指標(biāo)及器件的選擇；第 3章著重描述了系統(tǒng)硬件電路設(shè)計、硬件設(shè)計框圖及所使用的各種芯片功能與特性 ； 在第 4 章中重點剖析了軟件設(shè)計的過程；最后在第 5 章中具體論述單片機(jī)、電平轉(zhuǎn)換電路、通信的處理及調(diào)試。 單片機(jī)的英文名稱是 Micro Controller unit,縮寫為 MCU，又稱為微控制器，它是一種面向控制的大規(guī)模集成電路芯片。 本系統(tǒng)主要由傳感器，單片機(jī) AT89C51 構(gòu)成。s widespread application, specially high performance price pared to monolithic integrated circuit39。 其優(yōu)點硬件 是 電路簡單，軟件功能完善， 測量速度快、精度高、 控制系統(tǒng)可靠，性價比較高等特點 。 充分發(fā)揮了單片機(jī)的性能。 本設(shè)計主要用 AT89C51 作為控制核心， 由霍爾傳感器、 LED 數(shù)碼顯像管 、HIN232CPE 電平轉(zhuǎn)換 及 RS232 構(gòu)成。電機(jī)在運(yùn)行過程中，需要對其進(jìn)行監(jiān)控，轉(zhuǎn)速是一個必不可少的一個參數(shù)。隨著微型計算機(jī)的廣泛應(yīng)用，特別是高性能價格比的單片機(jī)的出現(xiàn)，轉(zhuǎn) 速測量普遍采用以單片機(jī)為核心的數(shù)字式測量方法。模擬式采用測速發(fā)電機(jī)為檢測元件，得到的信號是模擬量。 頁。若總分 60 分， “設(shè)計（論文）質(zhì)量 ”24 分，建議不能提交論文評閱乃至答辯。 20 1920 1718 1516 1314 ≤12 設(shè)計（論文）質(zhì)量 設(shè)計（論文）結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)；邏輯性強(qiáng)；語言文字表準(zhǔn)確流暢；格式、圖、表規(guī)范；有一定的學(xué)術(shù)水平或?qū)嶋H價值 40 3740 3236 2831 2527 ≤24 創(chuàng)新能力 有較強(qiáng)的創(chuàng)新意識；所做工作有較大突 破；設(shè)計（論文）有獨(dú)到見解 15 15 1314 1112 10 ≤9 工作量 工作量飽滿；圓滿完成了任務(wù)書所規(guī)定的各項任務(wù)。 指導(dǎo)教師 ： 年 月 日 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文評閱意見表 論文題目 基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速測量儀 評價項目 評價標(biāo)準(zhǔn)（ A 級） 滿分 評 分 A B C D E 文獻(xiàn)資料利用能力 能獨(dú)立地利用多種方式查閱中外文獻(xiàn)；能正確翻譯外文資料；能正確有效地利用各種規(guī)范、設(shè)計手冊等。 文章篇幅完全符合學(xué)院規(guī)定，內(nèi)容較為完整，層次結(jié)構(gòu)安排科學(xué)，語言表達(dá)流暢，格式比較符合格式要求，參考了較為豐富 的文獻(xiàn)資料，其時效性較強(qiáng)。 該生查閱文 獻(xiàn)資料較強(qiáng)，能較為全面收集關(guān)于單片機(jī)酒駕檢測系統(tǒng)的資料，寫作過程中能綜合運(yùn)用酒駕檢測系統(tǒng)知識，全面分析酒駕檢測系統(tǒng)問題，綜合運(yùn)用能力較強(qiáng)。 進(jìn) 度 及 完 成 日 期 2020 年 4 月 01 日 —2020 年 4 月 09 日： 畢業(yè)論文任務(wù)書及進(jìn)度； 2020 年 4 月 12 日 —2020 年 4 月 16 日： 查找資料寫出單片機(jī)大綱； 2020 年 4 月 19 日 —2020 年 4 月 23 日： 完成系統(tǒng)總體設(shè)計； 2020 年 4 月 24 日 —2020 年 5 月 11 日： 編程調(diào)試，并完成初稿； 2020 年 5 月 14 日 —2020 年 5 月 18 日： 二次交稿給老師批閱； 2020 年 5 月 21 日 —2020 年 6 月 01 日： 完成單片機(jī)稿交老師批閱； 2020 年 6 月 13 日 —2020 年 6 月 15 日 ： 論文打印與裝訂及答辯。 （ 4） PC 機(jī)部分主要完成將數(shù)據(jù)顯示在界面并描繪出 VT 圖 主要技術(shù)參數(shù) 硬件系統(tǒng)： protues。 青島理工大學(xué) 畢 業(yè) 論 文 題目： 基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速測量儀 學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號： 202089171 院系名稱： 機(jī)電工程系