【正文】 ，本次畢業(yè)設(shè)計任務(wù)完成，系統(tǒng)各部分功能均已實現(xiàn)，單片機能夠測量出電機的轉(zhuǎn)速并能顯示在LED數(shù)碼管上，并能向上位機發(fā)送數(shù)據(jù)；測量范圍也是比較寬的60r/min36000r/min，%，都達到了比較理想的狀態(tài)。，是一位一位的顯示，在位選信號這里出現(xiàn)了問題，在左移的時候出現(xiàn)問題，以及顯示完一個字型后調(diào)用的延時時間不合理導(dǎo)致顯示不穩(wěn)定，出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，改變時間到1毫秒左右就差不多對了。在前面還沒有解決的時候，我們暫時用信號發(fā)生器來代替外部中斷9的輸入，由于中斷執(zhí)行與否我們沒法看到，可以用設(shè)置中斷點的方法或者利用示波器，在中斷服務(wù)程序中重新編寫一些程序觀察單片機的某一輸出口的波形變換或者中斷程序中讓數(shù)碼管點亮等直觀可以看到的方法來檢查中斷的執(zhí)行情況；，要先讀去反映轉(zhuǎn)速的TH0，TL0，再去清0，軟件記數(shù)的高字節(jié)VTT應(yīng)該在定時中斷0中的服務(wù)程序中自增的同時清TH0，TL0，在外部中斷程序中要讀取三字節(jié)的記數(shù)值后同時清三個記數(shù)器，再從中斷返回； 條件下出現(xiàn)了轉(zhuǎn)速不準(zhǔn)確，就是在調(diào)用轉(zhuǎn)換程序時出現(xiàn)了問題，觀察程序時發(fā)現(xiàn)調(diào)用子程序是傳送的參數(shù)不對，在用寄存器R的時候出現(xiàn)了重復(fù)現(xiàn)象，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換過程中出現(xiàn)了混亂。波形得到了大大改善；，中斷入口地址，發(fā)現(xiàn)中斷定時0的地址寫成中斷定時1的入口地址了。利用萬用表檢查時發(fā)現(xiàn)接5V和地的PCB上的線都壞了，重新用線接在電路板上。 故障分析與解決方案故障出現(xiàn)情況：，產(chǎn)生波形不穩(wěn)，不管是定時中斷還是外部中斷；；，而且在波形頻率變化下顯示轉(zhuǎn)速卻不變，顯示不穩(wěn)定；，接電機不穩(wěn)定，PC機接收亂碼；解決方案（針對上述故障一一對應(yīng)的解決方案）：，中間引腳接地，數(shù)據(jù)線接單片機的外部中斷0。 綜合調(diào)試在硬件和軟件單獨調(diào)試成功后進行軟硬件綜合調(diào)試，它可以分成以下幾個步驟：；，計算出轉(zhuǎn)速值并存儲；。其次、二進制到十進制的轉(zhuǎn)換，我們依然可以利用上述列舉的方法，多次給出數(shù)據(jù)，然后運行程序，可以設(shè)置觀察變量，觀察出程序轉(zhuǎn)換的結(jié)果。程序調(diào)試過程： 整個程序是一個主程序調(diào)用各個子程序?qū)崿F(xiàn)功能的過程，要使主程序和整個程序都能平穩(wěn)運行，各個模塊的子程序的正確與平穩(wěn)運行必不可少，所以在軟件調(diào)試的最初階段就是把各個子程序模塊進行分別調(diào)試。在更改對話框中用戶輸入要更改的取值，點擊確定按鈕。如果用戶在調(diào)試過程中了解到變量的內(nèi)容（超值、未定義等）會對程序性能產(chǎn)生影響或引起異常時，立即更改變量的內(nèi)容是很有效的方法，以確保該值在正確范圍內(nèi)不會產(chǎn)生錯誤。用戶可以直接移動鼠標(biāo)到相應(yīng)的變量名上，點擊鼠標(biāo)左鍵，將出現(xiàn)一個提示窗口，顯示這個變量的當(dāng)前值。通過添加觀察項菜單可以將用戶希望觀察的變量添加到觀察窗口中，長期進行觀察。顯然，通過一系列指令查看應(yīng)用程序，了解導(dǎo)致某一錯誤的執(zhí)行也是一種非常有效的方法。LCA51調(diào)試軟件還提供一次性斷點：執(zhí)行到光標(biāo)所在行。如果已知程序中某塊代碼實際運行正常的情況下，仍用跟蹤調(diào)試方法，將大大浪費時間，而且很枯燥，因此調(diào)試中第二個重要工具是在源代碼中預(yù)定處設(shè)置斷點，大多數(shù)調(diào)試程序通過使用斷點中止程序執(zhí)行。通過型單步僅執(zhí)行下一條源語句程序，然后又停止。跟蹤型單步執(zhí)行一條源語句程序。調(diào)試應(yīng)用程序所提供的重要性能也許就是跟蹤應(yīng)用程序。調(diào)試時用戶可動態(tài)觀察、修改設(shè)定變量（包括CPU片內(nèi)寄存器、特殊寄存器及外部寄存器、內(nèi)存）的值。高級語言還支持源文件調(diào)試和匯編語言指令行對照調(diào)試。 LCA51軟件全面支持匯編語言，C51語言，PL/M51語言的編譯/連接、調(diào)試。 軟件調(diào)試單片機程序調(diào)試思路：單片機部分調(diào)試工作的完成主要應(yīng)用LCA51軟件來完成，這一部分工作首先將轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)中的各個模塊——計算程序中的除法程序、雙字節(jié)的二十進制數(shù)制轉(zhuǎn)換程序，壓縮BCD碼十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為非壓縮BCD碼的程序以及顯示部分程序調(diào)試好，不斷調(diào)試，不斷修改直到正確為止。：這一部分電路硬件調(diào)試主要完成任務(wù)是使得通過HIN232CPE電平轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換前后的電平關(guān)系。只需要接仿真機上編寫一個小程序讓5位LED全亮，或者讓它們其中的某位點亮，也可以顯示不同的數(shù)字，根據(jù)要求給P0口，P2口分別賦值。電路上電檢查7407是否接上電源和地讓其正常工作。：由于數(shù)碼管采用的是動態(tài)掃描的方式點亮的。：這一部分調(diào)試主要是檢查時鐘電路、復(fù)位電路是否接對，單片機的電源以及地是否接好，以及其他的一些管腳的接法。特別是數(shù)碼管的連接部分，有PROTEL制作的PCB確保要和原理圖上的圖一致，有些在電路板上沒法連接的線路，要用短接線把接好，對照著原理圖部分，一部分一部分地用萬用表測量，注意焊點之間，確保焊點沒有短接在一起，同時注意焊點的美觀，確保沒有開路以及短路的現(xiàn)象出現(xiàn)。在上電前，我們必須確保電路中不存在斷路或短路情況，這一工作是整個調(diào)試工作的第一步，也是非常重要的一個步驟。 硬件調(diào)試硬件調(diào)試主要是針對我的轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的單片機硬件電路分別進行調(diào)試。開始30HR0，表首地址DPTR，（R1）=0FEH（R0）賦值給AA+DPTR賦值給P0（R1）=P1，（R1）=A，RL AINC R0 ，A=（R1）（R1）=0DFH？結(jié)束N 圖3－6 顯示程序流程圖 本章小結(jié)本章主要介紹了程序設(shè)計原理以及程序的設(shè)計思路。本文設(shè)計的測速系統(tǒng)，是軟硬結(jié)合的系統(tǒng)，核心部分是主體硬件，而運行在單片機上的軟件程序則是完成控制硬件運行、測速計算以及顯示控制等工作的主體。顯示部分程序分為兩部分：十進制BCD轉(zhuǎn)換成非壓縮BCD碼；查表程序顯示數(shù)據(jù)。NY除 法移位次數(shù) 計數(shù)器被除數(shù)左移1位被除數(shù) 除數(shù)上商1，減去除數(shù)上商0返回計數(shù)器減1計數(shù)器=0？ 圖3－3除法程序流程圖按照數(shù)制轉(zhuǎn)換方法可以畫出流程圖 開始0RRR616R7C（R2R3）左移1位（移出位bi在C中）2*（R4R5R6）+C R4R5R6（十進制運算）（R7）1—R7=0？返 回 圖 3－4 雙字節(jié)整數(shù)二翻十程序流程圖單片機顯示部分可以用來顯示計算出來的數(shù)據(jù)的。 二十進制轉(zhuǎn)換程序計算程序計算出來的數(shù)據(jù)為二進制，存到50H、51H單元中以便發(fā)送程序中調(diào)用傳送數(shù)據(jù)到計算機，計算機可識別二進制，然而，我們需要在LED上顯示，查表程序需要拆分的BCD碼，所以二進制必須先轉(zhuǎn)換成BCD后才能拆分。 單片機轉(zhuǎn)速計算程序由于本次設(shè)計的系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能是將霍爾傳感器的信號送到單片機的外部中斷口，再對周期方波進行內(nèi)部計數(shù)，調(diào)用計算程序把轉(zhuǎn)速測出來。三字節(jié)組成除數(shù)，上面的常數(shù)為四字節(jié)，所以計算程序?qū)嶋H上就是調(diào)用一個四字節(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：單片機的轉(zhuǎn)速測量完成，定時器T0作為內(nèi)部定時器，外部中斷來的時候讀取TH0，TL0，并同時清零TH0、TL0，使定時器再次循環(huán)計內(nèi)部脈沖。其中，N是內(nèi)部定時器的計數(shù)值，為三字節(jié)，分別由TH0，TL0，VTT構(gòu)成；Tc為時基，所以Tc不在是1um，而是12M/，帶入上面公式，即可得到轉(zhuǎn)速的精確計算公式：N=60*11059200/12N=55296000/N。第3章 軟件設(shè)計 單片機轉(zhuǎn)速程序設(shè)計級思路過程單片機測量轉(zhuǎn)速可以分為若干模塊，然后在主程序中調(diào)用各個模塊， 流程圖如下圖所示。HIN232CPE芯片引腳排列和外部元件連接線路如圖213所示。HIN232CPE能將RS232C電平轉(zhuǎn)換成TTL電平，也能將TTL電平轉(zhuǎn)換成RS232C電平，只需單+5V供電，由內(nèi)部升高電路產(chǎn)生10V～+12V。電氣特性：EIARS232C對電器特性、邏輯電平和各種信號線功能都作了規(guī)定；在TxD和RxD上：邏輯1(MARK) =3V～15V邏輯0(SPACE)=+3～＋15V在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制線上：信號有效（接通，ON狀態(tài)，正電壓）＝+3V～+15V信號無效（斷開，OFF狀態(tài)，負(fù)電壓）＝3V～15VDB9是RS232信號線的連接器，其連接器的機械特性見圖(211)，表21所示RS232信號線名稱、符號以及對應(yīng)在DB9上的針腳號。RS232C最大傳輸距離為15m，最高傳輸速率約20kbps，信號的邏輯0電平為+3V～+15V。該必發(fā)器的數(shù)據(jù)傳輸速率最好設(shè)在9600b/s為宜，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴１敬嗡捎玫氖荋IN232CP，我們要對其外圍電路進行設(shè)計，下面我們將詳細(xì)的敘述。電參數(shù)： 參數(shù) 符號 測試條件 量值 單位 最小 典型 最大電源電壓 VCC 輸出低電平電壓 Vout Iout=20mA BBOP200400mV輸出高電平電流 IOFF Vout=24V B 電源電流ICCVCC=24V 輸出端開路 10 mA輸出上升時間 trVcc=12V RL= CL=輸出下降時間tfVcc=12V RL= CL= 產(chǎn)品特點:、可靠性高應(yīng)用:. 霍爾開關(guān)元件的電路圖：圖210 霍爾傳感器的電路圖 發(fā)送模塊根據(jù)系統(tǒng)功能要求，要使單片機測量的轉(zhuǎn)速能夠向上位機發(fā)送數(shù)據(jù)，硬件電路中必須要考慮到單片機的發(fā)送部分，由于單片機通過串口發(fā)送出來的是TTL邏輯電平（0V和5V），而計算機RS232總線上輸入、輸出數(shù)據(jù)和控制信號為+12V左右的電壓，單片機要和PC的上位機通信就必須是電平一致，所以發(fā)送部分關(guān)鍵的部分是電平轉(zhuǎn)換和串口發(fā)送，電平轉(zhuǎn)換可以用模擬器件進行轉(zhuǎn)換，但是為了方便起見，本次設(shè)計采用的是集成芯片，一個芯片加上它的外圍電路即可完成電平的轉(zhuǎn)換的工作。 AH41霍爾開關(guān)AH41霍爾開關(guān)電路最適于響應(yīng)變化斜率陡峭的磁場并在磁通密度較弱的場合使用，適用于單極或多對磁環(huán)工作，它由反向電壓保護器、電壓調(diào)整器、霍爾電壓發(fā)生器、信號放大器、史密特觸發(fā)器和集電極開路的輸出級組成。在封裝好的霍爾電路中，霍爾片的深度在產(chǎn)品手冊中會給出。為保證霍爾器件，尤其是霍爾開關(guān)器件的可靠工作，在應(yīng)用中要考慮有效工作氣隙的長度。例如，用一個54（mm3）的釹鐵硼Ⅱ號磁鋼，就可在它的磁極表面上得到約2300高斯的磁感應(yīng)強度。若不垂直，則應(yīng)求出其垂直分量來計算被測磁場的磁感應(yīng)強度值。開關(guān)型集成霍爾傳感器是把霍爾元件的輸出經(jīng)過處理后輸出一個高電平或低電平的數(shù)字信號。集成霍爾傳感器的輸出是經(jīng)過處理的霍爾輸出信號。集成霍爾傳感器與分立相比，由于減少了焊點，因此顯著地提高了可靠性。集成霍爾傳感器是利用硅集成電路工藝將霍爾元件和測量線路集成在一起的一種傳感器。按被檢測的對象的性質(zhì)可將它們分為：直接應(yīng)用和間接應(yīng)用。按照霍爾器件的功能可將他們分為：霍爾線性器件和霍爾開關(guān)器件?；魻柧€性器件的精度高、線性度好；霍爾開關(guān)器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回調(diào)、位置重復(fù)精度高（可達um級）?；魻柶骷曰魻栃?yīng)為其工作基礎(chǔ)。霍爾元件是一種磁傳感器。對于圖29中的5位顯示器，在AT89C51RAM存貯器中設(shè)置五個顯示緩沖器單元30H－35H，分別存放5位顯示器的顯示數(shù)據(jù)，AT89C51的P2口掃描輸出總是只在一位為低電平，即5位顯示器中僅有一位公共陰極為低電平，其它位為高電平，AT89C51的P0口相應(yīng)位（陰極為低）的顯示數(shù)據(jù)的段數(shù)據(jù)，使該位顯示出一個字符，其它們?yōu)榘担来蔚馗淖働2口輸出為高的位，P0口輸出對應(yīng)的段數(shù)據(jù)，5位顯示器就顯示出由緩沖器中顯示數(shù)據(jù)所確定的字符。5位共陰極顯示器和AT89C51的接口邏輯如圖28所示。若顯示器的位數(shù)不大于8位，則控制顯示器公共極電位只需8位口（稱為掃描口），控制各位顯示器所顯示的字形也需一個8位口（稱為段數(shù)據(jù)口）。顯示器的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)，也與點亮?xí)r間和間隔時間的比例有關(guān)。圖28 7407管腳的結(jié)構(gòu)顯示方式：為了節(jié)省I/O口線，我們采用的動態(tài)顯示方式。才能顯示出正確的數(shù)字來，如圖27所示，為七段數(shù)碼管的管腳圖。1位顯示器由八個發(fā)光二極管組成，其中七個發(fā)光二極管ag控制七個筆畫（段）的亮或暗，另一個控制一個小數(shù)點的亮和暗，這種筆畫式的七段顯示器能顯示的字符較少，字符的開頭有些失真，但控制簡單，使用方便。顯示器結(jié)構(gòu)：常用的七段顯示器的結(jié)構(gòu)如圖26所示。LED是屬于電流控制器件，使用時必須加限流電阻。若復(fù)位電路失效，加電后CPU從一個隨機的狀態(tài)開始工作，系統(tǒng)就不能正常運轉(zhuǎn)。10MHZ時約為1ms，1MHZ時約為10ms，所以一般為了可靠的復(fù)位，RST在上電應(yīng)保持20ms以上的高電平。在加電瞬間，電容通過電阻充電，就在RST端出現(xiàn)一定時間的高電平，只要高電平時間足夠長，就可以使MCS51有效的復(fù)位。單片機采用的復(fù)位方式是自動復(fù)位方式。此時ALE、PSEN、P0、PPP3口都 輸出高電平。 圖24 CMOS型單片機時鐘電路框圖 復(fù)位電路計算機在啟動運行時都需要復(fù)位，使中央處理器CPU和系統(tǒng)中的其它部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。圖中SYS為晶振或陶瓷諧振器，振蕩器產(chǎn)生的時鐘頻率主要由SYS參數(shù)確定（晶振上標(biāo)明的頻率）。振蕩器工作受/PD端控制，由軟件置“1”PD（）使/PD＝0，振蕩器停止工作，整個單片機也就停止工作，以達到節(jié)電目的。AT89C51是屬于CMOS8位微處理器，它的時鐘電路在結(jié)構(gòu)上有別于N