【正文】 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口,可接收輸出4個(gè)TTL門電流。在給出地址“1”時(shí),它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢,當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí),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。 ●P2口：P2口為一個(gè)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(gè)TTL門電流,當(dāng)P2口被寫“1”時(shí),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(shí),將輸出電流,這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FIASH編程時(shí),P0口作為原碼輸入口,當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí),P0輸出原碼,此時(shí)P0外部必須被拉高。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí),被定義為高阻輸入。AT89C51單片機(jī)的功能：1．主要特性：◆與MCS51 兼容 ◆4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 ◆壽命：1000寫/擦循環(huán)◆數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年◆全靜態(tài)工作：0Hz24Hz◆三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定◆128*8位內(nèi)部RAM◆32位可編程I/O線◆兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器◆5個(gè)中斷源 ◆可編程串行通道◆低功耗的閑置和掉電模式◆片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 2．管腳說明（）： AT89C51管腳分布●VCC：供電電壓,●GND：接地。 AT89C51芯片它有40個(gè)管腳,分成兩排,每一排各有20個(gè)腳,其中左下角標(biāo)有箭頭的為第1腳,然后按逆時(shí)針方向依次為第2腳、第3腳……第40腳。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中,ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器,為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 單片機(jī)AT89C51介紹AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)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)。電源電壓主要在R19上,其輸出電壓約為0V。當(dāng)?shù)谝淮握屋敵鰹?5V的信號(hào)時(shí),三極管VT2基射極處于正向偏置狀態(tài),有電流I通過,故此時(shí)三極管的集射極處于通路狀態(tài)。第二次用三極管整形電路,當(dāng)輸出為5V的信號(hào)時(shí),三極管VT2（8050）,三極管VT2處于反向偏置狀態(tài),所以,VT2的集射極未接通,故處于截止?fàn)顟B(tài)。5V的電平的脈沖信號(hào),在脈沖計(jì)數(shù)時(shí),常用的是+5V的脈沖信號(hào)。R11和R17是防止電路短路,起到保護(hù)電路的作用。從而向輸入端輸入的滯回比較器。整形電路的主要作用是將正弦波信號(hào)轉(zhuǎn)化為方波脈沖信號(hào),最小幅值為0V。為起到消除干擾,實(shí)現(xiàn)濾波作用,故供電電源兩端需接10UF的電容接地,電容選擇金屬化聚丙已烯膜電容。其中第一級(jí)放大倍數(shù)為30,～。由于產(chǎn)生的電壓信號(hào)很小,所以要進(jìn)行放大處理,一般要放大至少1000倍（≥60dB）,然后在進(jìn)行信號(hào)處理工作。 遮光葉片（2）選用的傳感器型號(hào)為SZGB3（單向）SZGB3型傳感器特點(diǎn)介紹如下： 1)供單向計(jì)數(shù)器使用,測量轉(zhuǎn)速和線速度.2)采用密封結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定.3）光源用紅外發(fā)光管,功耗小,壽命長.4) SZGB3, 20電源電壓為12V DC SZGB3型傳感器主要性能介紹如下：,使用時(shí)通過連軸節(jié)與被測轉(zhuǎn)軸連接,當(dāng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí),將轉(zhuǎn)角位移轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào),供二次儀表計(jì)數(shù)使用。為此,安裝在轉(zhuǎn)軸上,當(dāng)扇葉經(jīng)過時(shí),產(chǎn)生脈沖信號(hào)。 轉(zhuǎn)速傳感器輸出電壓幅度在0—,由此可見,紅外線接收三極管的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的電壓Uo很微弱(一般為mV量級(jí)),需要進(jìn)行信號(hào)處理. 轉(zhuǎn)速傳感器電路圖（1）光電傳感器是應(yīng)用非常廣泛的一種器件,有各種各樣的形式,如透射式、反射式等,基本的原理就是當(dāng)發(fā)射管光照射到接收管時(shí),接收管導(dǎo)通,反之關(guān)斷。R的計(jì)算公式為：R=U/I計(jì)算得：Rmin=425Ω；Rmax=465Ω。,由于紅外光不可見,無法用肉眼識(shí)別發(fā)光信號(hào)是否在工作,故將紅外線的輸出回路串接了一個(gè)普通光電二極管作為判別光源發(fā)生回路是否為通路。測速齒盤上有30個(gè)齒槽,當(dāng)測速齒槽旋轉(zhuǎn)一周,光敏元件就能感受與開孔數(shù)相等次數(shù)的光次數(shù)。是目前常用的一種測量轉(zhuǎn)速的方法。 轉(zhuǎn)速信號(hào)采集在設(shè)計(jì)中采用光電傳感器采集信號(hào),這種傳感器是把旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速變?yōu)橄鄳?yīng)頻率的脈沖,然后用測量電路測出頻率,由頻率值就可知道所測轉(zhuǎn)速值。出于單片機(jī)在測量轉(zhuǎn)速方面具有體積小、性能強(qiáng)、成本低的特點(diǎn),越來越受到企業(yè)用戶的青睞。綜上所述,方案二使用光電傳感器作為本設(shè)計(jì)的最佳選擇方案。接到單片機(jī)89C51的相應(yīng)管腳上,通過89C51內(nèi)部定時(shí)/計(jì)時(shí)器T0、T1及相應(yīng)的程序設(shè)計(jì),組成一個(gè)數(shù)字式轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)。光電頭采用低功耗高亮度LED,光源為高可靠性可見紅光,無論黑夜還是白天,或是背景光強(qiáng)有大范圍改變都不影響接收效果。從圖中可見,轉(zhuǎn)子由一直流調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng),可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的無級(jí)調(diào)速。 霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu)原理圖 缺點(diǎn)：采用霍爾傳感器在信號(hào)采樣的時(shí)候,會(huì)出現(xiàn)采樣不精確,因?yàn)樗强看判愿袘?yīng)才采集脈沖的,使用時(shí)間長了會(huì)出現(xiàn)磁性變小,影響脈沖的采樣精度。, 。方案一：霍爾傳感器測量方案霍爾傳感器是利用霍爾效應(yīng)進(jìn)行工作的,其核心元件是根據(jù)霍爾效應(yīng)原理制成的霍爾元件。本說明書中給出兩種轉(zhuǎn)速測量方案,經(jīng)過我和伙伴查資料、構(gòu)思和自己的設(shè)計(jì),總體電路我們有兩套設(shè)計(jì)方案,部分重要模塊也考慮了其它設(shè)計(jì)方法,經(jīng)過分析,從實(shí)現(xiàn)難度、熟悉程度、器件用量等方面綜合考慮,我們才最終選擇了一個(gè)方案。③單片機(jī)：對處理過的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)速的實(shí)際值,送入LED④LED顯示：用來對所測量到的轉(zhuǎn)速進(jìn)行顯示。 系統(tǒng)原理圖 各部分模塊的功能：①傳感器：用來對信號(hào)的采樣。凡此種種因素限制了常規(guī)智能轉(zhuǎn)速測量方法的使用范圍。提高采樣速率通常就要減小采樣時(shí)間T,而T 的減小會(huì)使采到的脈沖數(shù)值N下降,導(dǎo)致脈沖當(dāng)量(每個(gè)脈沖所代表的轉(zhuǎn)速) 增高,從而使得測量精度變得粗糙。如果m=60,那么1 秒鐘內(nèi)脈沖個(gè)數(shù)N就是轉(zhuǎn)速n, 即:n=N/ (mT) =N/60 1/60=N (2)◆通常m為60。即通過速度傳感器,將轉(zhuǎn)速信號(hào)變?yōu)殡娒}沖,利用微機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)對脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù),再經(jīng)過軟件計(jì)算獲得轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。而臨時(shí)性轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng),多采用光電傳感器,從轉(zhuǎn)軸上預(yù)先粘貼的一個(gè)標(biāo)志上獲得一轉(zhuǎn)一個(gè)轉(zhuǎn)速脈沖,隨后利用電子倍頻器和測頻方法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速測量。根據(jù)以上的討論,考慮到實(shí)際應(yīng)用中需要測量的轉(zhuǎn)速范圍很寬,上述的轉(zhuǎn)速測量方法難以滿足要求,因此,研究高精度的轉(zhuǎn)速測量方法,以同時(shí)適用于高、低轉(zhuǎn)速信號(hào)的測量,不僅具有重要的理論意義,也是實(shí)際生產(chǎn)中的需要。它適用于高、低頻信號(hào)(高、低轉(zhuǎn)速信號(hào)) 的測量。對于測周期法,測量相對誤差為：Er2 = 測量誤差值/實(shí)際測量值100 % =1/( fcm0 )100 % (3)對于給定的時(shí)鐘脈沖fc,當(dāng)被測信號(hào)頻率越低時(shí),m0 越大,Er2就越小,所以測周期法適用于低頻信號(hào)(低轉(zhuǎn)速信號(hào)) 的測量。1 誤差來確定。當(dāng)時(shí)基誤差小于量化177。電子式定時(shí)計(jì)數(shù)法測量頻率時(shí),其測量準(zhǔn)確度主要由兩項(xiàng)誤差來決定：一項(xiàng)是時(shí)基誤差；另一項(xiàng)是量化177。在頻率的工程測量中,電子式定時(shí)計(jì)數(shù)測量頻率的方法一般有三種：①測頻率法:在一定時(shí)間間隔t 內(nèi),計(jì)數(shù)被測信號(hào)的重復(fù)變化次數(shù)N ,則被測信號(hào)的頻率fx 可表示為：fx = N／t (1)②測周期法：在被測信號(hào)的一個(gè)周期內(nèi),計(jì)數(shù)時(shí)鐘脈沖數(shù)m0,則被測信號(hào)頻率fx = fc/ m0,其中,fc 為時(shí)鐘脈沖信號(hào)頻率。本文介紹的采用單片機(jī)和光電傳感器組成的高精度轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng),其轉(zhuǎn)速測量方法采用的就是電子式定時(shí)計(jì)數(shù)法。按照不同的理論方法,先后產(chǎn)生過模擬測速法(如離心式轉(zhuǎn)速表)、同步測速法(如機(jī)械式或閃光式頻閃測速儀)以及計(jì)數(shù)測速法。進(jìn)一步鍛煉我們在信號(hào)采集、處理,顯示發(fā)面的實(shí)際工作能力。
這次設(shè)計(jì)內(nèi)容包含知識(shí)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(jì)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(gè)模塊的通信和聯(lián)調(diào)。在使用模技術(shù)制作測速表時(shí),常用測速發(fā)電機(jī)的方法,即將測速發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與待測軸相連,測速發(fā)電機(jī)的電壓高低反映了轉(zhuǎn)速的高低。 本設(shè)計(jì)課題的目的和意義在工程實(shí)踐中,經(jīng)常會(huì)遇到各種需要測量轉(zhuǎn)速的場合, 例如在發(fā)動(dòng)機(jī)、電