【正文】 （4） 傳感器電路模塊 系統(tǒng)技術指標系統(tǒng)主要完成以下功能：測量系統(tǒng)：（1） 設計并制作單片機的轉(zhuǎn)速測量的硬件系統(tǒng)；（2） 用C語言完成轉(zhuǎn)速測量的軟件系統(tǒng)；（3） 要求把轉(zhuǎn)速顯示在液晶屏；（4） 可以自己行控制電機在一個穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速上；根據(jù)系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能以及要求，要實現(xiàn)單片機的轉(zhuǎn)速測量主要是各個模塊的設計，定時器記數(shù)功能、以及LED驅(qū)動。以它為系統(tǒng)核心的控制模塊可實現(xiàn)主從控制，完成預定的任務。89C51單片機通過T0輸入傳感器的脈沖信號，中斷0口輸出PWM波，P1口、P2口接LED動態(tài)顯示。CPU執(zhí)行單元顯示電路復位電路 時鐘電路 單片機部分硬件框圖 具體詳細的敘述將在下面的章節(jié)中逐一介紹。顯示部分、需要有一個二進制到十進制的轉(zhuǎn)化程序，以及轉(zhuǎn)換成非壓縮BCD 的程序后、才能進行調(diào)用查表程序送到顯示。中斷完畢讀取內(nèi)部記數(shù)值作為除數(shù)，調(diào)用除法程序計算轉(zhuǎn)速，再對二進制數(shù)進行一系列變換后調(diào)用查表顯示程序，顯示在液晶屏上。主要編寫兩個定時中斷服務程序TO、T1，讀取記數(shù)值的三個字節(jié)，并再次清0記數(shù)初值以便下次的記數(shù)和計算。4 硬件電路設計 硬件的功能由總體設計所規(guī)定，硬件設計的任務是根據(jù)總體設計要求，在選擇的機型的基礎上，具體確定系統(tǒng)中所要使用的元器件，設計出系統(tǒng)的電路原理圖，必要時做一些部件實驗，以確定電路圖的正確性，以及工藝結構的設計加工、印制板的制作、樣機的組裝等。 設計單片機模塊，考慮到單片機本身的外圍電路較多，所以在單片機模塊方面需要極為小心。 單片機模塊根據(jù)系統(tǒng)功能要求以及單片機硬件電路設計思路（）對單片機模塊進行設計，要使單片機準確的測量電機轉(zhuǎn)速，并且使測出的數(shù)據(jù)能顯示出來，所以整個單片機部分分為傳感器電路、時鐘電路、復位電路、執(zhí)行元件以及顯示電路五個部分。STC89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存貯器的低電壓，高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的STC89C51是一種高效微控制器， AT89C單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。與MCS51 兼容數(shù)據(jù)保留時間：10年三級程序存儲器鎖定32可編程I/O線5個中斷源 低功耗的閑置和掉電模式當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。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，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。（5）P2口：P2口為一個內(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TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。（6）P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。 （10）/EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。(12) XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應不接。芯片擦除：整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成。此外，STC89C51設有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。但RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。 時鐘電路時鐘電路是計算機的心臟，它控制著計算機的工作節(jié)奏。STC89C51是屬于CMOS8位微處理器，它的時鐘電路在結構上有別于NMOS型的單片機。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。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（晶振上標明的頻率）。 CMOS型單片機時鐘電路框圖 復位電路計算機在啟動運行時都需要復位，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。此時ALE、PSEN、P0、PPP3口都 輸出高電平。單片機采用的復位方式是自動復位方式。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有效的復位。10MHZ時約為1ms，1MHZ時約為10ms，所以一般為了可靠的復位，RST在上電應保持20ms以上的高電平。若復位電路失效，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)。（2）接口，信號說明1602LCD采用標準的14引腳（無背光）或16引腳（帶背光）接口，各引腳接口說明見表2 組電源 一組是模塊的電源 一組是背光板的電源 均為5V 供電。RW 也是很多液晶上都有的引腳 是讀寫選擇端 該腳電平為高是表示要對液晶進行讀操作；為低時表示要進行寫操作。D0—D7 8 位雙向并行總線，用來傳送命令和數(shù)據(jù)。1 寫命令（包括但不限于初始化、調(diào)節(jié)顯示位置、清除顯示）2 寫數(shù)據(jù) (把一個字符的ASC 碼寫入液晶使其顯示)3 讀忙信號（液晶乃低速設備，每次操作前應該測試忙信號，確定其不忙時再操作）（4）1602LCD的指令碼（命令碼）此液晶上電的時候需要初始化 典型的指令碼是38H，也就是上電的時候需要 調(diào)用 void write_cmd(unsigned char mand)這個函數(shù)寫指令碼，用法是write_cmd(0x38)。以下指令碼用法相同。指令碼功能00111000設置162顯示，57點陳，8位數(shù)據(jù)接口 或右移（N=0），以得到光標不移動而屏幕移動的效果。解釋：第一行指令主要能完成的功能是控制液晶顯示否，光標顯示否，光標閃爍否？共有以下8 種指令0000100008H關液晶顯示 光標不閃爍 不顯示光標位置0000100109H關液晶顯示 光標不閃爍 顯示光標位置000010100AH關液晶顯示 光標不閃爍 不顯示光標位置000010110BH關液晶顯示 光標不閃爍 顯示光標位置000011000CH開液晶顯示 光標不閃爍 不顯示光標位置000011010DH開液晶顯示 光標不閃爍 顯示光標位置000011100EH開液晶顯示 光標不閃爍 不顯示光標位置000011110FH開液晶顯示 光標不閃爍 顯示光標位置解釋：第二行指令主要能完成的功能是寫完字符光標或屏幕移動方向指令碼功能80H+地址碼（027H，40H67H）設置數(shù)據(jù)地址指針解釋：用該指令碼可以把光標移動到想要的位置這是虛擬的液晶顯示圖 表示2 行16 列顯示 方框中的數(shù)字表示當前位置的指針C0HC1HC2HC3HC4HC5HC6HC7HC8HC9HCAHCBHCCHCDHCEHCFH例如： 只要調(diào)用write_cmd(0x82) 。指令碼功能01H顯示清屏：以及軟件設計的過程。 單片機轉(zhuǎn)速程序設計思路及過程單片機測量轉(zhuǎn)速可以分為若干模塊，然后在主程序中調(diào)用各個模塊， 。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。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6000r/min足夠）的程序。 單片機轉(zhuǎn)速計算程序由于本次設計的系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能是將光電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。 程序設計根據(jù)以上設計思路和各個模塊的流