【正文】 10； 消隱碼；以上分配變量 MOV SP， 5FH ； 設(shè)置堆棧 。 SpCoun EQU 57H ； 速度計(jì)時(shí)器單元 57H 和 58H，高位在前（ 57H單元中） 。 [14] 以下是程序定義變量及進(jìn)行初始化的程序行 表 41 表 42 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 15 DISPBUF EQU 5AH ； 顯示緩沖區(qū)從 5AH 開始，共 5個(gè)單元。 系統(tǒng)程序的初始化 在程序開始之前，首先進(jìn)行變量的分配，使用 EQU偽指令定義了一些符號(hào)變 量，使得程序閱讀時(shí)較為直觀?？稍?T0 和 T1的溢出中斷 服務(wù)程序中，以供使用。程序中用： MOV TMOD， 00010101B 將控制字送入 TMOD。 M1M0=00，13位計(jì)數(shù)； M1M0=01， 16位計(jì)數(shù)； M1M0=10，自動(dòng)再裝入 8位計(jì)數(shù)； M1M0=11，工作于模式 3狀態(tài)。 C/〒 =1，工作于計(jì)數(shù)器方式； C/〒 =0工作于定時(shí)器方式。 GATE=1，只有 INT0/1 引腳為高電平且用指令置 TR0/1=1 時(shí)，才能啟動(dòng)定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0/1 的工作。由 GATE、軟件控制位 TR0/1 和 INT0/1 共同決定定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0/1 的打開或關(guān)閉。 系統(tǒng) 定時(shí) /計(jì)數(shù)器的方式控制字 分析及過(guò)程 系統(tǒng) 定時(shí) /計(jì)數(shù)器的方式控制字 TMOD，其地址為 89H，復(fù)位值 00H，不可位東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 14 尋址。這里，采用的 keil 匯編軟件有較強(qiáng)的預(yù)處理功能，能夠處理較復(fù)雜的運(yùn)算，因此，程序中可寫為： MOV TH1， HIGH(655364000) MOV TL1， LOW(655364000) 這里使用了兩條指令 High 和 Low，它們的用途分別是取其后括號(hào)中數(shù)值的高 8 位和低 8 位，因此，這兩行語(yǔ)句的含義就是取 65536－ 4000 的高 8位和低 8位，寫成 65536－ 4000 而不是寫出其結(jié)果 61536 可以提高程序的維護(hù)性，直觀地看到定時(shí)初值。 系統(tǒng) 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T1分析 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中， T1 被用于數(shù)碼管顯示及形成閘門信號(hào)，由于系統(tǒng)中用到 5 位數(shù)碼管，動(dòng)態(tài)顯示時(shí)，一組數(shù)碼管顯示的總時(shí)間以不超過(guò) 20ms 為宜，因此 這里選擇 T1 的定時(shí)時(shí)間為 4ms， 5 位數(shù)碼管顯示完畢，正好用于 20ms，這里選用T1的工作狀態(tài) 1。 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 13 4 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 程序 設(shè)計(jì)過(guò)程 方案 分析 硬件電路設(shè)計(jì)完畢，即進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，在程序設(shè)計(jì)之前，首先要確定定時(shí)器的工作方式，方式控制字，確定串行口的工作模式等，下面分別討論。沒(méi)有考慮波形畸變和干擾，在實(shí)際應(yīng)用中也可以用整形和抗干擾電路來(lái)調(diào)整。轉(zhuǎn)盤的圓孔的個(gè)數(shù)決定了測(cè)量的精度，個(gè)數(shù)越多，精度越高．這樣就可以在單位時(shí)間內(nèi)盡可能多地得到脈沖數(shù)，從而避免了因?yàn)閮蓚€(gè)過(guò)孔之間的距離過(guò)大，而正好在過(guò)孔之間或者是在下個(gè)過(guò)孔之前停止了，造成較大的誤差．設(shè)計(jì)中轉(zhuǎn)盤的圓孔的實(shí)際個(gè)數(shù)受到技術(shù)的限制．為了達(dá)到預(yù)定的效果設(shè)計(jì)在轉(zhuǎn)盤過(guò)孔的設(shè)計(jì)上采用 11個(gè)過(guò)孔，從而留下了 1O 個(gè)同等的間距．這樣在以后的軟件設(shè)計(jì)中能 夠較為方便的計(jì)算出脈沖頻率．其中單片機(jī)單片機(jī)的 1 19 腳接晶體和兩個(gè) 27PF 的電容，這里選用振蕩頻率為 12MHZ 的晶體。這樣，省去了顯示驅(qū)動(dòng)芯片，提高了性價(jià)比。根據(jù)上述原則，設(shè)計(jì)系統(tǒng)如圖 31所示 [13] 電路工作原理分析 本系統(tǒng)單片機(jī)采用 Atmel 公司生產(chǎn)的 89C51 作為主控制器，用 5位 LED 數(shù)碼 PLG 脈沖整形 驅(qū)動(dòng) 圖 31 測(cè)量轉(zhuǎn)速原理框圖 89C51 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 課題硬件電路設(shè)計(jì) 12 管作為顯示。硬件結(jié)構(gòu)應(yīng)與應(yīng)用軟件方案統(tǒng)一考慮，軟件能實(shí)現(xiàn)的硬件功能盡可能用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，但需注意的是軟件實(shí)現(xiàn)占用 CPU 的時(shí)間，而且，響應(yīng)時(shí)間比硬件長(zhǎng)。因此，系統(tǒng)的擴(kuò)展和配置應(yīng)遵循下列原則： 盡可能選擇典型電路，并符合單片機(jī)的常規(guī)用法。 一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)應(yīng)包含有兩個(gè)部分內(nèi)容： 內(nèi)部 系統(tǒng)擴(kuò)展，即當(dāng)單片機(jī)內(nèi)部的功能單元，如 片內(nèi) ROM、 RAM 的容量、 I/O 接 口、定時(shí) /計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)等容量不能滿足應(yīng)用系統(tǒng)要求時(shí)， 在許多實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中，還需要擴(kuò)展片EPROM、 RAM、 I/O 接口以及定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器等， 設(shè)計(jì)相應(yīng)的電路 [12]。實(shí)際測(cè)量時(shí)間 t 隨 Tc 的增大而增大。以確保測(cè)量準(zhǔn)確度為準(zhǔn)。通常碼盤脈沖倍頻數(shù)可以是 P 的整數(shù)倍。 1誤差 由（ 27）式可知：增大測(cè)量時(shí)間 t有利于提高測(cè)量準(zhǔn)確度。 1 誤差是影響測(cè)量準(zhǔn)確度的主要因素 [11]。 1誤差。 1誤差、時(shí) 間基準(zhǔn)誤差、干擾造成的誤觸發(fā)引起的誤差。 m2時(shí)基脈沖數(shù)。單位 ：（轉(zhuǎn) /分） fc晶體震蕩頻率。由圖可見，從 a點(diǎn)開始，計(jì)數(shù)器對(duì) m1和 m2計(jì)數(shù)，到達(dá) b 點(diǎn)，預(yù)定的測(cè)速時(shí)間到，計(jì)算機(jī)發(fā)出停止計(jì)數(shù)的指令，因?yàn)?Tc 不一定正好等于整數(shù)個(gè)脈沖發(fā)生器脈沖周期，所以，計(jì)數(shù)器仍對(duì)高頻脈沖繼續(xù)計(jì)數(shù)，到達(dá) c 點(diǎn)時(shí)，脈沖發(fā)生器脈沖的上升沿使計(jì)數(shù)器停止，這樣， m2就代表了 m1東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 課題涉及到的相關(guān)技術(shù)及原理 10 個(gè)脈沖周期的時(shí)間。該法在高速及低速時(shí)都具有相對(duì)較高的精度。由于同時(shí)對(duì)兩種脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)， 因此只要 “ 同時(shí)性 ” 處理得當(dāng)， M/ T法在高速和低速時(shí)都具有較高的測(cè)速精度。在一設(shè)在時(shí)間 T內(nèi)，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)過(guò)的弧度數(shù)為 X1，則的轉(zhuǎn)速 n 可由下式表示：定測(cè)量時(shí)間 T 內(nèi)，測(cè)量脈沖發(fā)生器（替代輸入脈沖）產(chǎn)生的脈沖數(shù) m1 來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)速 [10]。雖然檢測(cè)時(shí)間一定，但檢測(cè)的起止時(shí)間具有隨機(jī)性， 因此 M法測(cè)量轉(zhuǎn)速在極端情況下會(huì)產(chǎn)生士 1 個(gè)轉(zhuǎn)速脈沖的誤差。測(cè)周法在低轉(zhuǎn)速時(shí)精度較高，但隨著轉(zhuǎn)速的增加，精度變差，有小于一個(gè)脈沖的誤差 存在。 n轉(zhuǎn)速單位：（轉(zhuǎn) /分） m2 時(shí)基脈沖 由 理論 可知“ T”法測(cè)量精度的誤差主要有兩個(gè)方面上，一是兩脈沖的上升沿觸發(fā)時(shí)間不一致而產(chǎn)生的；二是計(jì)數(shù)和定時(shí)起始和關(guān)閉不一致而產(chǎn)生的。定時(shí)器對(duì)時(shí)基脈沖 (頻率為 fc)進(jìn)行計(jì)數(shù)定時(shí)，在 Tp內(nèi)計(jì)數(shù)值若為 m2，則計(jì)算公式為： n=60/pTp (22) 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 課題涉及到的相關(guān)技術(shù)及原理 9 即： n=60fc/Pm2 （ 23） P為轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)一周脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖數(shù)。對(duì)于多孔碼盤，其測(cè)量的時(shí)間只是每轉(zhuǎn)的 1/N， N 為碼盤孔數(shù)。所以轉(zhuǎn)速可以用兩脈沖產(chǎn)生的間隔寬度 Tp 來(lái)決定。相鄰兩個(gè)轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)時(shí)間的測(cè)量是采用對(duì)已知高頻脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其有兩種驅(qū)動(dòng)方式，共陰驅(qū)動(dòng)和共陽(yáng)驅(qū)動(dòng)，共陰驅(qū)動(dòng)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(yáng)結(jié)構(gòu)中，將各段發(fā)光二極管陽(yáng)極連在一起，并將公共端接上 +5V 電源，顯示字符對(duì)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 。 [9] 單片機(jī)是整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的主要部分，擔(dān)負(fù)對(duì)前端脈沖信號(hào)的處理、計(jì)算、以及信號(hào)的同步，計(jì)時(shí)等任務(wù)，其次，將測(cè)量的數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)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(gè)數(shù)（碼盤的線程數(shù)）來(lái)提高精度。而倍頻電路主要用于解決低轉(zhuǎn)速時(shí)測(cè)量精度問(wèn)題。而脈沖信號(hào)的上升沿和下降沿對(duì)數(shù)字電路的觸發(fā)尤為重要，若要將轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)直接加到計(jì)數(shù)器或外部中斷的輸入端，并利用其上升沿來(lái)觸發(fā)進(jìn)行計(jì)數(shù)，則必須要求輸入的信號(hào)有陡峭的上升沿或下降沿。 2)直 接由脈沖來(lái)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 。 （ 3）通過(guò)測(cè)量?jī)x表拾取被測(cè)信號(hào) 目前有許多測(cè)量?jī)x表用于各 種測(cè)量中，有大信號(hào)輸出、有 BCD 碼輸出等，但價(jià)格昂貴，專業(yè)性強(qiáng)，一般不適合通用系統(tǒng)。 （ 2）通過(guò)傳感器拾取信號(hào) 由專業(yè)人員將敏感元件和相應(yīng)的測(cè)量電路、傳遞機(jī)構(gòu)以適當(dāng)?shù)男问街瞥刹煌愋汀⒉煌锰幍膫鞲衅?，根?jù)原理輸出電量。如 R、 L、 C 設(shè)計(jì)相應(yīng)的電路，便能完成這種對(duì)應(yīng)關(guān)系。 測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)成 一般轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)有以下幾個(gè)部分構(gòu)成，如圖 （ 23）所示 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 課題涉及到的相關(guān)技術(shù)及原理 7 轉(zhuǎn)速信號(hào)拾取是整個(gè)系統(tǒng)的前端通道，目的是將外界的非電參量，通過(guò)一定方式轉(zhuǎn)換成電量，這一環(huán)節(jié)可以通過(guò)敏感元件、傳感器或測(cè)量?jī)x表等來(lái)實(shí)現(xiàn)。在測(cè)量范圍和測(cè)量精度方面都有極大的提高。 單片機(jī)測(cè)量轉(zhuǎn)速的基本方法 轉(zhuǎn)速是工程中應(yīng)用非常廣泛的一個(gè)參數(shù)，早期模擬量的模擬處理一直是作為轉(zhuǎn)速測(cè)量的主要方法，這種測(cè)量方法在測(cè)量范圍和測(cè)量精度上，已不能適應(yīng)現(xiàn)代科技發(fā)展的要求。這兩種測(cè)速方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，“ M”法一般用于高速測(cè)量，在轉(zhuǎn)速較低時(shí)，測(cè)量誤差較大，而且，檢測(cè)裝置對(duì)轉(zhuǎn)速分辨能力也變差；而“ T”法一般用于低速測(cè)量，速度越低測(cè)量精度越高，但在測(cè)量高轉(zhuǎn)速時(shí)，誤 差較大；結(jié)合這兩種測(cè)量方法就可以地出第三種測(cè)量方法，即‘ M/T’法結(jié)合這兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，一方面象“ M”法那樣在對(duì)傳感器發(fā)出的脈沖計(jì)數(shù)的同時(shí)，也象“ T”法那樣計(jì)取脈沖的時(shí)間，通過(guò)計(jì)算即可得出轉(zhuǎn)速值。這種以測(cè)量頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量轉(zhuǎn)速的方法，稱測(cè)頻法。常用的傳感器種類有光電傳感器、電磁式傳感器、電容式傳感器等，而測(cè)量方法上有測(cè)量轉(zhuǎn)速周期、轉(zhuǎn)速頻率等。 傳感器 光電轉(zhuǎn)換 與信號(hào)調(diào)節(jié) 鍵盤 ROM RS232 數(shù)碼顯示譯碼器 LED 數(shù)碼管 89C51 圖 21 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 課題涉及到的相關(guān)技術(shù)及原理 6 轉(zhuǎn)速測(cè)量方法概述 轉(zhuǎn)速測(cè)量的方法有很多，根據(jù)工作原理可分為計(jì)數(shù)式、模擬式、同步式。這部分電路的設(shè)計(jì)相對(duì)較難把握，一旦設(shè)計(jì)有誤，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重響。這部分設(shè)計(jì)一般都能找到相關(guān)的參考資料，因此相對(duì)來(lái)講比較容易一些。存儲(chǔ)器的擴(kuò)展指 EPROM、 EEPROM 和 RAM 的擴(kuò)展。它們直接與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)相連，是干擾進(jìn)入的主要通道，一般要采取隔離措施。單片機(jī)實(shí)時(shí) 掃描傳感器的工作狀態(tài) ， 根據(jù)傳感器發(fā)來(lái)的信號(hào)自動(dòng)調(diào)用相應(yīng)的子程序 ，給出相應(yīng)的控制信號(hào)，控制被控部件做出相應(yīng)的反應(yīng)。 脈沖計(jì) 數(shù)器 鍵盤 單 片 機(jī) 顯示 存儲(chǔ)器 報(bào)警 圖 11 轉(zhuǎn)速測(cè)量框圖 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 課題涉及到的相關(guān)技術(shù)及原理 5 2 課題涉及到的相關(guān)技術(shù)及原理 單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)技術(shù) 測(cè)控 系統(tǒng)大概由三部分組成：檢測(cè)部分、控制部分和輸出部分。神經(jīng)元芯片將每個(gè)通道計(jì)數(shù)值存儲(chǔ)到片內(nèi) RAM 區(qū)，并將計(jì)算得到轉(zhuǎn)速值送到信號(hào)處理模塊，以計(jì)算水輪機(jī)組工作效率。首先是將輸入脈沖信號(hào)經(jīng)去抖、限幅后變成符合 EP1C6Q 輸入信號(hào)特性要求信號(hào)，然后當(dāng) EP1C6Q 接到神經(jīng)元信號(hào)測(cè)量命令后，再捕捉輸入信號(hào)上升沿。收發(fā)器是節(jié)點(diǎn)之間通信橋梁。 （ 4）由變換器構(gòu)成直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可有效克服以往的直流調(diào)速中的諧波大、功率因數(shù)低的問(wèn)題，是一種節(jié)能的調(diào)速方案。轉(zhuǎn)速由單片機(jī)的 P0 口輸出，同時(shí)當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)設(shè)定值時(shí)，通過(guò)單片機(jī)的Ｐ 1口輸出信 號(hào)，驅(qū)動(dòng)響鈴報(bào)警。隨著單片機(jī)技術(shù)的日新月異，使許多控制功能及算法可以采用軟件技術(shù)來(lái)完成，不但為直流電動(dòng)機(jī)的控制提供了更大的靈活性，而且使系統(tǒng)能達(dá)到了更高的性能，從而大大節(jié)約了人力資源，降低了系統(tǒng)成本，有效地提高了工作效率。而且，從控制的角度來(lái)看，直流調(diào)速還是交流拖動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。 轉(zhuǎn)速測(cè)量在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用 轉(zhuǎn)速測(cè)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