較復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用(三選一)

2．6任務(wù)六較復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用（三選一）2.6.1以MCS－51系列單片機為核心的數(shù)字式轉(zhuǎn)速表數(shù)字式轉(zhuǎn)速表是一種比較常見的檢測儀表。根據(jù)前端的檢測元件不同可構(gòu)成不同形式的轉(zhuǎn)速表（用霍爾元件構(gòu)成有線數(shù)字式轉(zhuǎn)速表、用反射式紅外元件構(gòu)成不接觸數(shù)字式轉(zhuǎn)速表）。轉(zhuǎn)速的測量目前多采用“測周法”，即在旋轉(zhuǎn)機械上每旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生M個脈沖，通過單片機的內(nèi)部計數(shù)器T0對脈沖進行計數(shù)，同時用T1進行定時，若T0計數(shù)器的計數(shù)為N，T1定時時間為1S，則轉(zhuǎn)速數(shù)＝N/M×60(轉(zhuǎn)速單位是：轉(zhuǎn)/每分鐘)

根據(jù)以上分析可知，采用單片機進行數(shù)字式轉(zhuǎn)速表的設(shè)計需要進行以下工作：1.定時檢測脈沖數(shù)。2.將定時檢測到的脈沖數(shù)轉(zhuǎn)換成每分鐘的脈沖數(shù)。3.將轉(zhuǎn)換好的脈沖數(shù)利用數(shù)碼管顯示（數(shù)顯裝置可采用數(shù)碼管或液晶顯示器）。由于一般轉(zhuǎn)速表檢測的是電動機轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速的范圍是在0－9999轉(zhuǎn)/分鐘以內(nèi)，因此數(shù)顯裝置需四位顯示：另外系統(tǒng)的輸入具有檢測和停止檢測轉(zhuǎn)換。故單片機可選89C2051，顯示可采用動態(tài)掃描或靜態(tài)顯示方式。（一）轉(zhuǎn)速表的硬件電路設(shè)計

AT89C2051是一種非總線型、高性能、低價格的單片機，引腳和指令系統(tǒng)與8031單片機完全兼容，而且片內(nèi)有2k字節(jié)的閃速存儲器。除沒有P0口、P2口之外，具有8031所有的功能和結(jié)構(gòu)，1片AT89C2051相當于8031、373、2716組成的最小系統(tǒng)，而其引腳只有20個。所以在測量任務(wù)單一的應(yīng)用中，AT89C2051完全可以替代8031單片機，因此用他作為轉(zhuǎn)速表的核心電路，具有電路簡單、系統(tǒng)可靠、體積小和成本低等優(yōu)點。引腳見下圖所示顯示電路采用動態(tài)掃描方式，由于本系統(tǒng)主要任務(wù)是采集脈沖和顯示，因此系統(tǒng)沒有別的工作，故采用動態(tài)掃描硬件少。P3.7口接自鎖式按鈕進行開始檢測和停止檢測轉(zhuǎn)換。外部脈沖量輸入接P3.2（T0）。采用反射式光電檢測器用LM339接成電壓比較器（不接觸數(shù)字式轉(zhuǎn)速表檢測時需要在轉(zhuǎn)動設(shè)備上貼上與設(shè)備反差較大的一塊反射塊）并調(diào)整比較電壓值。如用霍爾元件構(gòu)成有線數(shù)字式轉(zhuǎn)速表則可直接接入。下圖是該電路的原理圖.

下表是該電路的材料清單。元器件號型號及參數(shù)元器件號型號及參數(shù)元器件號型號及參數(shù)R1RT14-390ΩR2RT14-390ΩR3RT14-470ΩR4RT14-10kΩR5RT14-470ΩR6RT14-10kΩR7RT14-10kΩR8RT14-360ΩR9RT14-360ΩR10RT14-360ΩR11RT14-360ΩR12RT14-360ΩR13RT14-360ΩR14RT14-360ΩR15RT14-4.7kΩR16RT14-4.7kΩR17RT14-4.7kΩR18RT14-4.7kΩR1910K電位器R2010K電位器C1CD11-16V-10μFC230PC330PQ19012Q29012Q39012Q49012U189C2051U2LM339U3光耦U44105數(shù)碼管U54105數(shù)碼管U64105數(shù)碼管U74105數(shù)碼管L16M晶體（二）系統(tǒng)軟件流程圖1)主程序流程圖NNYT0計數(shù)器記錄外部脈沖數(shù)，T1定時器設(shè)置為100MS定時器。顯示單元、標準位清零，設(shè)置中斷等開始檢測后開T0、T1定時時間到轉(zhuǎn)中斷子程序，停止檢測后關(guān)T0、T1顯示穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速停止檢測后關(guān)T0、T1回到開始檢測YN初始化開始檢測開T0、T1、開中斷送顯示N停止檢測關(guān)