【正文】 轉(zhuǎn)速下的測量。因此，在實際操作時往往采用一種稱變M/T的測量方法，即所謂變M/T法，在M/T法的基礎(chǔ)上，讓測量時間Tc始終等于轉(zhuǎn)速輸入脈沖信號的周期之和?；贛法測量速度，電路和程序均較為簡單，且可以在一定的條件下滿足精度的要求，所以本設(shè)計中采用M法進行測量，誤差和精度的具體分析過程在此不做復述[8]。顯示鍵盤單片機信號調(diào)理電路光電傳感器測速齒盤 轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)方框圖本系統(tǒng)的硬件主要由光電傳感器、信號處理電路、單片機AT89C5鍵盤、LED顯示等組成。硬件電路圖如圖附件1所示[9]。測速圓盤位于紅外線發(fā)光二極管（規(guī)格HG11）和紅外線接收三級管（規(guī)格3DU5C）之間，采用+5V電壓供電，選用合適的電阻值來配合該其工作。通過改變測速圓盤的旋轉(zhuǎn)速度來控制輸出電信號的頻率值，并將其輸出?！?，中間通過緩沖器74LS245進行數(shù)據(jù)緩沖?！?。而各位的共陽極分別由相應的I/O線控制，實現(xiàn)各位的分時選通。因此，同一個時刻，某一位的顯示與該位的位選線選通狀態(tài)有關(guān)，若要各位LED能夠顯示出與本位相應的顯示字符，就必須采用掃描顯示方式[10]。因此，本系統(tǒng)在設(shè)計時，做了一些考慮，在硬件設(shè)計時增加了串行通信口，采用MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片，將PC機串行口的RS232電平與AT89C51單片機使用的TTL電平進行轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)了單片機和PC機之間的數(shù)據(jù)傳送。 MAX232引腳圖 AT89C51管腳圖本設(shè)計使用的鍵盤主要為完成一個功能—轉(zhuǎn)速測量的啟動/停止；，通過讀I/O口，判定各I/O線的電平狀態(tài)，即可識別出按下的按鍵。單片機除本身需要復位以外，外部擴展的I/O接口電路等也需要復位。AT89C51單片機的RST端通過10kΩ電阻接地，10μ電容直接和一個接有按鍵的200Ω電阻并聯(lián)接入電源端，上電按鈕復位電路。 硬件電路中主要部件的介紹：隨著智能儀表的發(fā)展，用單片機構(gòu)成的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)已經(jīng)普及，該系統(tǒng)它不僅采集數(shù)據(jù)而且還能對采集到的模擬信號進行數(shù)據(jù)處理。該器件使用ATMEL公司的高密度非易失性存儲器制造技術(shù)，并且與工業(yè)標準MCS51TM的指令系統(tǒng)和管腳配置兼容。這一器件將通用的8bitsCPU和閃存結(jié)合起來，集成在一個芯片上，使該芯片成為不少控制系統(tǒng)的高度靈活和經(jīng)濟的解決方案?？捎糜谠S多用途，比如連接鼠標、打印機或者Modem，同時也可以接工業(yè)儀器儀表。RS232只限于PC串口和設(shè)備間點對點的通信。計算機的串口采用的是RS232電平，是12V的電壓，而我們單片機系統(tǒng)則采用的是TTL電平，是0～+5V的電壓。在我們的硬件圖里使用互換器MAX232來進行TTL電平和RS232電平的轉(zhuǎn)換。MAX232的引腳說明為：VCC：供電電壓；GND：地；C+、C：外圍電容；T1IN：第一路TTL/CMOS驅(qū)動電平輸入；T1OUT：第一路RS232電平輸出；R1IN：第一路電平輸入；R1OUT：第一路TTL/COMS驅(qū)動電平輸出；T2IN：第二路TTL/CMOS驅(qū)動電平輸入；T2OUT：第二路RS232電平的輸出；R2IN：第二路RS232電平輸入；R2OUT：第二路TTL/COMS驅(qū)動電平輸出。4 智能轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的軟件設(shè)計在單片機的開發(fā)應用中，逐漸引入了高級語言，C語言就是其中的一種。但是使用匯編語言會遇到很多問題，首先它的可讀性和可維護性不強，特別是當呈現(xiàn)沒有很好的標注時，其次就是代碼的可重用性也比較低。C語言具有良好的模塊化，容易閱讀和維護等優(yōu)點。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慣，開發(fā)者可以更專心地考慮算法而不是考慮一些細節(jié)問題，這樣就減少了開發(fā)和調(diào)試時間。很多處理器支持C編譯器，這意味著對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。對大多數(shù)51系列單片機，使用C語言這樣的高級語言與使用匯編語言相比具有如下優(yōu)點：(1)不需要了解處理器的指令集，也不必了解存儲器結(jié)構(gòu)；(2)寄存器分配和尋址方式由編譯器進行管理，編程時不需要考慮存儲器的 尋址和數(shù)據(jù)類型等細節(jié)；(3)指定操作的變量選擇組合提高了程序的可讀性；(4)可使用與人的思維更相近的關(guān)鍵字和操作函數(shù)；(5)與使用匯編語言編程相比，程序的開發(fā)和調(diào)試時間大大縮短；(6)C語言中的庫文件提供許多標準的方程，例如：格式化輸出、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和浮點運算等；(7)通過C語言可實現(xiàn)模塊編程技術(shù)，從而可將已編制好的程序加入到新程序中；(8)C語言可移植性好且非常普及，C語言編譯器幾乎適用于所有的目標系統(tǒng)，已完成的軟件項目可以很容易地轉(zhuǎn)換到其它的處理器或環(huán)境中。 C51對標準C語言的擴展，或者說C51對標準C語言有一些擴展。(2)應用C51更要注重對系統(tǒng)資源的理解，因為單片機的系統(tǒng)資源相對PC機來說很貧乏，對于RAM、ROM中的每一字節(jié)都要充分利用。盡量少用浮點運算，可以用unsigned無符號型數(shù)據(jù)的就不要用有符號型數(shù)據(jù)，盡量避免多字節(jié)的乘除運算，多使用移位運算等。(2)存儲區(qū)C51編譯器支持8051及其擴展系列，并提供對8051所有存儲區(qū)的訪問。8051CPU內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲區(qū)是可讀寫的，8051派生系列最多可有256字節(jié)的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲區(qū)，其中低128字節(jié)可直接尋址，高128字節(jié)（從0x80到0xFF）只能間接尋址，從20H開始的16字節(jié)可位尋址。外部數(shù)據(jù)區(qū)也是可讀寫的。 (3)特殊功能寄存器（SFR）51單片機提供128字節(jié)的SFR尋址區(qū)，地址為80H～FFH。根據(jù)硬件電路設(shè)計，進行程序設(shè)計，在程序設(shè)計之前，首先要確定定時器的工作方式，方式控制字，確定串行口的工作模式等，下面分別討論。2．定時/計數(shù)器T1定時器T1每10ms中斷一次，用以進行數(shù)碼管顯示和每一秒讀取一次計數(shù)器T0中的數(shù)值。要使T1設(shè)定正確的定時時間，首先要計算其初值，定時時間為：t=(216T1的初值)晶振周期12 （） 定時時間10ms:10ms=(216T1的初值)1/12*10612 則： T1的初值=216104 因此，TH1=D8， TH1=F0；確定了定時/計數(shù)器T1的定時時間以后，就要計算定時初值，本系統(tǒng)用了12M的晶振，恰好是一個機器周期為1μs，因此，1ms定時時間意味著只要計數(shù)1000次即可，由于定時/計數(shù)器T1是向上計數(shù)，因此，要化為16進制，并分別送入T1的高8位和低8位。這里用PlusCounter作為轉(zhuǎn)化為10進制數(shù)值的數(shù)值存儲器，TH0和TL0分別是二進制計數(shù)值的高8位和低8位。3．定時/計數(shù)器的方式控制字定時/計數(shù)器的方式控制字TMOD，其地址為89H，復位值00H，不可位尋址。GATEC/M1M0GATEC/M1M0 T1 T0 工作模式寄存器TMOD的位定義圖說明：GATE：門控位。當GATE=0，只要用指令置TR0/1=1即可啟動定時/計數(shù)器0/1工作。C/T：定時器/計數(shù)器選擇位。M1M0：定時/計數(shù)工作模式選擇位。根據(jù)前面的描述，可以確定TMOD的控制字應為00010101B。}void init_timer1(){TMOD = 0x50。4．定時/計數(shù)控制寄存器TCONTCON地址88H，可進行位尋址，復位值00H?？稍赥0和T1的溢出中斷服務(wù)程序中，以供使用。在程序開始之前，首先進行變量的分配，程序的初始化，根據(jù)硬件電路的要求，將各硬件電路置于其規(guī)定的狀態(tài)；根據(jù)需要，對定時器、計數(shù)器、串行口等設(shè)置工作狀態(tài)，預置初值等。uint Tcounter = 0。 //刷新標志bit Flag_clac = 0。 //超量程標志Disbuf[0] = 0。Disbuf[2] = 0。init_timer0()。定時計數(shù)器T1每10ms中斷一次，用以進行數(shù)碼管顯示和每1秒讀取一次計數(shù)器T0中的數(shù)值。 if(TcounterTIME_CYLC){ Flag_clac = 1。到100了嗎停止T0工作讀T0計數(shù)值 清T0值進入顯示部分置位計算請求標志清秒計數(shù)器秒計數(shù)器加1開始 秒信號子程序流程圖2．數(shù)碼管的顯示數(shù)碼管顯示采用動態(tài)方式，即通過延遲程序使數(shù)碼管分時點亮，依次循環(huán)。顯示計數(shù)器自加查字形碼表顯示計數(shù)器回0取該顯示緩沖區(qū)的值加計數(shù)值 取顯示緩沖區(qū)地址到N了么退出查位碼重置定時初值送往Pn口重取計數(shù)值字行碼送往Pn開始，從圖中可以看出，程序中利用了一個延時函數(shù)，在函數(shù)中由計數(shù)器自加來實現(xiàn)延時的（自加速度由晶振頻率決定），當計數(shù)值到5000時，計數(shù)值清零，點亮下一個數(shù)碼管，從而使第一至第四位數(shù)碼管按設(shè)定逐個點亮。當數(shù)碼管顯示182時，意味著第4位數(shù)碼管顯示2，第三位顯示8，第二位顯示1，第四位顯示0。Disbuf[1] = 1。Disbuf[3] = 2。 //初始化，關(guān)閉所有位選開關(guān)LED_SEG0 = 0。//查位碼表，將其由P0輸出Delay(5) //延時5ms，等待下一位顯示 ……以此規(guī)律進行顯示，直至四位全部顯示完畢，等待下一次循環(huán)。當按鍵按下時，按鍵端口接地，I/，程序可表示為P1^0=0，通過此條件便可實現(xiàn)開關(guān)功能；復位鍵則不需要軟件支持。程序如下：if(!P1^0){ Delay(10)。開始行計數(shù)器,斷口,中斷,初始化計算轉(zhuǎn)速送顯示緩沖區(qū)結(jié)束等待 N Y 主程序流程圖5 程序調(diào)試及固化單片機應用系統(tǒng)的程序必須有調(diào)試好的應用程序，系統(tǒng)才能運行。5．1單片機開發(fā)平臺簡介單片機開發(fā)工具的作用有這樣一些：(1)有較齊全的開發(fā)軟件工具，如配置有匯編語言，用戶可用匯編語言編制應用軟件。(2)有全速跟蹤調(diào)試、運行的能力開發(fā)裝置占用單片機硬件資源少。(3)能進行系統(tǒng)硬件電路的診斷與檢查；為了方便模快化軟件調(diào)試，還