【正文】 x3CB0。此時(shí)，T0作為16位定時(shí)器，定時(shí)時(shí)間為50ms,循環(huán)10次后，關(guān)閉中斷。如用查詢處理則編寫查詢程序來判斷溢出標(biāo)志，溢出標(biāo)志等于1，則進(jìn)行相關(guān)處理。4） 設(shè)置定時(shí)/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON的值，啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器開始工作。2） 根據(jù)要求計(jì)算定時(shí)/計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，再由計(jì)數(shù)值求得初值，寫入初值寄存器。有四種工作方式，使用時(shí)可根據(jù)情況選擇其中一種。系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，中斷允許寄存器IE的內(nèi)容為00H，如果要開放某個(gè)中斷源，則必須使IE中的總控置位和對(duì)應(yīng)的中斷允許位置“1”。EA=0，屏蔽所有的中斷請(qǐng)求，EA=1，開放中斷。167。 ES（)，串行口中斷允許位。ET1=0，禁止T0中斷；ET1=1，允許T0中斷。167。 EX1()，外部中斷1的中斷允許位。ET0=0，禁止T0中斷；ET0=1，允許T0中斷。167。 EX0()，外部中斷0的中斷允許位。 中斷控制CPU對(duì)中斷系統(tǒng)所有中斷以及某個(gè)中斷源的開放和屏蔽是由中斷允許寄存器IE控制，IE的字節(jié)地址為A8H,可以進(jìn)行位尋址，各位的定義見表54。TR0由軟件置1或清0。進(jìn)入中斷處理后由內(nèi)部硬件電路自動(dòng)清除。TF0（）：T0溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。TR1由軟件置1或清0。TR1（）：T1運(yùn)行控制位。所以，TF1可用作查詢測(cè)試的標(biāo)志。CPU響應(yīng)中斷后TF1由硬件自動(dòng)清0。表53控制寄存器TCON位76543210字節(jié)地址：88HTF1TR1TF0TR0TF1（）：T1溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位?？刂萍拇嫫鱐CON用于控制定時(shí)/計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)和溢出，它的字節(jié)地址為88H，可以進(jìn)行位尋址，其低4位用于控制外部中斷，TCON的高4位用于控制定時(shí)/計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)和中斷申請(qǐng)。定時(shí)/計(jì)數(shù)器有四種工作方式，由M1M0進(jìn)行設(shè)置，其選擇情況見表52。C/T=1時(shí)，選擇計(jì)數(shù)器模式，計(jì)數(shù)器對(duì)外部輸入引腳T0（）或T1（）的外部脈沖計(jì)數(shù)；C/T=0時(shí)，選擇定時(shí)器模式。表51 工作方式寄存器TMODGATE：門控位。 圖54 定時(shí)/計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)工作方式寄存器TMOD用于設(shè)置定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式，低四位用于T0，高四位用于T1。TMOD是定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式寄存器，確定工作方式和功能；TCON是控制寄存器，控制T0、T1的啟動(dòng)和停止及設(shè)置溢出標(biāo)志。TR1=1。 //打開總中斷ET0=1。TL1=0x00。TL0=0xB0。 //初始化LCDTMOD=0x51。主程序流程圖見圖53。轉(zhuǎn)速值顯示子程序主負(fù)責(zé)將測(cè)得的當(dāng)前轉(zhuǎn)速值的顯示和設(shè)定的高速、低速值的顯示。 圖52總體框圖主程序主要完成系統(tǒng)初始化功能，包括LCD顯示初始化，定時(shí)/計(jì)數(shù)器初始化，中斷開、關(guān)等功能。整個(gè)系統(tǒng)軟件由主程序、T0中斷服務(wù)子程序，鍵盤掃描子程序，轉(zhuǎn)速值計(jì)算顯示子程序，蜂鳴器子程序及延時(shí)子程序等組成。所以在本畢業(yè)設(shè)計(jì)中選用單片機(jī)C語言來進(jìn)行程序代碼的編寫。很多處理器支持C編譯器，這意味著對(duì)新的處理器也能很快上手，而不必知道處理器的具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這使得用C語言編寫的程序比匯編程序有更好的可移植性。用C語言編寫程序比用匯編編寫程序更符合人們的思考習(xí)慣，開發(fā)者可以更專心地考慮算法而不是考慮一些細(xì)節(jié)問題，這樣就減少了開發(fā)和調(diào)試時(shí)間。C語言具有良好的模塊化，容易閱讀和維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。運(yùn)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、Win2000、WinXP等操作系統(tǒng)。5 軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)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。若測(cè)得的轉(zhuǎn)速值高于所設(shè)計(jì)的高速值時(shí)，則發(fā)光二極管DS5亮。圖417 蜂鳴器報(bào)警電路蜂鳴器的正極性的一端連接到5V電源上面，另一端連接到三極管的集電極，電路導(dǎo)通，蜂鳴器響，電路不導(dǎo)通，蜂鳴器不響，‥的高低電平，驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警電路報(bào)警。按三極管后綴號(hào)分為BCD檔，貼片為LH檔；；集電極到基極電壓Vcbo為40V；放大倍數(shù) 50200；圖416 S8550引腳圖其主要性能參數(shù)為：圖415 報(bào)警器圖蜂鳴器發(fā)聲原理：電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)來驅(qū)動(dòng)振動(dòng)膜發(fā)聲的，因此需要一定的電流才能驅(qū)動(dòng)它，單片機(jī)IO引腳輸出的電流較小，單片機(jī)輸出的TTL電平基本上驅(qū)動(dòng)不了蜂鳴器，因此需要增加一個(gè)電流放大的電路。電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成。 蜂鳴器報(bào)警電路設(shè)計(jì)蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中，作為發(fā)聲器件。其接口電路見圖414。在本設(shè)計(jì)中，矩陣式鍵盤直接連接于單片機(jī)的P1口。當(dāng)按鍵數(shù)量較多時(shí)，往往采用矩陣式鍵盤，可以節(jié)省I/O接口線，而且鍵位越多，情況越明顯，矩陣鍵盤用I/O接口線組成行、列結(jié)構(gòu)，鍵位設(shè)置在行列的交點(diǎn)上。圖413 液晶顯示電路 按鍵電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)需要對(duì)預(yù)設(shè)的高低速值進(jìn)行設(shè)置，需要用到鍵盤，鍵盤一般分為獨(dú)立式鍵盤和矩陣鍵盤。 LCD顯示電路本設(shè)計(jì)中LCD顯示器的714腳接單片機(jī)的P0口，同時(shí)加上上拉電阻，該LCD顯示器為兩行顯示，第一行顯示測(cè)得的當(dāng)前速度值，第二行顯示設(shè)置的高速值，低速值。第15腳：背光源正極。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第5腳：R/W為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。第3腳：VO為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。第1腳：VSS為地電源。模塊最佳工作電壓:；芯片工作電壓:—；圖412 液晶顯示器實(shí)物圖字符型LCD1602通常有14條引腳線或16條引腳線的LCD，多出來的2條線是背光電源線VCC(15腳)和地線GND(16腳)，其控制原理與14腳的LCD完全一樣。R13的作用是限流。二極管DS6作為一個(gè)指示信號(hào)。 電源抑制比100dB.設(shè)計(jì)的脈沖信號(hào)調(diào)理電路圖見圖411。 輸出電壓擺幅大(0 ) 共模輸入電壓范圍寬，包括接地 低輸入偏流15V) 電源電壓范圍寬：單電源(3—30V)；雙電源(177。 直流電壓增益高(約100dB)圖410 LM358管腳圖LM358的特性(Features):它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場(chǎng)合。該設(shè)計(jì)在信號(hào)處理電路中選用LM358進(jìn)行設(shè)計(jì)。圖48 開關(guān)型霍爾傳感器工作特性霍爾傳感器的電路圖見圖49.A44EVCCGND12310KOUT 圖49 霍爾傳感器電路圖其中，A44E霍爾元件的1腳接+5V電源，2腳接地，3腳是輸出端，接LM358的3腳作為輸入信號(hào)。這樣2次高低電位變換，使霍爾傳感器完成了1次開關(guān)動(dòng)作。當(dāng)施加的磁場(chǎng)達(dá)到“釋放點(diǎn)”(即)時(shí)，觸發(fā)器D輸出低電壓，使三極管E截止，輸出端V。工作溫度：4085攝氏度；它內(nèi)部由穩(wěn)壓器A、硅霍爾片B、差分放大器C、施密特觸發(fā)器D和OC門輸出E五部分組成，如圖47所示．從輸入端1輸入電壓Vcc，經(jīng)穩(wěn)壓器A穩(wěn)壓后加在硅霍爾片B的兩端，以提供恒定不變的工作電流．在垂直于霍爾片的感應(yīng)面方向施加磁場(chǎng)，產(chǎn)生霍爾電勢(shì)差Vw，該信號(hào)經(jīng)差分放大器c放大后送至施密特觸發(fā)器D整形．當(dāng)磁場(chǎng)達(dá)到“工作點(diǎn)”(即Bop)，見圖48，觸發(fā)器D輸出高電壓(相對(duì)于地電位)，使三極管E導(dǎo)通，輸出端V。工作電流：20mA。輸入電壓：。釋放點(diǎn)：25430；它的性能參數(shù)為：霍爾傳感器原理圖見圖46?；魻栯妱?shì)Uh=KhIB(其中Kh為霍爾元件靈敏度，它與所用的材料及幾何尺寸有關(guān))。它是近年來為適應(yīng)信息采集的需要而迅速發(fā)展起來的一種新型傳感器，這類傳感器具有工作頻帶寬，響應(yīng)快、面積小、靈敏度高、無缺點(diǎn)、便于集成化、多功能化等優(yōu)點(diǎn)，且易與計(jì)算機(jī)和其它數(shù)字儀表接口，因此被廣泛用于自動(dòng)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)控制、信息傳遞、生物醫(yī)學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域。其中，輸出電壓見式（41）。電源電路工作原理是：將220V的交流電送到變壓器的線圈，從線圈感應(yīng)出約12V的電壓送到4個(gè)二極管，因?yàn)榻涣麟姷奶攸c(diǎn)是方向和電壓大小一直隨時(shí)間變化，即它正負(fù)極是不固定的，二極管的作用是只允許電流從它的正極流向它的負(fù)極，這就是二極管整流的原理，此時(shí)，電壓大小還在發(fā)生變化，電容器有存儲(chǔ)電能的特性，在電壓較高時(shí)向電容器中充電，在電壓較低時(shí)便由電容器向電路供電，這個(gè)過程叫作濾波，圖45中C1的作用就是這樣。CC5選擇的是1000uF的電容，C，用來對(duì)低頻濾波，其作用也是對(duì)LM317T的1腳的電壓進(jìn)行小小的濾波，以提高輸出電壓的質(zhì)量，屬于高頻濾波。穩(wěn)壓電路圖見圖45。因此，只需要用極小的電流來調(diào)整ADJ端的電壓，便可在Vout端得到比較大的電流輸出。其封裝見圖44。 其性能參數(shù)為：此外它的線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率也比標(biāo)準(zhǔn)的固定穩(wěn)壓器好。我國和世界各大集成電路生產(chǎn)商均有同類產(chǎn)品可供選用，是使用極為廣泛的集成穩(wěn)壓器。 穩(wěn)壓可調(diào)直流電源電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用LM317T三端可調(diào)式穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)一個(gè)穩(wěn)壓可調(diào)直流電源，通過改變輸出電壓改變電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率，從而使電機(jī)產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)速。表41 復(fù)位后寄存器狀態(tài)表特殊功能寄存器初始狀態(tài)特殊功能寄存器初始狀態(tài)ABPSW00H00H0000HTMODTCONTH000H00H00HSPDPLDPHP0—P3IPIE07H00H00HFFHXX000000B0X000000BTL0TH1TL1SBUFSCONPCON00H00H00H不定 00H 0XXX0000B 電源電路本系統(tǒng)采用USE接口對(duì)系統(tǒng)板上各模塊供電，提供+5V電源。RST從高電平變?yōu)榈碗娖胶?，PC指針變?yōu)?000H，使單片機(jī)從程序存儲(chǔ)器地址為0000H的單元開始執(zhí)行程序。只要RST保持高電平，單片機(jī)將循環(huán)復(fù)位。復(fù)位有兩種方式：上電復(fù)位和按鈕復(fù)位，本系統(tǒng)采用的是按鈕復(fù)位電路，見圖42。單片機(jī)有一個(gè)復(fù)位引腳RST，高電平有效。圖41時(shí)鐘電路 復(fù)位電路單片機(jī)在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)都需要復(fù)位，復(fù)位使中央處理器CPU和內(nèi)部其他部件處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，從這個(gè)狀態(tài)開始工作。但反過來運(yùn)行速度快對(duì)存儲(chǔ)器的速度要求就高，對(duì)印制電路板的工藝要求也高，晶振和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)芯片靠近，以減少寄生電容，更好地保證振蕩器穩(wěn)定，可靠地工作。時(shí)鐘電路中。電路中的電容C7和C8典型值通常選擇為20pf30pf之間。時(shí)鐘電路是單片機(jī)的心臟，它控制著單片機(jī)的工作節(jié)奏。4 硬件電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)單片機(jī)的最小系統(tǒng)是指一個(gè)真正可用的單片機(jī)的最小配置系統(tǒng)，由時(shí)鐘電路、復(fù)位電路和電源電路組成。顯示器采用LCD液晶顯示器，負(fù)責(zé)顯示測(cè)得的轉(zhuǎn)速值及預(yù)設(shè)的高速、低速值。信號(hào)調(diào)理電路實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)信號(hào)的放大整形，降低對(duì)待測(cè)信號(hào)幅度要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)小信號(hào)的測(cè)量。系統(tǒng)原理框圖見圖35。 總體設(shè)計(jì)方案本系統(tǒng)的硬件主要由電機(jī)，霍爾傳感器，信號(hào)調(diào)理電路，STC89C52單片機(jī)，LCD液晶顯示器，矩陣鍵盤，報(bào)警系統(tǒng)組成。該方案更具人性化、智能化，但是就該設(shè)計(jì)要求而言，方案過于復(fù)雜，相對(duì)成本過高，工作量偏大。該方案不論在硬件焊接方面還是在編寫軟件方面都簡單方便，而且成本低廉。因此選擇方案三。方案二：采用點(diǎn)陣式數(shù)碼管顯示，點(diǎn)陣式數(shù)碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成，對(duì)于顯示簡單文字比較適合,如果顯示數(shù)字則浪費(fèi)資源,而且價(jià)格也相對(duì)較高。 兩種單片機(jī)都能滿足設(shè)計(jì)需要，但STC89C52相對(duì)于AT89C52價(jià)格便宜，且抗干擾能力強(qiáng)，考慮到成本因素，因此選擇方案二。STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)集成了8KB可重復(fù)編程的FLASH程序存儲(chǔ)器。AT89C52片內(nèi)具有8K字節(jié)程序存儲(chǔ)空間，256字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間,與MCS51系列單片機(jī)完全兼容，具有在線編程可擦除技術(shù)。所以本設(shè)計(jì)采用方案三，使用霍爾傳感器采集脈沖信號(hào)。在粘磁鋼時(shí)要注意，霍爾傳感器對(duì)磁場(chǎng)方向敏感，粘之前可以先手動(dòng)接近一下傳感器，如果沒有信號(hào)輸出，可以換一個(gè)方向再試。如果在圓周上粘上多粒磁鋼，可以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)一周獲得多個(gè)脈沖輸出,單片機(jī)根據(jù)脈沖數(shù)來計(jì)算轉(zhuǎn)速值。圖33 成品光電編碼器方案三：霍爾傳感器霍爾傳感器是對(duì)磁敏感的傳感元件，常用于開關(guān)信號(hào)采集的有CS30CS30A04E、A44E等，這種傳感器是一個(gè)3端器件，外形與三極管相似，只要接上電源、地，即可工作，輸出通常是集電極開路（OC）門輸出，工作電壓范圍寬，使用非常方便。將旋轉(zhuǎn)編碼器安裝在電機(jī)軸上，這樣每當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)過一圈編碼器就會(huì)發(fā)出一個(gè)脈沖，利用脈沖數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行測(cè)量。圖31 光電傳感器的原理圖圖32 遮光葉片方案二：光電編