【正文】 外部中斷流程圖天津工業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生天津工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 二、定時(shí)器中斷關(guān) T0 中斷重新裝入計(jì)時(shí)數(shù)值計(jì)時(shí)數(shù)值+1判斷是否為 20 次，20 次則為 1 秒關(guān) INT0 中斷，把轉(zhuǎn)圈數(shù)賦值給數(shù)據(jù)處理參數(shù)LCD 顯示開中斷返回圖 43 定時(shí)器中斷流程圖 軟件程序設(shè)計(jì) 主程序設(shè)計(jì)主程序在對(duì)定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、堆棧等進(jìn)行初始化后即判斷標(biāo)志位是否為1，如果為 1，說明要求對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，首先將標(biāo)志位清零，以保證下次能正常判斷，然后進(jìn)入數(shù)據(jù)處理程序，由于這里的閘門時(shí)間為 1s，由于轉(zhuǎn)軸上天津工業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生天津工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 安裝有 1 只磁鋼，每旋轉(zhuǎn)一周可以得到 1 個(gè)脈沖，可得到每秒鐘的轉(zhuǎn)速。再次對(duì) 、T0 進(jìn)行賦初值并且進(jìn)行關(guān)中斷設(shè)0INT置。開始初始化是否啟動(dòng)數(shù)據(jù)濾波處理是否達(dá)到報(bào)警器的值顯示處理等待中斷圖 41 主流程圖天津工業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生天津工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 中斷服務(wù)流程圖 在處于中斷服務(wù)程序階段，首先進(jìn)行關(guān)中斷設(shè)置。同時(shí)啟動(dòng)T0 定時(shí)器工作，每 1 秒定時(shí)中斷一次，讀取記錄的脈沖個(gè)數(shù)，即電機(jī)轉(zhuǎn)速。如果不是就等待啟動(dòng)。先進(jìn)行初始化設(shè)置各定時(shí)器初值，然后判斷是否啟動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量。N)(m/sec) （41）其中：n 為直流電機(jī)轉(zhuǎn)速,N 為磁鋼數(shù)，N1 為 T0 中斷次數(shù)，m 為 在規(guī)定時(shí)0INT間內(nèi)測(cè)得的脈沖數(shù)，T 為定時(shí)器 T0 定時(shí)溢出時(shí)間，2 為假定的汽車輪子的周長。m/(N1定時(shí)器 T0 完成 100 次溢出中斷的時(shí)間 T 除以測(cè)得的脈沖數(shù) m，經(jīng)過單位換算，就可以算得直流電機(jī)旋轉(zhuǎn)的速度。當(dāng)直流電機(jī)通過傳動(dòng)部分帶圓盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，霍爾傳感器根據(jù)圓盤上得磁片獲得一系列脈沖信號(hào)。定時(shí)器 T0 工0INT作于定時(shí)方式，工作于方式 1。電機(jī)脈沖信號(hào)連到引腳。第五步上機(jī)對(duì)原程序進(jìn)行編譯、調(diào)試。第三步根據(jù)所選擇的算法，確定內(nèi)存單元的分配：使用那些寄存器：程序運(yùn)行中的中間數(shù)據(jù)及結(jié)果存放在那些單元，以利于提高程序的效率和運(yùn)行速度：然后制定出解決問題的步驟和順序，畫出程序的流程圖。圖 36 電磁式蜂鳴器天津工業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生天津工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 第四章 軟件設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)步驟第一步分析問題，明確任務(wù)要求，對(duì)于復(fù)雜的問題，還要講要解決的問題抽象成數(shù)學(xué)模型，即用數(shù)學(xué)表達(dá)式來描述。由于蜂鳴器的工作電流一般比較大，以致于單片機(jī)的 I/O 口是無法直接驅(qū)動(dòng)的，所以要利用放大電路來驅(qū)動(dòng)，一般使用三極管來放大電流就可以了。用 I/O 定時(shí)翻轉(zhuǎn)電平來產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)波形的方式會(huì)比較麻煩一點(diǎn)，必須利用定時(shí)器來做定時(shí)，通過定時(shí)翻轉(zhuǎn)電平產(chǎn)生符合蜂鳴器要求的頻率的波形，這個(gè)波形就可以用來驅(qū)動(dòng)蜂鳴器了。實(shí)物圖如圖 34 所示。圖 34 STC89C52RC 的引腳圖天津工業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生天津工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 LCD 顯示部分選用 LCD1602。其引腳圖如圖 34 所示。 處理器處理器是單片機(jī)，采用的是 STC89C52RC 單片機(jī)。管腳圖和接線圖如 33 所示。它是一種單磁極工作的磁敏電路，適合于矩形或者柱形磁體下工作。用于測(cè)量的 A3144 集成霍爾開關(guān)，磁鋼用直徑 D=5mm，長度為 L=3mm 的磁鋼。 傳感器部分主要分為兩個(gè)部分。另外系統(tǒng)還可完成對(duì)電機(jī)的開關(guān)控制。系統(tǒng)以單片機(jī) STC89C52RC 為控制核心。電機(jī)霍爾傳感器 光電耦合計(jì)數(shù)器 單片機(jī)LCD顯示器聲音報(bào)警圖 31 硬件原理圖 硬件電路設(shè)計(jì)總圖在原理圖基礎(chǔ)上對(duì)各部分進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，硬件電路圖如圖 32 所示。 硬件原理圖以單片機(jī) STC89C52RC 為控制核心，用霍爾集成傳感器作為測(cè)量轉(zhuǎn)速的檢測(cè)元件，最后用字符型液晶顯示器 LCD1602 顯示，用小型直流電機(jī)模擬汽車顯示轉(zhuǎn)速和里程的顯示系統(tǒng)，這是一種數(shù)字式測(cè)量方法。CPU 將該值數(shù)據(jù)處理后，在 LCD1602 上顯示出來。同時(shí)傳感器電路輸出幅度為 12v 的脈沖經(jīng)光電耦合后降為 5v，保持同STC89C52RC 邏輯電平相一致。天津工業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生天津工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 第三章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 總體硬件設(shè)計(jì)汽車轉(zhuǎn)速及里程表顯示系統(tǒng)工作過程是：機(jī)軸每轉(zhuǎn)一周，產(chǎn)生一定量的脈沖個(gè)數(shù)，由霍爾器件電路部分輸出。將一非磁性圓盤固定裝在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上，再用 502 膠水將圓塊狀磁鋼黏貼在圓盤靠近邊緣的位置，磁鋼采用永久磁。單片機(jī) CPU 將數(shù)據(jù)處理后，通過LCD1602 顯示出來。系統(tǒng)工作過程：機(jī)軸上安裝一個(gè)一個(gè)圓盤，圓盤的邊緣安有一個(gè)磁鋼，測(cè)量轉(zhuǎn)速的霍爾傳感器靠近邊緣的磁鋼，機(jī)軸每轉(zhuǎn)一周，產(chǎn)生一定的脈沖個(gè)數(shù)，霍爾器件電路部分輸出，成為轉(zhuǎn)速計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖。傳感器采用霍爾器件將電機(jī)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào)，處理器采用STC89C52RC 單片機(jī)。 速度測(cè)量方案選擇轉(zhuǎn)速的測(cè)量方法很多，根據(jù)脈沖計(jì)數(shù)來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速測(cè)量的方法主要有 M 法(測(cè)頻法 )、T 法( 測(cè)周期法 )和 MPT 法( 頻率周期法) ，該系統(tǒng)采用了 M 法(測(cè)頻法)。天津工業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生天津工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 單片機(jī)模塊選擇選用 STC89C52RC 的單片機(jī)速度極快、功耗低、體積小、資源豐富，有各種不同的規(guī)格，引腳還可編程確定功能因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)的目標(biāo)是測(cè)速系統(tǒng)的應(yīng)用，所以我選用了 51 系列的單片機(jī)，因?yàn)?51 的架構(gòu)十分典型。 電源模塊選擇采用 USB 供電。 報(bào)警模塊選擇采用電磁式蜂鳴器作為報(bào)警主要器件。LCD 顯示器工作原理簡(jiǎn)單，編程方便，節(jié)能環(huán)保。特點(diǎn)在于：使用了內(nèi)部的 T1 作為外部脈沖的計(jì)數(shù)器，并且為了避免計(jì)數(shù)器的溢出，將 T1的初值設(shè)為 0。使用片內(nèi)的計(jì)數(shù)器的優(yōu)點(diǎn)在于降低單片機(jī)系統(tǒng)的成本。片外計(jì)數(shù)器的方案是指采用8253 等片外的專用計(jì)數(shù)芯片進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)。選型號(hào)為 A3144 的霍爾片作為霍爾測(cè)速模塊的核心，該霍爾片體積小，安裝靈活，可用于測(cè)速，且與普通的磁鋼片配套使用，價(jià)格一般為 ~3 元。 系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)的選擇 霍爾測(cè)速模塊選擇采用霍爾元件傳感器即霍爾片；霍爾片可分為貼片型和直插型。 小結(jié)本章主要對(duì)本設(shè)計(jì)的立題目的及意義進(jìn)行了介紹并且對(duì)設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行了總結(jié) 。根據(jù)題目的要求，設(shè)計(jì)了以下方案并對(duì)各方案進(jìn)行了論證與分析。 設(shè)計(jì)要求根據(jù)學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，設(shè)計(jì)一個(gè)功能滿足設(shè)計(jì)要求、工作穩(wěn)定、以單片機(jī)為核心的測(cè)量速度和里程的顯示系統(tǒng)。能夠?qū)崿F(xiàn)在電機(jī)工作時(shí)轉(zhuǎn)速的測(cè)量，并在發(fā)生故障時(shí)能及時(shí)的發(fā)出報(bào)警信號(hào)。而且，它還面臨生產(chǎn)測(cè)試技術(shù)方面的挑戰(zhàn)。而且，在中國市場(chǎng)中，國外廠商為了降低成本，陸續(xù)將零部件拿到中國進(jìn)行設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，這也進(jìn)一步提升了中國市場(chǎng)霍爾傳感器的應(yīng)用量。由于需要采用霍爾傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域，如汽車、電機(jī)、手機(jī)和電腦都已經(jīng)采用了該器件，而且這些市場(chǎng)在未來幾年的增長較為穩(wěn)定，而其他一些新的應(yīng)用市場(chǎng)又不足以與上述幾個(gè)市場(chǎng)相比，因此霍爾傳感器在全球總的市場(chǎng)容量是較為穩(wěn)定的，每年的增長率保持在 5%到 10%之間。所設(shè)計(jì)的基于霍爾元件的脈沖發(fā)生器要求成本低，天津工業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生天津工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 構(gòu)造簡(jiǎn)單，性能好。在控制系統(tǒng)中占有非常重要的地位。本文采用頻率法，檢測(cè)的是輸入脈沖數(shù),這種方式又稱頻率法。轉(zhuǎn)速的測(cè)量方法很多，根據(jù)脈沖計(jì)數(shù)來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速測(cè)量的方法主要有 M 法( 測(cè)頻法)、T 法( 測(cè)周期法 )和 MPT 法(頻率周期法)，該系統(tǒng)采用了 M 法(測(cè)頻法)。 應(yīng)用與發(fā)展前景隨著微型計(jì)算機(jī)可靠性提高和價(jià)格的下降，用單片機(jī)測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速已日趨普遍。在此主要介紹應(yīng)用霍爾傳感器通過測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)度,來得到穩(wěn)定的脈沖方波信號(hào),實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量轉(zhuǎn)速是電動(dòng)機(jī)極為重要的一個(gè)狀態(tài)參數(shù),在很多運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的測(cè)控中,都需要對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行測(cè)量,速度測(cè)量的精度直接影響系統(tǒng)的控制情況,它是關(guān)系測(cè)控效果的一個(gè)重要因素。 立題的目的和意義霍爾傳感器是利用霍爾效應(yīng)實(shí)現(xiàn)磁電轉(zhuǎn)換的一種傳感器,它具有靈敏度高、線性度好、穩(wěn)定性高、體積小和耐高溫等特點(diǎn),在機(jī)車控制系統(tǒng)中占有非常重要的地位。因此廣泛的被用在智能產(chǎn)品中。直觀的呈現(xiàn)給使用者。汽車速度及里程電子顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄第一章 緒論 ............................................................................................1 立題的目的和意義 ..............................................................................................1 應(yīng)用與發(fā)展前景 ..................................................................................................1 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 ..................................................................................................2 設(shè)計(jì)任務(wù) .......................................................................................................2 設(shè)計(jì)要求 .......................................................................................................2 小結(jié) ......................................................................................................................2第二章 課題方案設(shè)計(jì) ............................................................................3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)要求 ..............................................................................................3 系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)的選擇 ..........................................................................................3 霍爾測(cè)速模塊選擇 .......................................................................................3 計(jì)數(shù)器模塊選擇 ...........................................................................................3 顯示模塊選擇 ...............................................................................................3 報(bào)警模 塊選擇 ...............................................................................................3 電源模塊選擇 ...............................................................................................3 單片機(jī)模塊選擇 ...........................................................................................4 速度測(cè)量方案選擇 ..............................................................................................4 小結(jié) ......................................................................................................................4第三章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ............................................................................5 總體硬件設(shè)計(jì) ......................................................................................................5 硬件原理圖 ...................................................................................................5 硬件