基于單片機的電機轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)設(shè)計(答辯版)完整畢業(yè)設(shè)計論文附圖及源程序

河南理工大?學畢業(yè)設(shè)計?（論文）說?明書?1摘要?在工程?實踐中，經(jīng)?常會遇到各?種需要測量?轉(zhuǎn)速的場合?，測量轉(zhuǎn)速?的方法?分為模擬式?和數(shù)字式兩?種。模擬式?采用測速發(fā)?電機為檢測?元件，得到?的信號?是模擬量。?數(shù)字式通常?采用光電編?碼器，霍爾?元件等為檢?測元件，得?到的信?號是脈沖信?號。隨著微?型計算機的?廣泛應用，?特別是高性?能價格比?的單片機?的出現(xiàn)，轉(zhuǎn)?速測量普遍?采用以單片?機為核心的?數(shù)字式測量?方法。?本文便是?運用AT8?9C51單?片機控制的?智能化轉(zhuǎn)速?測量儀。電?機在運行?過程中，?需要對其進?行監(jiān)控，轉(zhuǎn)?速是一個必?不可少的一?個參數(shù)。本?系統(tǒng)就?是對電機轉(zhuǎn)?速進行測量?，并可以和?PC機進行?通信，顯示?電機的轉(zhuǎn)速?，并觀?察電機運行?的基本狀況?。本?設(shè)計主要用?AT89C?51作為控?制核心，由?霍爾傳感器?、LED數(shù)?碼顯像?管、HIN?232CP?E電平轉(zhuǎn)換?、及RS2?32構(gòu)成。?詳細介紹了?單片機的測?量轉(zhuǎn)速?系統(tǒng)及PC?機與單片機?之間的串行?通訊。充分?發(fā)揮了單片?機的性能。?本文重?點是測量速?度并顯示在?5位LED?數(shù)碼管上。?其優(yōu)?點硬件是電?路簡單，軟?件功能完善?，測量速度?快、精度高?、控制?系統(tǒng)可靠，?性價比較高?等特點。?關(guān)鍵字?：MSC-?51（單片?機）；轉(zhuǎn)?速；傳感?器????河南理工?大學畢業(yè)設(shè)?計（論文）?說明書?2Abs?tract?Int?hepr?oject?prac?tice,?wew?illm?eete?achk?indt?onee?dfre?quent?lyto?su?rvey?ther?otati?onal?speed?the?situa?tion,?the?surve?yrot?ation?alsp?eedm?ethod?di?vides?into?the?simul?ation?type?and?thed?igita?ltwo?kind?s.Th?esim?ulati?onty?pe?uses?measu?redt?hatt?hefa?stge?nerat?oris?the?detec?ting?eleme?nt,o?btain?sthe?si?gnal?simul?ates?theq?uanti?ty.D?igita?lusu?ally?uses?thee?lectr?o-opt?ical?encod?er,?the?Hall?part?ands?oon?isth?edet?ectin?gele?ment,?obta?inst?hesi?gnal?isth?esig?nal?impu?lse.?Along?with?micr?ocomp?uter'?swid?espre?adap?plica?tion,?spec?ially?high?pe?rform?ance?price?comp?ared?tomo?nolit?hici?ntegr?ated?circu?it's?appea?rance?,the?ta?chome?tric?surve?yuse?sgen?erall?ytak?ethe?mono?lithi?cint?egrat?edci?rcuit?ast?he?core?digit?alme?asuri?ngte?chniq?ueI?gradu?ated?from?theD?esign?oft?heis?suei?sc?ontro?lof?thei?ntell?igent?use?ofSC?Mspe?edme?asuri?ngin?strum?ent.?Thes?ystem?is?the?motor?spee?dmea?surem?ent,?andP?Cand?can?commu?nicat?etha?tthe?moto?rs?peed,?and?toob?serve?the?motor?runn?ingt?heba?sics?ituat?ion.??The?main?desi?gnAT?89C51?cont?rola?sthe?core?,by?theH?alls?ensor?,LED?di?gital?CRT,?HIN2?32CPE?-leve?lcon?versi?on,a?nda?RS232?.Det?ailed?me?asure?ments?oft?hesp?eedo?fthe?SCM?syste?mand?PCa?ndth?eser?ial?comm?unica?tion?betwe?enth?emic?rocon?troll?er.G?ivef?ullp?layt?othe?pe?rform?ance?ofth?eSCM?.Thi?spap?eris?tom?easur?ethe?spee?dand?disp?layed?in?five?LED?digit?alpi?pe.??The?advan?tage?ofa?simpl?ehar?dware?and?softw?arec?apabi?litie?simp?rove,?me?asuri?ngsp?eed,?high?preci?sion?andc?ontro?lsys?temr?eliab?le,c?ost-e?ffect?ive?and?soon?.K?eywor?d：：?：：M?SC-51?(One-?chip?compu?ter)；?；；?；s?ensor?；；；?；?Tacho?meter?河南理?工大學畢業(yè)?設(shè)計（論文?）說明書?3目?錄摘?要.?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?...1?Abst?ract?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?..2?1序?言...?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?....?12系?統(tǒng)功能分析?....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?..2?2.1系?統(tǒng)功能概述?....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.22?.2系統(tǒng)?要求及主要?內(nèi)容..?.....?.....?.....?.....?.....?.....?..3?3系統(tǒng)總?體設(shè)計.?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?43.?1硬件電?路設(shè)計思路?....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?..4?3.2軟?件設(shè)計思路?....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.44?硬件電路?設(shè)計..?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?....??單片機模?塊...?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?....??.1處理?執(zhí)行元件?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?64.?1.2時?鐘電路.?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?..10?4.1.?3復位電?路...?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?114?.1.4?顯示電路?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?...1??霍爾傳感?器簡介.?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.15??霍爾器件?概述..?.....?.....?.....?.....?.....?.....?..15?4.2.?2霍爾傳?感器的應用?....?.....?.....?.....?.....?.....?.16??AH41?霍爾開關(guān)?.....?.....?.....?.....?.....?.....?...1??發(fā)送模塊?....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?....?185?軟件設(shè)計?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?....?225.?1單片機?轉(zhuǎn)速程序設(shè)?計思路及過?程...?.....?.....?.....?.....?225?.1.1?單片機程序?設(shè)計思路?.....?.....?.....?.....?.....?...2??.2單片?機轉(zhuǎn)速計算?程序..?.....?.....?.....?.....?.....?.23??二-十進?制轉(zhuǎn)換程序?....?.....?.....?.....?.....?.....?245?.2程序?設(shè)計..?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.27?6系統(tǒng)調(diào)?試...?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.29?6.1硬?件調(diào)試.?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?..29?6.2?軟件調(diào)試?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?...3??綜合調(diào)試?....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?....?32河南?理工大學畢?業(yè)設(shè)計（論?文）說明書?46?.4故障?分析與解決?方案..?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.33?6.5結(jié)?論與經(jīng)驗?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.34?參考文獻?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.36?致?謝...?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?...3?7附?錄.?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?38附?錄1電路?原理圖.?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?...3?8附錄2?元器件清?單...?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.....?.39?????????河南?理工大學畢?業(yè)設(shè)計（論?文）說明書?11?序言??智?能化轉(zhuǎn)速測?量可以對電?機的轉(zhuǎn)速進?行測量，電?機在運行的?過程中，?需要對其?平穩(wěn)性進行?監(jiān)測，適時?對轉(zhuǎn)速的測?量有效地可?以反映電機?的狀況?。本?系統(tǒng)主要由?傳感器，單?片機AT8?9C51構(gòu)?成?？梢詫?大范圍轉(zhuǎn)速?進行測?量，測量的?轉(zhuǎn)速精度高?，還可以和?PC機時時?通信，實現(xiàn)?對電機轉(zhuǎn)速?的測量?。單?片機的英文?名稱是Mi?croC?ontro?ller?unit,?縮寫為MC?U，又稱為?微控制?器，它是一?種面向控制?的大規(guī)模集?成電路芯片?。它具有功?能強、體積?小、可?靠性高、應?用簡單靈活?，因而使用?非常廣泛，?有力地推動?各行業(yè)的?技術(shù)發(fā)展?和更新?lián)Q代?。?本文首?先在第二章?緒論介紹了?此系統(tǒng)的功?能、技術(shù)指?標以及主要?內(nèi)容等?；在第三章?論述了總體?設(shè)計過程,?確定了技術(shù)?指標及器件?的選擇；第?四章著?重描述了系?統(tǒng)硬件電路?設(shè)計、硬件?設(shè)計框圖及?所使用的各?種芯片功能?與特性?；在第五章?中重點剖析?了軟件設(shè)計?的過程；最?后在第六章?中具體論?述單片機?、電平轉(zhuǎn)換?電路、通信?的處理及調(diào)?試。?由于本人水?平有限，加?之時間倉促?，論文中難?免會有錯誤?和不足之外?，不夠?理想、許多?方面還需要?繼續(xù)完善和?改進。在這?里懇請指導?老師和各位?專家老?師批評指正?。在此特別?感謝我的指?導老師郭順?京老師的大?力指導。????河?南理工大學?畢業(yè)設(shè)計（?論文）說明?書2?2系統(tǒng)功?能分析???系統(tǒng)功能?概述功能?：系?統(tǒng)主要實現(xiàn)?功能是:A?T89C5?1單片機接?收霍爾傳感?器傳來的脈?沖信號?,單片機根?據(jù)外部中斷?,以及內(nèi)部?定時器進行?記數(shù)計算出?電機轉(zhuǎn)速送?到LE?D顯示，同?時數(shù)據(jù)傳給?PC機,并?在PC機屏?幕上顯示出?來。記錄各?時段的?轉(zhuǎn)速，畫出?V-T坐標?圖。?組成及框圖?：本?系統(tǒng)通信部?分是單片機?經(jīng)電平轉(zhuǎn)換?電路HIN?232CP?之后，通過?串口R?S-232?發(fā)送數(shù)據(jù)，?由PC微機?接收，微機?部分用Vi?sual?Basic?軟件編寫?的界面作?為PC機部?分與單片機?進行串口之?間通信。?傳感器?電路、轉(zhuǎn)速?測量、LE?D顯示、電?平轉(zhuǎn)換電路?設(shè)計等將在?以下章?節(jié)作詳細地?設(shè)計。????????????????????????圖2-?1系統(tǒng)硬?件電路應?用：?從實用的角?度看，評價?一個系統(tǒng)實?用價值的重?要標準，就?是這個系統(tǒng)?對社會?生活和科技?觀念有多大?的貢獻。轉(zhuǎn)?速測量系統(tǒng)?具有大范圍?、高精度?等優(yōu)點、?測量速度快?，這種系統(tǒng)?將會有良好?的應用。?傳?感器?單片機?A?T89C5?1電?平轉(zhuǎn)?換電?路??LE?D顯示?驅(qū)?動電路?送?PC機界面?河南理工?大學畢業(yè)設(shè)?計（論文）?說明書??系統(tǒng)要求?及主要內(nèi)容?將霍爾傳?感器產(chǎn)生的?脈沖信號輸?出入到單片?機的外部中?斷0口，單?片機工?作在內(nèi)部定?時器工作方?式0，對周?期信號進行?內(nèi)部記數(shù)，?調(diào)用計算公?式算出?轉(zhuǎn)速，調(diào)用?顯示程序顯?示在LED?上，同時通?過串口向上?位機發(fā)送轉(zhuǎn)?速數(shù)據(jù)?。主?要內(nèi)容：?（1）?單片機部?分主要完成?電機轉(zhuǎn)速的?測量??（2）?LED部?分主要是把?轉(zhuǎn)速顯示出?來，顯示范?圍60-3?6000r?/min?（?3）發(fā)?送部分主要?是完成電平?轉(zhuǎn)換，送R?S232向?PC發(fā)送數(shù)?據(jù)。?（4）?PC機部分?主要完成將?數(shù)據(jù)顯示在?界面并描繪?出V-T圖?2.3?系統(tǒng)技術(shù)指?標系統(tǒng)主?要完成以下?功能：?測量系統(tǒng)?：1?.設(shè)計并制?作單片機的?轉(zhuǎn)速測量的?硬件系統(tǒng)；?2.?用匯編語言?完成轉(zhuǎn)速測?量的軟件系?統(tǒng)；??轉(zhuǎn)速顯示在?5位LED?上，精度為?0.1%；?4.?能向上位機?發(fā)送數(shù)據(jù)；?5.?用9針RS?-232即?可；?通信部分：?1.?在微機部分?采用Vis?ualB?asic編?制RS—2?32通信軟?件；??件具有數(shù)據(jù)?接受編輯框?；3?.通信軟件?要適時對數(shù)?據(jù)的記錄，?用時間曲線?表示；?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(shè)計，?定時器記數(shù)?功能、以及?LED驅(qū)動?、電平轉(zhuǎn)換?及PC機之?間的通?信。單片機?可通過編程?控制外圍部?件，能實現(xiàn)?較高的自動?化程度。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。?河南?理工大學畢?業(yè)設(shè)計（論?文）說明書?43?系統(tǒng)總體?設(shè)計3?.1硬件?電路設(shè)計思?路硬件設(shè)?計的任務是?根據(jù)總體設(shè)?計要求，在?選擇的機型?的基礎(chǔ)上，?具體確?定系統(tǒng)中所?要使用的元?器件，設(shè)計?出系統(tǒng)的原?理框圖、電?路原理圖。?89?C51單片?機通過IN?T0輸入傳?感器的脈沖?信號，P0?口P2口接?LED動態(tài)?顯示。?另由于PC?系列微機串?行口為RS?232C標?準接口，與?輸入、輸出?均為TTL?電平的?89C51?單片機在接?口規(guī)范上不?一致，因此?TTL電?平到RS－?232接口?電平的?轉(zhuǎn)換采用H?IN232?CP接口芯?片，該芯片?可以用單電?壓（+5V?）實現(xiàn)RS?232?接口邏輯“?1”（-3?V～-15?V）和邏輯?“0”（+?3V～+1?5V）的電?平轉(zhuǎn)換。?轉(zhuǎn)速測?量部分的硬?件設(shè)計思路?：本次設(shè)計?單片機部分?的硬件框圖?如圖?2－1所示?。???????????????????????圖?3-1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。?3.2軟?件設(shè)計思路?軟件需要?解決的是定?時器0的記?數(shù)和外部中?斷0的設(shè)定?、由于測量?的轉(zhuǎn)速?范圍大，所?以低速和高?速都要考慮?在內(nèi)，關(guān)鍵?在于一個四?字節(jié)除三字?節(jié)程序?的實現(xiàn)。顯?示部分、需?要有一個二?進制到十進?制的轉(zhuǎn)化程?序，以及復?位電路???CPU?執(zhí)行?單元?顯示電路?時鐘電?路發(fā)送電?路河南理?工大學畢業(yè)?設(shè)計（論文?）說明書?5轉(zhuǎn)換?成非壓縮B?CD的程?序后、才能?進行調(diào)用查?表程序送到?顯示。PC?機串口?和單片機串?行口的工作?方式，包括?串行口的通?訊速率、奇?偶校驗位、?停止位?等均由通信?部分的軟件?部分實現(xiàn)。???軟件工作流?程：霍爾傳?感器利用磁?電效應產(chǎn)生?一周期脈沖?向單片機的?外部中?斷0（P3?.2）口發(fā)?送一個中斷?信號，定時?器工作在內(nèi)?部定時，T?H0、?TL0設(shè)定?初值為0，?作為除數(shù)的?低兩字節(jié)，?利用軟件記?數(shù)器、定時?器0中?斷的次數(shù)作?為除數(shù)高字?節(jié)。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L?ED上。（?同時調(diào)用傳?送程序向上?位機送數(shù)據(jù)?，這里不是?本文重點）?轉(zhuǎn)速?部分軟件設(shè)?計思路：?AT89C?51單片機??口接收傳感?器的信?號。主要編?寫一個外部?中斷服務程?序INT_?0，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。?調(diào)用兩字節(jié)?二進制-三?字節(jié)十進?制（BC?D）轉(zhuǎn)換子?程序BCD?，再調(diào)用十?進制轉(zhuǎn)換成?非壓縮BC?D程序CB?CD、最?后調(diào)用查?表程序送顯?示。為了和?PC通信，?系統(tǒng)要求單?片機晶振1??2MHZ。?軟件的?具體設(shè)計我?們將在下面?的章節(jié)中作?詳細介紹。?????????????????????????河南理?工大學畢業(yè)?設(shè)計（論文?）說明書?64?硬件電路設(shè)?計硬件?的功能由總?體設(shè)計所規(guī)?定，硬件設(shè)?計的任務是?根據(jù)總體設(shè)?計要求?，在選擇的?機型的基礎(chǔ)?上，具體確?定系統(tǒng)中所?要使用的元?器件，設(shè)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(jié)構(gòu)的設(shè)計?加工、印制?板的制作、?樣機的組裝?等。?整個單片機?測量轉(zhuǎn)速系?統(tǒng)為單片機?控制模塊、?霍爾傳感器?模塊、發(fā)送?模塊，?各個模塊都?承擔著各自?的任務。?設(shè)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。?在整個電路?設(shè)計時要考?慮電平轉(zhuǎn)換?電路，具體?每一部?分的設(shè)計將?在以下章節(jié)?中詳細分析??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(shè)?計思路（如?圖3－1）?對單片?機模塊進行?設(shè)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。4?.1.1?處理執(zhí)行元?件?單?片機我們采?用AT89?C51(其?引腳圖如圖?4－1)，?相較于IN?TEL公司?的80?51它本身?帶有一定的?優(yōu)點。AT?89C51?是一種帶4?K字節(jié)閃爍?可編程可擦?除只讀?存貯器（F?PEROM?—Fals?hPro?gramm?able?andE?rasab?leRe?adOn?ly?Memor?y）的低電?壓，高性能?CMOS?8位微處理?器，俗稱單?片機。該器?件采用?ATMEL?高密度非易?失存儲器制?造技術(shù)制造?，與工業(yè)標?準的MCS?-51指令?集和輸?出管腳相兼?容。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AT89?C51是一?種高效微控?制器，A?T89C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。?河南理工?大學畢業(yè)設(shè)?計（論文）?說明書?7圖4?-1AT?89C51?引腳圖主?要特性：?·與M?CS-51?兼容?·4K字?節(jié)可編程閃?爍存儲器?壽命：1?000寫/?擦循環(huán)??·數(shù)據(jù)保留?時間：10?年·?全靜態(tài)工作?：0Hz-?24Hz?·三級?程序存儲器?鎖定?·128*?8位內(nèi)部R?AM?·32可編?程I/O線?·兩?個16位定?時器/計數(shù)?器·?5個中斷源?·?可編程串行?通道?·低功耗的?閑置和掉電?模式?·片內(nèi)振蕩?器和時鐘電?路管?腳說明：??CC：供電?電壓；??D：接地；?3.?P0口：P?0口為一個?8位漏極開?路雙向I/?O口，每腳?可吸收8T?TL門?電流。當P?1口的管腳?第一次寫1?時，被定義?為高阻輸入?。P0能夠?用于外?部程序數(shù)據(jù)?存儲器，它?可以被定義?為數(shù)據(jù)/地?址的第八位?。在FIA?SH編河南?理工大學畢?業(yè)設(shè)計（論?文）說明書?8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口是?一個內(nèi)部提?供上拉電阻?的8位雙向?I/O口，?P1口緩?沖器能接?收輸出4T?TL門電流?。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?。在FLA?SH編程和?校驗時，P?1口作為第?八位地址接?收。??：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T?TL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。并因?此作為輸入?時，P2口?的管腳被外?部拉低，?將輸出電?流。這是由?于內(nèi)部上拉?的緣故。P?2口當用于?外部程序存?儲器或?16位地址?外部數(shù)據(jù)存?儲器進行存?取時，P2?口輸出地址?的高八位。?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。?P2口在F?LASH編?程和校驗?時接收高?八位地址信?號和控制信?號。??：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TT?L門電流。?當P3口寫?入“1”后?，它們被內(nèi)?部上拉為高?電平，并?用作輸入?。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。?P3口也可?作為AT8?9C51的?一些特殊功?能口，如下?表4－1所?示：??：復位輸入?。當振蕩器?復位器件時?，要保持R?ST腳兩個?機器周?期的高電平?時間。??E/PRO?G：當訪問?外部存儲器?時，地址鎖?存允許的輸?出電平用于?鎖存地?址的地位字?節(jié)。在FL?ASH編程?期間，此引?腳用于輸入?編程脈沖。?在平時?，ALE端?以不變的頻?率周期輸出?正脈沖信號?，此頻率為?振蕩器頻率?的1/?6。因此它?可用作對外?部輸出的脈?沖或用于定?時目的。然?而要注意的?是：每?當用作外部?數(shù)據(jù)存儲器?時，將跳過?一個ALE?脈沖。如想?禁止ALE?的輸出?可在SFR?8EH地址?上置0。?河南理工?大學畢業(yè)設(shè)?計（論文）?說明書?9表4-?1P3口?的第二功能?Ta??The?secon?dfea?ture?IP3?引引引?引?????腳?腳腳腳??第二?功能第?二功能第二?功能第?二功能??信信?信信??號?號號號??名?名名?名?稱?稱稱?稱??P3.?0P?3.1??P3?.3?P3.4?P3.?5P?3.6??RX?DT?XD?INT0?INT?1T?0T?1W?RR?D串?行數(shù)據(jù)接收?串行?數(shù)據(jù)發(fā)送?外部中?斷0請求?外部中?斷1請求?定時器?/計數(shù)器0?計數(shù)輸入?定時器?/計數(shù)器1?計數(shù)輸入?外部R?AM寫選通?外部?RAM讀選?通P?3口同時為?閃爍編程和?編程校驗接?收一些控制?信號。?此時，?ALE只有?在執(zhí)行MO?VX，MO?VC指令是?ALE才起?作用。另外?，該引?腳被略微拉?高。如果微?處理器在外?部執(zhí)行狀態(tài)?ALE禁止?，置位無效?。?9.?/PSEN?：外部程序?存儲器的選?通信號。在?由外部程序?存儲器取指?期間，?每個機器周?期兩次/P?SEN有效?。但在訪問?外部數(shù)據(jù)存?儲器時，這?兩次有?效的/PS?EN信號將?不出現(xiàn)。??10./?EA/VP?P：當/E?A保持低電?平時，則在?此期間外部?程序存儲器?（00?00H-F?FFFH）?，不管是否?有內(nèi)部程序?存儲器。注?意加密方式?1時，/E?A將內(nèi)?部鎖定為R?ESET；?當/EA端?保持高電平?時，此間內(nèi)?部程序存儲?器。在?FLASH?編程期間，?此引腳也用?于施加12?V編程電源?（VPP）?。?11?.XTAL?1：反向振?蕩放大器的?輸入及內(nèi)部?時鐘工作電?路的輸入。??12.?XTAL2?：來自反向?振蕩器的輸?出。?振蕩器特性?：X?TAL1和?XTAL2?分別為反向?放大器的輸?入和輸出。?該反向放大?器可以?配置為片內(nèi)?振蕩器。石?英振蕩和陶?瓷振蕩均可?采用。如采?用外部時鐘?源驅(qū)動?器件，XT?AL2應不?接。有余輸?入至內(nèi)部時?鐘信號要通?過一個二分?頻觸發(fā)河南?理工大學畢?業(yè)設(shè)計（論?文）說明書?10?器，因此對?外部時鐘信?號的脈寬無?任何要求，?但必須保證?脈沖的高低?電平要?求的寬度。?芯片?擦除：?整個PE?ROM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AL?E管腳處于?低電平10?ms來完?成。在芯片?擦操作中，?代碼陣列全?被寫“?1”且在任?何非空存儲?字節(jié)被重復?編程以前，?該操作必須?被執(zhí)行。?此外，?AT89C?51設(shè)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。在閑置?模式下，C?PU停止工?作。但RA?M，定?時器，計數(shù)?器，串口和?中斷系統(tǒng)仍?在工作。在?掉電模式下?，保存RA?M的內(nèi)?容并且凍結(jié)?振蕩器，禁?止所用其他?芯片功能，?直到下一個?硬件復位為?止。??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?。MCS-?51單片?機允許的?時鐘頻率是?因型號而異?的典型值為?12MHZ?MCS-?51內(nèi)部都?有一個反相?放大器，X?TAL1、?XTAL2?分別為反相?放大器輸?入和輸出?端，外接定?時反饋元件?以后就組成?振蕩器，產(chǎn)?生時鐘送至?單片機?內(nèi)部的各個?部件。AT?89C51?是屬于CM?OS8位微?處理器，它?的時鐘電路?在結(jié)構(gòu)?上有別于N?MOS型的?單片機。?CMO?S型單片機?內(nèi)部（如A?T89C5?1）有一個?可控的負反?饋反相放大?器，外?接晶振（或?陶瓷諧振器?）和電容組?成振蕩器，?圖4－2為?CMOS型?單片機時?鐘電路框?圖。振蕩器?工作受/P?D端控制，?由軟件置“?1”PD（?即特殊功能?寄存器?PCON.?1）使/P?D＝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。清?“0”PD?，使振蕩器?工作產(chǎn)生時?鐘，單片機?便正常運行?。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）?。電容C1?和C2的作?用有兩個：?其一是使振?蕩器起振，?其二是?對振蕩器的?頻率f起微?調(diào)作用（C?1、C2大?，f變?。?，其典型值?為30pF?。河南理?工大學畢業(yè)?設(shè)計（論文?）說明書?11?圖4-2?CMOS?型單片機時?鐘電路框圖?4.1.?3復位電?路計算機?在啟動運行?時都需要復?位，使中央?處理器CP?U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?。M?CS-51?單片機有一?個復位引腳?RST，它?是史密特觸?發(fā)輸入(對?于CHMO?S單片?機，RST?引腳的內(nèi)部?有一個拉低?電阻)，當?振蕩器起振?后該引腳上?出現(xiàn)2?個機器周期?(即24個?時鐘周期)?以上的高電?平，使器件?復位，只要?RST保持?高電平?，MCS-?51保持復?位狀態(tài)。此?時ALE、?PSEN、?P0、P1?、P2、P?3口都輸?出高電?平。RST?變?yōu)榈碗娖?后，退出復?位，CPU?從初始狀態(tài)?開始工作。?單片?機采用的復?位方式是自?動復位方式?。對于MO?S(AT8?9C51)?單片機只?要接一個?電容至VC?C即可(見?圖4－3)?。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?MCS-5?1有效?的復位。R?ST端在加?電時應保持?的高電平時?間包括VC?C的上升時?間和振?蕩器起振的?時間，Vs?s上升時間?若為10m?s，振蕩器?起振的時間?和頻率有關(guān)?。10?MHZ時約?為1ms，?1MHZ時?約為10m?s，所以一?般為了可靠?的復位，R?ST在上?電應保持?20ms以?上的高電平?。RC時間?常數(shù)越大，?上電RST?端保持高電?平的時?間越長。?若復位?電路失效，?加電后CP?U從一個隨?機的狀態(tài)開?始工作，系?統(tǒng)就不能?正常運轉(zhuǎn)?。河南理?工大學畢業(yè)?設(shè)計（論文?）說明書?12?圖4-3?上電復位電??.4顯示?電路顯示?電路采用L?ED數(shù)碼管?動態(tài)顯示，?LED（L?ight-?Emitt?ingD?iode）?是一種?外加電壓從?而渡過電流?并發(fā)出可見?光的器件。?LED是屬?于電流控制?器件，?使用時必須?加限流電阻?。LED有?單個LED?和八段LE?D之分，也?有共陰和?共陽兩種?。??顯示器結(jié)?構(gòu)：?常用的七段?顯示器的結(jié)?構(gòu)如圖4－?4所示。發(fā)?光二極管的?陽極連在一?起的稱?為共陽極顯?示器,陰極?連在一起的?稱為共陰極?顯示器。1?位顯示器?由八個發(fā)?光二極管組?成，其中七?個發(fā)光二極?管a~g控?制七個筆畫?（段）的?亮或暗，?另一個控制?一個小數(shù)點?的亮和暗，?這種筆畫式?的七段顯示?器能顯?示的字符較?少，字符的?開頭有些失?真，但控制?簡單，使用?方便。?此外，要?畫出電路圖?，首先還要?搞清楚他的?引腳圖的分?布，在了解?了正確?的引腳圖后?才能進行正?確的字型段?碼編碼。才?能顯示出正?確的數(shù)字?來，如圖?4-5所示?，為七段數(shù)?碼管的管腳?圖。圖?4-4七?段發(fā)光顯示?器的結(jié)構(gòu)?河南理工大?學畢業(yè)設(shè)計?（論文）說?明書?13圖?4-5七?段發(fā)光顯示?器管腳的結(jié)?構(gòu)驅(qū)動方?式：?采用的數(shù)碼?管驅(qū)動為7?407，它?的全名為7?407T?TL集電?極開路六正?相高壓?驅(qū)動器，其?結(jié)構(gòu)簡單，?使用方便，?圖4-6為?7407的?圖以及各個?引腳的?分布功能介?紹。圖?4-67?407管腳?的結(jié)構(gòu)河?南理工大學?畢業(yè)設(shè)計（?論文）說明?書1?4顯示方式?：為?了節(jié)省I/?O口線，我?們采用的動?態(tài)顯示方式?。所?謂動態(tài)顯示?，就一位一?位地輪流點?亮各位顯示?器（掃描）?，對于每?一位顯示?器來說，每?隔一段時間?點亮一次。?顯示器的亮?度既與導通?電流有?關(guān)，也與點?亮時間和間?隔時間的比?例有關(guān)。調(diào)?整電流和時?間參數(shù)，可?實現(xiàn)亮?度較高較穩(wěn)?定的顯示。?若顯示器的?位數(shù)不大于?8位，則控?制顯示器公?共極電?位只需8位?口（稱為掃?描口），控?制各位顯示?器所顯示的?字形也需一?個8位?口（稱為段?數(shù)據(jù)口）。?本次設(shè)計要?求的轉(zhuǎn)速測?量范圍?60r/m?in-36?000r/?min，所?以只需要5?位數(shù)碼管即?可。5位共?陰極顯示器?和AT?89C51?的接口邏輯?如圖4-7?所示。AT?89C51?的P0口作?為段數(shù)據(jù)口?，接上?拉電阻到顯?示器的各個?段；P2口?作為掃描口?，經(jīng)同相驅(qū)?動器740?7接顯示?器公共極?。對?于圖4-7?中的5位顯?示器，在A?T89C5?1RAM存?貯器中設(shè)置?五個顯示?緩沖器單?元30H－?35H，分?別存放5位?顯示器的顯?示數(shù)據(jù)，A?T89C5?1的P2?口掃描輸?出總是只在?一位為低電?平，即5位?顯示器中僅?有一位公共?陰極為?低電平，其?它位為高電?平，AT8?9C51的?P0口相應?位（陰極為?低）的顯示?數(shù)據(jù)的?段數(shù)據(jù)，使?該位顯示出?一個字符，?其它們?yōu)榘?，依次地改?變P2口?輸出為高?的位，P0?口輸出對應?的段數(shù)據(jù)，?5位顯示器?就顯示出由?緩沖器中?顯示數(shù)據(jù)?所確定的字?符。河南?理工大學畢?業(yè)設(shè)計（論?文）說明書?15?圖4-7?五位動態(tài)?顯示電路?4.2霍?爾傳感器簡?介4?.2.1?霍爾器件概?述霍爾元?件是一種基?于霍爾效應?的磁傳感器?，已發(fā)展成?一個品種多?樣的磁?傳感器產(chǎn)品?族，并已得?到廣泛應用??；魻栐?是一種磁傳?感器。要他?們可以?檢測磁場及?其變化，可?以在各種與?磁場有關(guān)的?場合中?；?爾器件以霍?爾效應?為其工作基?礎(chǔ)。?霍爾期間具?有許多優(yōu)點?，他們的結(jié)?構(gòu)牢固，體?積小，重量?輕，壽命長?，安裝?方便，功耗?小，頻率高?（可達1M?HZ），耐?震動，不怕?灰塵、水汽?及煙霧?等污染或腐?蝕。?霍爾線性器?件的精度高?、線性度好?；霍爾開關(guān)?器件無觸點?、無磨損、?輸出波?形清晰、無?抖動、無回?調(diào)、位置重?復精度高（?可達um級?）。采用了?各種補?償措施的霍?爾器件的工?作溫度范圍?廣，可達5?5-150?度。?按照霍爾器?件的功能可?將他們分為?：霍爾線性?器件和霍爾?開關(guān)器件。?河南理工大?學畢業(yè)設(shè)計?（論文）說?明書?16前者輸?出模擬量，?后者輸出數(shù)?字量。?按被檢測?的對象的性?質(zhì)可將它們?分為：直接?應用和間接?應用。前者?是直接?檢測出被測?對象本身的?磁場或磁特?性，后者是?檢測被檢測?對象上人為?設(shè)置的?磁場，用這?個磁場作為?被檢測信息?的載體，通?過它，將許?多非電、?非磁的物?理量例如力?、力矩、壓?力、應力、?位置、位移?、加速度、?角度、?角速度、轉(zhuǎn)?速、轉(zhuǎn)數(shù)以?及工作狀態(tài)?發(fā)生變化的?時間等，轉(zhuǎn)?換成電量來?進行檢?測和控制。?集成?霍爾傳感器?是利用硅集?成電路工藝?將霍爾元件?和測量線路?集成在?一起的一種?傳感器。它?取消了傳感?器和測量電?路之間的界?限，實現(xiàn)了?材料、?元件、電路?三位一體。?集成霍爾傳?感器與分立?相比，由于?減少了焊點?，因此?顯著地提高?了可靠性。?此外，它具?有體積小、?重量輕、功?耗低等優(yōu)點?，正越?來越愛到眾?的重視。集?成霍爾傳感?器的輸出是?經(jīng)過處理的?霍爾輸出信?號。按?照輸出信號?的形式，可?以分為開關(guān)?型集成霍爾?傳感器和線?性集成霍?爾傳感器?兩種類型。?開關(guān)?型集成霍爾?傳感器是把?霍爾元件的?輸出經(jīng)過處?理后輸出一?個高電?平或低電平?的數(shù)字信號?。霍爾開關(guān)?電路又稱霍?爾數(shù)字電路?，由穩(wěn)壓器?、霍爾?片、差分放?大器，斯密?特觸發(fā)器和?輸出級組成??.2霍爾?傳感器的應?用使用霍?爾器件檢測?磁場的方法?極為簡單，?將霍爾器件?做成各種形?式的探?頭，放在被?測磁場中，?因霍爾器件?只對垂直于?霍爾片表面?的磁感應強?度敏感?，因而必須?令磁力線和?器件表面垂?直，通電后?即可由輸出?電壓得到被?測磁場?的磁感應強?度。若不垂?直，則應求?出其垂直分?量來計算被?測磁場的?磁感應強?度值。而且?，因霍爾元?件的尺寸極?小，可以進?行多點檢測?，由計?算機進行數(shù)?據(jù)處理，可?以得到場的?分布狀態(tài)，?并可對狹縫?，小孔中的?磁場進?行檢測用磁?場作為被傳?感物體的運?動和位置信?息載體時，?一般采用永?久磁鋼?來產(chǎn)生工作?磁場。例如?，用一個5?×4×2.?5（mm3?）的釹鐵硼?Ⅱ號磁?鋼，就可在?它的磁極表?面上得到約?2300高?斯的磁感應?強度。在空?氣隙中，河?南理工大學?畢業(yè)設(shè)計（?論文）說明?書1?7磁感應強?度會隨距離?增加而迅速?下降。為保?證霍爾器件?，尤其是霍?爾開關(guān)?器件的可靠?工作，在應?用中要考慮?有效工作氣?隙的長度。?在計算總有?效工作?氣隙時，應?從霍爾片表?面算起。在?封裝好的霍?爾電路中，?霍爾片的深?度在產(chǎn)?品手冊中會?給出。?因為霍爾器?件需要工作?電源，在作?運動或位置?傳感時?，一般令磁?體隨被檢測?物體運動，?將霍爾器件?固定在工作?系統(tǒng)的適當?位置，?用它去檢測?工作磁場，?再從檢測結(jié)?果中提取被?檢信息。??AH41?霍爾開關(guān)?AH41霍?爾開關(guān)電路?最適于響應?變化斜率陡?峭的磁場并?在磁通密度?較弱的?場合使用，?適用于單極?或多對磁環(huán)?工作，它由?反向電壓保?護器、電壓?調(diào)整器?、霍爾電壓?發(fā)生器、信?號放大器、?史密特觸發(fā)?器和集電極?開路的輸?出級組成?。工作溫度?范圍為-4?0～15?0℃（存儲?溫度為15?0℃），可?適用于?各種機及機?電一體化領(lǐng)?域。?電參數(shù)?：參數(shù)?符號測試?條件量值?單位最?小典型?最大?電源電?壓VCC??24V?輸出低電?平電壓?Vout?Iout=?20mA?B>BO?P-20?0-400?mV?輸出高電平?電流I?OFFV?out=2?4VB?電源電流?ICCV?CC=24?V?輸出端開路??10mA?輸出?上升時間?trV?cc=12?VRL=??CL=?20Pf-??μS?輸出下降?時間t?fVcc?=12V?RL=1.?1KΩ?CL=20?Pf--0?.18μ?S?產(chǎn)品特點:?.?電源電壓范?圍寬?.可用市?售的小磁環(huán)?來驅(qū)動?.無可?動部件、可?靠性高?.尺寸?小.?抗環(huán)境應?力.?可直接同?雙極和MO?S邏輯電路?接口?應用:河?南理工大學?畢業(yè)設(shè)計（?論文）說明?書1?8.高靈?敏的無觸點?開關(guān)?.直流無?刷電機?.直流?無刷風機.??霍爾開關(guān)元?件的電路圖?：圖4?-8霍爾?傳感器的電?路圖4.?3發(fā)送模?塊根據(jù)系?統(tǒng)功能要求?，要使單片?機測量的轉(zhuǎn)?速能夠向上?位機發(fā)送數(shù)?據(jù)，硬?件電路中必?須要考慮到?單片機的發(fā)?送部分，由?于單片機通?過串口發(fā)送?出來的?是TTL邏?輯電平（0?V和5V）?，而計算機?RS-23?2總線上輸?入、輸出數(shù)?據(jù)和控?制信號為+?12V左右?的電壓，單?片機要和P?C的上位機?通信就必須?是電平?一致，所以?發(fā)送部分關(guān)?鍵的部分是?電平轉(zhuǎn)換和?串口發(fā)送，?電平轉(zhuǎn)換可?以用模?擬器件進行?轉(zhuǎn)換，但是?為了方便起?見，本次設(shè)?計采用的是?集成芯片，?一個芯?片加上它的?外圍電路即?可完成電平?的轉(zhuǎn)換的工?作。結(jié)構(gòu)簡?單、方便?容易，精?確度高。本?次所采用的?是HIN2?32CP，?我們要對其?外圍電路進?行設(shè)計?，下面我們?將詳細的敘?述。?數(shù)據(jù)的傳輸?：當?電路工作于?發(fā)送數(shù)據(jù)狀?態(tài)時，PC?機的RTS?端輸出高電?平，經(jīng)IC?1電平?轉(zhuǎn)換打開I?C3（74?LS08）?的與門B1?，使PC機?TXD端輸?出的數(shù)據(jù)經(jīng)?紅外發(fā)?射電路發(fā)射?出去；RT?S信號IC?1反相后作?為CTS信?號送入計算?機，同?時還關(guān)閉與?門B2；使?計算機不接?收其它數(shù)據(jù)?信號。河?南理工大學?畢業(yè)設(shè)計（?論文）說明?書1?9該必發(fā)器?的數(shù)據(jù)傳輸?速率最好設(shè)?在9600?b/s為宜?，以確保數(shù)?據(jù)傳輸?shù)?可靠性。?器件?的介紹：?1、R?S-232?CR?S-232?C是美國電?氣工業(yè)協(xié)會?推廣使用的?一種串行通?信總路線標?準，是?DCE(數(shù)?據(jù)通信設(shè)備?，如微機)?和DTE(?數(shù)據(jù)終端設(shè)?備，如CR?T)間傳輸?串行數(shù)?據(jù)的接口總?線。?RS-23?2C最大傳?輸距離為1?5m，最高?傳輸速率約?20kbp?s，信號的?邏輯0?電平為+3?V～+15?V。邏輯1?電平為-3?V～-15?V。?電氣特性：?EI?A-RS-?232C對?電器特性、?邏輯電平和?各種信號線?功能都作了?規(guī)定；?在TxD?和RxD上?：邏輯1(?MARK)?=-3V?～-15V???邏?輯0(SP?ACE)=?+3～＋1?5V?在RTS、?CTS、D?SR、DT?R和DCD?等控制線上?：信?號有效（接?通，ON狀?態(tài)，正電壓?）＝+3V?～+15V?信號?無效（斷開?，OFF狀?態(tài)，負電壓?）＝-3V?～-15V?2、?RS-23?2連接器D?B-9??DB?-9是RS?-232信?號線的連接?器，其連接?器的機械特?性見圖(4?－9)，?表4-?1所示RS?-232信?號線名稱、?符號以及對?應在DB-?9上的針腳?號。圖?4-9連?接器的機械?特性???河南理工大?學畢業(yè)設(shè)計?（論文）說?明書?20表4-?1RS?-232信?號線和DB?-9引腳關(guān)?系T??1RS-?232s?ignal?line?sand?DB-9?-pin?relat?ions?符?號名??稱引??腳D?CD?RXD?TXD?DTR?GN?DD?SR??RTS?CT?SR?I接?收信號載波?檢測?數(shù)據(jù)接收線?數(shù)據(jù)?發(fā)送線?DTE裝?置數(shù)據(jù)就緒?公共?地D?CE裝置就?緒請?求發(fā)送?清除發(fā)送?振鈴?指示?12?3?4?5?67?8?9?圖4?－10電?平轉(zhuǎn)換電路?原理圖3?、電平轉(zhuǎn)換?器HIN2?32CPE?由于?RS-23?2C總線上?傳輸?shù)男盘?邏輯電平與?TTL邏輯?電平差異很?大，河南理?工大學畢業(yè)?設(shè)計（論文?）說明書?21所?以就存在這?兩種電平的?轉(zhuǎn)換問題，?下面就介紹?一下電平轉(zhuǎn)?換器H?IN232?CPE。?HIN?232CP?E能將RS?-232C?電平轉(zhuǎn)換成?TTL電平?，也能將T?TL電平轉(zhuǎn)?換成R?S-232?C電平，只?需單+5V?供電，由內(nèi)?部升高電路?產(chǎn)生10V?～+12V?。內(nèi)部?有兩個發(fā)送?器(TTL?電平轉(zhuǎn)換為?RS-23?2C電平)?和兩個接收?器(RS-?232電?平轉(zhuǎn)換為?TTL電平?)。HIN?232CP?E芯片引腳?排列和外部?元件連接線?路如圖4?－11所?示。圖?4－11?HIN2?32CPE?電平轉(zhuǎn)換?器及外接元?件圖??????河南理工?大學畢業(yè)設(shè)?計（論文）?說明書?225?軟件設(shè)計?本章重點?闡述測量轉(zhuǎn)?速的匯編語?言。以及軟?件設(shè)計的過?程。?軟件需要解?決的是單片?機中斷服務?程序的設(shè)計?、計算程序?的設(shè)計、顯?示部分?的程序設(shè)計?以及在我們?這里非重點?介紹的通信?程序設(shè)計。?5.1?單片機轉(zhuǎn)速?程序設(shè)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，?流程?圖如下圖所?示。?????????圖5－?1主程序?流程圖5?.1.1?單片機程序?設(shè)計思路?計算轉(zhuǎn)速公?式：?n=60?/NTc?(r/mi?n)開始??初始化?計算?程序?BCD碼轉(zhuǎn)?換非?壓縮BCD?轉(zhuǎn)換?顯示程?序?返回河?南理工大學?畢業(yè)設(shè)計（?論文）說明?書2?3其中，N?是內(nèi)部定時?器的計數(shù)值?，為三字節(jié)?，分別由T?H0，TL?0，VTT?構(gòu)成；?Tc?為時基，由?于采用11?.0592?M的晶振，?所以Tc不?在是1um?，而是?12M/1??2M約為1?.08um?，帶入上面?公式，即可?得到轉(zhuǎn)速的?精確計?算公式：?N=6?0*110?59200?/12N=?55296?000/N?再將?55296?000化為?二進制存入?單片機的內(nèi)?存單元。?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、T?L0，使定?時器再次循?環(huán)計內(nèi)部脈?沖。此?外，對于低?速情況下，?我們還要設(shè)?定一個軟件?計數(shù)器VT?T，當外部?中斷還?沒來而內(nèi)部?定時器已經(jīng)?溢出，產(chǎn)生?定時器0中?斷時，增加?VTT，作?為三字?節(jié)中的高字?節(jié)。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?3600?0r/mi?n足夠）的?程序。?為數(shù)碼管?能夠顯示出?來，需將二?進制轉(zhuǎn)換為?十進制，在?將十進制轉(zhuǎn)?換為非?壓縮BCD?碼后，才能?調(diào)用查表程?序，最后送?顯示。5?.1.2?單片機轉(zhuǎn)速?計算程序?由于本次設(shè)?計的系統(tǒng)要?實現(xiàn)的功能?是將霍爾傳?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?？梢哉f?是核心部分?，流程圖如?圖所示：????河?南理工大學?畢業(yè)設(shè)計（?論文）說明?書2?4??????????????????????圖5－2?計算程序流?程圖計算?程序中又再?次調(diào)用了除?法程序，這?里的除法為?四字節(jié)除三?字節(jié)商?為兩字節(jié)，?除法的程序?的編程思想?可以和手工?計算的除法?相似，比較?減法的?思想，流程?圖如圖5-?3所示具體?程序見附錄??.3二-?十進制轉(zhuǎn)換?程序計算?程序計算出?來的數(shù)據(jù)為?二進制，存?到50H、?51H單元?中以便發(fā)送?程序中?調(diào)用傳送數(shù)?據(jù)到計算機?，計算機可?識別二進制?，然而，我?們需要在?LED上?顯示，查表?程序需要拆?分的BCD?碼，所以二?進制必須先?轉(zhuǎn)換成BC?D后才?能拆分。這?里介紹將（?R2R3）?中的16位?二進制數(shù)轉(zhuǎn)?換為壓縮B?CD碼?十進制整數(shù)?送R4、R?5、R6。?????被除?數(shù)初始化?讀取定?時值?調(diào)用除法程?序返?回?開始?河南理工?大學畢業(yè)設(shè)?計（論文）?說明書?25???????????Y?????N???????圖?5－3除?法程序流程?圖?除?法?移位次?數(shù)?計數(shù)器?被除數(shù)左?移1位?被除數(shù)>?除數(shù)?上商1，?減去除數(shù)?上商0?計數(shù)?器減1?計數(shù)器=?0？?返回河南?理工大學畢?業(yè)設(shè)計（論?文）說明書?26?按照數(shù)制轉(zhuǎn)?換方法可以?畫出流程圖?。??????????圖?5－4?雙字節(jié)整數(shù)?二翻十程序?流程圖單?片機顯示部?分可以用來?顯示計算出?來的數(shù)據(jù)的?。在程序設(shè)?計中，在?AT89?C51RA?M存貯器中?的四個顯示?緩沖器單元?30H－3?4H，分別?存放著由計?算出來?的轉(zhuǎn)速的B?CD碼進行?拆分后的非?壓縮BCD?碼數(shù)據(jù)，A?T89C5?1的P1?口掃描輸?出總是只有?一位為低電?平、其它位?為高電平，?AT89C?51的P0?口相應?位的顯示數(shù)?據(jù)的段數(shù)據(jù)?，使該位顯?示出一個字?符，其它們?為暗，依次?地改變?P1口輸出?為低高的位?，P0口輸?出對應的段?數(shù)據(jù)，5位?LED顯示?器就顯?示出由緩沖?器中顯示數(shù)?據(jù)所確定的?字符。?顯示部分?程序分為兩?部分：十進?制BCD轉(zhuǎn)?換成非壓縮?BCD碼；?查表程開始??0---R?4、R5、?R6?16---?-R7?C（R2?R3）左移?1位（移出?位bi在C?中）?2*（R4?R5R6）?+C-?---?R4R5?R6（十進?制運算）?（R7?）-1—R?7=0？?返回?河南理工?大學畢業(yè)設(shè)?計（論文）?說明書?27序顯?示數(shù)據(jù)。?雙字節(jié)?整數(shù)拆分程?序流程圖如?圖5-5??????????圖?5－5?雙字節(jié)整數(shù)?拆分程序流?程圖顯示?程序流程圖?如圖5-6?所示：5?.2程序?設(shè)計根據(jù)?以上設(shè)計思?路和各個模?塊的流程圖?即可編寫出?本次畢業(yè)設(shè)?計的程?序，注意其?中各個模塊?間的參數(shù)傳?遞以及堆棧?指針等問題?，程序設(shè)計?的任務?即可完成，?寫出初始的?程序，再進?行上機調(diào)試?，這些我們?將具體在下?章中加?以詳細敘述?。?開始?高字節(jié)R?4送30H?R5?與0F0?H相與交換?后送31H?R5?與0FH相?與后送32?HR?6與0F?0H相與交?換后送33?HR?6與0FH?相與后送3?4H?返回?河南理工大?學畢業(yè)設(shè)計?（論文）說?明書?28?????????N???圖5?－6顯示?程序流程圖?????開始?30H?---R0?，表首地址?----D?PTR，（?R1）=0?FEH?（R0）?賦值給A?A+D?PTR賦值?給P0?（R1）?=P1，（?R1）=A?，RL?AI?NCR0?，A=（?R1）?（R1）?=0DFH?？結(jié)?束河南理?工大學畢業(yè)?設(shè)計（論文?）說明書?296?系統(tǒng)調(diào)試?電路調(diào)?試是整個系?統(tǒng)功能否實?現(xiàn)的關(guān)鍵步?驟，我們將?整個調(diào)試過?程分為?三大部分：?硬件調(diào)試、?軟件調(diào)試和?綜合調(diào)試。??6.?1硬件調(diào)?試硬件調(diào)?試主要是針?對我的轉(zhuǎn)速?測量系統(tǒng)的?單片機硬件?電路分別進?行調(diào)試。這?一部分硬件?調(diào)試主要分?成兩大塊：?上電前的調(diào)?試和上電后?的調(diào)試。?上電前?的調(diào)試?在上電前?，我們必須?確保電路中?不存在斷路?或短路情況?，這一工作?是整個?調(diào)試工作的?第一步，也?是非常重要?的一個步驟?。在這部分?調(diào)試中主要?使用的?工具是萬用?表，用來完?成檢測電路?中是否存在?斷路或者短?路情況?等。?特別是數(shù)碼?管的連接部?分，有PR?OTEL制?作的PCB?確保要和原?理圖上的?圖一致，?有些在電路?板上沒法連?接的線路，?要用短接線?把接好，對?照著原?理圖部分，?一部分一部?分地用萬用?表測量，注?意焊點之間?，確保焊點?沒有短?接在一起，?同時注意焊?點的美觀，?確保沒有開?路以及短路?的現(xiàn)象出現(xiàn)?。上?電后的調(diào)試?在確?保硬件電路?正常，無異?常情況(斷?路或短路)?方可上電調(diào)?試，上電?調(diào)試的目?的是檢驗電?路是否接錯?，同時還要?檢驗原理是?否正確，在?本次課?程設(shè)計中，?上電調(diào)試主?要只轉(zhuǎn)速測?量系統(tǒng)的單?片機控制部?分、數(shù)碼管?點亮部?分、和上位?機通信是的?電平轉(zhuǎn)換和?串口通信部?分的硬件調(diào)?試。?1、單片機?控制部分硬?件調(diào)試：這?一部分調(diào)試?主要是檢查?時鐘電路、?復位電?路是否接對?，單片機的?電源以及地?是否接好，?以及其他的?一些管腳?的接法。?看單片機通?電后能否可?以正常工作?等這一系列?問題。?2、數(shù)碼?管LED電?路調(diào)試：由?于數(shù)碼管采?用的是動態(tài)?掃描的方式?點亮的。?數(shù)碼管的?公共端（C?OM）接在?7407驅(qū)?動再接到單?片機的P2?口作為位選?信號，?字型是接在?P0口。電?路上電檢查?7407是?否接上電源?和地讓其正?常工作。在?河南理工大?學畢業(yè)設(shè)計?（論文）說?明書?30這一前?提下，查看?數(shù)碼管能否?點亮。只需?要接仿真機?上編寫一個?小程序讓?5位LE?D全亮，或?者讓它們其?中的某位點?亮，也可以?顯示不同的?數(shù)字，根據(jù)?要求給?P0口，P?2口分別賦?值。即可檢?查數(shù)碼管的?硬件電路是?否正確，即?可判斷?顯示驅(qū)動電?路整個完整?，首先排除?這里的故障?。3?、發(fā)送部分?硬件電路調(diào)?試：這一部?分電路硬件?調(diào)試主要完?成任務是?使得通過?HIN23?2CPE電?平轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)?換前后的電?平關(guān)系?？?以用示波器?和萬用?表檢查電平?轉(zhuǎn)換前后的?關(guān)系，這里?不在贅述。?6.2?軟件調(diào)試?單片機程序?調(diào)試思路：?：：?：?單片機部分?調(diào)試工作的?完成主要應?用LCA5?1軟件來完?成，這一部?分工作?首先將轉(zhuǎn)速?測量系統(tǒng)中?的各個模塊?——計算程?序中的除法?程序、雙字?節(jié)的二?-十進制數(shù)?制轉(zhuǎn)換程序?，壓縮BC?D碼十進制?數(shù)轉(zhuǎn)換為非?壓縮BCD?碼的程?序以及顯示?部分程序調(diào)?試好，不斷?調(diào)試，不斷?修改直到正?確為止。L?CA51?軟件是一?種非常實用?的多窗口編?輯、調(diào)試軟?件。?LCA5?1軟件全面?支持匯編語?言，C51?語言，PL?/M51語?言的編譯/?連接、?調(diào)試。軟件?支持單文件?方式和工程?化管理兩種?模式。用戶?可自定義各?種語言?的關(guān)鍵詞.?軟件完全支?持源語句級?在線調(diào)試。?高級語言還?支持源文件?調(diào)試和?匯編語言指?令行對照調(diào)?試。用戶可?同時打開多?個窗體編輯?、調(diào)試、變?量觀察?.用戶可在?線對原文件?直接編輯、?編譯、連接?、加載和調(diào)?試，軟件?支持編譯?錯誤源文件?定位。調(diào)試?時用戶可動?態(tài)觀察、修?改設(shè)定變量?（包括?CPU片內(nèi)?寄存器、特?殊寄存器及?外部寄存器?、內(nèi)存）的?值。?調(diào)試主要方?法和技巧：??通常一?個調(diào)試程序?應該具備至?少四種性能?：跟蹤、斷?點、查看變?量、更?改數(shù)值。??蹤調(diào)試??調(diào)試應用程?序所提供的?重要性能也?許就是跟蹤?應用程序。?跟蹤應用程?序使用?戶能夠在運?行應用程序?時，看到P?C指針在應?用源代碼程?序中的確河?南理工大學?畢業(yè)設(shè)計（?論文）說明?書3?1切位置，?LCA51?提供以下方?法對程序的?執(zhí)行進行跟?蹤。?跟?蹤型單步執(zhí)?行一條源語?句程序。但?是，如果調(diào)?用一函數(shù)，?則進入函?數(shù)中，再?執(zhí)行函數(shù)的?第一條源語?句行前停止?。?通過?型單步僅執(zhí)?行下一條源?語句程序，?然后又停止?。如果是調(diào)?用一函?數(shù)，運行完?整個函數(shù)并?停止在函數(shù)?返回處。??點調(diào)試??如果已知程?序中某塊代?碼實際運行?正常的情況?下，仍用跟?蹤調(diào)試方?法，將大?大浪費時間?，而且很枯?燥，因此調(diào)?試中第二個?重要工具是?在源代?碼中預定處?設(shè)置斷點，?大多數(shù)調(diào)試?程序通過使?用斷點中止?程序執(zhí)行。?注意?：如果用戶?調(diào)試高級語?言，因為系?統(tǒng)要占用2?個斷點，所?以可設(shè)置的?斷點數(shù)?為最大斷點?個數(shù)減2。??LCA?51調(diào)試軟?件還提供一?次性斷點：?執(zhí)行到光標?所在行。如?果用戶按?熱鍵F4?，調(diào)試程序?繼續(xù)執(zhí)行程?序代碼，直?到它到達光?標行處或調(diào)?試程序?遇到另一個?斷點。??變量?顯?然，通過一?系列指令查?看應用程序?，了解導致?某一錯誤的?執(zhí)行也是?一種非常?有效的方法?。LCA5?1軟件提供?了以下幾種?方法對變量?進行查看。??通過添?加觀察項菜?單可以將用?戶希望觀察?的變量添加?到觀察窗口?中，長?期進行觀察?。用戶程序?在單步或斷?點停下時，?將更新變量?的取值。??用戶可以?直接移動鼠?標到相應的?變量名上，?點擊鼠標左?鍵，將出現(xiàn)?一個提?示窗口，顯?示這個變量?的當前值。??用戶還?可以打開程?序空間窗口?、內(nèi)部數(shù)據(jù)?窗口、外部?數(shù)據(jù)窗口進?行數(shù)據(jù)?塊觀察。??改數(shù)值??如果用戶在?調(diào)試過程中?了解到變量?的內(nèi)容（超?值、未定義?等）會對程?序性能?產(chǎn)生影響或?引起異常時?，立即更改?變量的內(nèi)容?是很有效的?方法，以?確保該值?在正確范圍?內(nèi)不會產(chǎn)生?錯誤。LC?A51軟件?提供一系列?更改變量數(shù)?值的方?法，以便用?戶能檢查程?序?qū)φ麄€變?量值范圍的?反應，而無?需為設(shè)置河?南理工大學?畢業(yè)設(shè)計（?論文）說明?書3?2每個值而?重新加載調(diào)?試。在更改?對話框中用?戶輸入要更?改的取值，?點擊確?定按鈕。用?戶可以在輸?入框中輸入?十六進制或?十進制數(shù)據(jù)?。程?序調(diào)試過程?：：：?：?整個程?序是一個主?程序調(diào)用各?個子程序?qū)?現(xiàn)功能的過?程，要使主?程序和?整個程序都?能平穩(wěn)運行?，各個模塊?的子程序的?正確與平穩(wěn)?運行必不可?少，所?以在軟件調(diào)?試的最初階?段就是把各?個子程序模?塊進行分別?調(diào)試。?首先要對?計算程序進?行調(diào)試，其?中關(guān)鍵就是?那個四字節(jié)?除三字節(jié)的?程序顯?得尤為重要?，在整個程?序中，四字?節(jié)的被除數(shù)?是確定的常?數(shù)，而除數(shù)?是測量?記數(shù)的值，?當各個模塊?調(diào)試時，我?們可以先對?除數(shù)先賦不?同的值，?利用查看?內(nèi)部數(shù)據(jù)的?數(shù)據(jù)窗口觀?察出計算出?來的結(jié)果和?用計算器算?得的結(jié)?果是否一致?，可以舉例?多次數(shù)據(jù)，?確保程序正?確，才能得?到想得到的?數(shù)據(jù)。?其次?、二進制到?十進制的轉(zhuǎn)?換，我們依?然可以利用?上述列舉的?方法，?多次給出數(shù)?據(jù)，然后運?行程序，可?以設(shè)置觀察?變量，觀察?出程序轉(zhuǎn)換?的結(jié)果?。最?后、拆分壓?縮BCD碼?十進制以及?最后的顯示?程序，可以?利用上述提?到的各?種方法，觀?察30-3?4H內(nèi)部的?數(shù)據(jù)，緩沖?數(shù)據(jù)的觀察?檢查完畢后?，調(diào)用?顯示程序，?觀察數(shù)碼管?上顯示的數(shù)?據(jù)是否是內(nèi)?存緩沖中需?要顯示的數(shù)?據(jù)。?6.3綜?合調(diào)試在?硬件和軟件?單獨調(diào)試成?功后進行軟?硬件綜合調(diào)?試，它可以?分成以下?幾個步驟?：1?.使霍爾傳?感器有方波?信號輸出；?2.?使單片機獲?得中斷信號?，計算出轉(zhuǎn)?速值并存儲?；3?.通過LE?D數(shù)碼管把?測量的數(shù)據(jù)?顯示出來。?4.?通過通信使?得PC機與?單片機之間?的通信成功?。河南?理工大學畢?業(yè)設(shè)計（論?文）說明書?33?6.4故?障分析與解?決方案故?障出現(xiàn)情況?：1?、霍爾傳感?器不能產(chǎn)生?有效的TT?L電平，產(chǎn)?生波形不穩(wěn)?2、?單片機的中?斷服務程序?不能執(zhí)行，?不管是定時?中斷還是外?部中斷；?3、中?斷執(zhí)行低速?情況也就是?軟件記數(shù)功?能不對；?4、測?得的轉(zhuǎn)速不?準確，而且?在波形頻率?變化下顯示?轉(zhuǎn)速卻不變?5、?單片機顯示?部分無法工?作，顯示不?穩(wěn)定；?6、信號?發(fā)生器模擬?轉(zhuǎn)速測量正?確，接電機?不穩(wěn)定?7、通信?時單片機接?收顯示數(shù)據(jù)?不正常，P?C機接收亂?碼；?解決方案（?針對上述故?障一一對應?的解決方案?）：?（1）硬件?電路中霍爾?傳感器應工?作在5V電?壓，中間引?腳接地，數(shù)?據(jù)線接?單片機的外?部中斷0。?在電機的轉(zhuǎn)?軸上還要貼?上一粒磁鋼?，利用霍爾?效應產(chǎn)?生方波。利?用萬用表檢?查時發(fā)現(xiàn)接?5V和地的?PCB上的?線都壞了，?重新用?線接在電路?板上。當波?形出來后，?顯示的波形?不穩(wěn)，而且?不夠理想，?后來在?信號線與地?之間接了4?72的瓷片?電容濾波。?波形得到了?大大改善；?（2?）首先檢查?程序中的開?頭，中斷入?口地址，發(fā)?現(xiàn)中斷定時?0的地址?寫成中斷?定時1的入?口地址了。?外部中斷沒?有執(zhí)行跟沒?有中斷信號?加入有?關(guān)系。在前?面還沒有解?決的時候，?我們暫時用?信號發(fā)生器?來代替外部?中斷9?的輸入，由?于中斷執(zhí)行?與否我們沒?法看到，可?以用設(shè)置中?斷點的方法?或者利?用示波器，?在中斷服務?程序中重新?編寫一些程?序觀察單片?機的某一輸?出口的?波形變換或?者中斷程序?中讓數(shù)碼管?點亮等直觀?可以看到的?方法來?檢查中斷的?執(zhí)行情況；?（3?）中斷服務?程序中程序?設(shè)計有問題?，要先讀去?反映轉(zhuǎn)速的?TH0，T?L0，?再去清0，?軟件記數(shù)的?高字節(jié)VT?T應該在定?時中斷0中?的服務程序?中自增的?同時清T?H0，TL?0，在外部?中斷程序中?要讀取三字?節(jié)的記數(shù)值?后同時清三?個記數(shù)?器，再從中?斷返回；?（4）?在確定轉(zhuǎn)速?計算程序的?正確性的?條件下出現(xiàn)?了轉(zhuǎn)速不準?確，就河南?理工大學畢?業(yè)設(shè)計（論?文）說明書?34?是在調(diào)用轉(zhuǎn)?換程序時出?現(xiàn)了問題，?觀察程序時?發(fā)現(xiàn)調(diào)用子?程序是傳送?的參數(shù)?不對，在用?寄存器R的?時候出現(xiàn)了?重復現(xiàn)象，?導致轉(zhuǎn)換過?程中出現(xiàn)了?混亂。?在波形頻率?改變而轉(zhuǎn)速?不改變由于?在調(diào)用顯示?程序時候在?調(diào)用之后在?顯示這?里死循環(huán)，?不能適時進?行計算了。?（5?）由于顯示?部分的程序?是動態(tài)顯示?，是一位一?位的顯示，?在位選?信號這里出?現(xiàn)了問題，?在左移的時?候出現(xiàn)問題?，以及顯示?完一個字型?后調(diào)用?的延時時間?不合理導致?顯示不穩(wěn)定?，出現(xiàn)閃爍?現(xiàn)象，改變?時間到1毫?秒左右?就差不多對?了。?（6）后來?在接信號發(fā)?生器時候要?是接正弦波?時候一樣發(fā)?生不穩(wěn)定跳?轉(zhuǎn)的現(xiàn)?象，由此可?以推測，在?傳感器輸入?的信號不是?理想的方波?，而且電?平值不夠?大，所以在?霍爾傳感器?信號輸出端?接濾波電容?以及一個1?0K的上?拉電阻就?可以解決問?題了。?（7）由?于單片機與?PC機之間?的設(shè)置以及?電平轉(zhuǎn)換不?一致具體參?見通信?部分的畢業(yè)?設(shè)計。6?.5結(jié)論?與經(jīng)驗結(jié)?論：?通過各方面?努力，本次?畢業(yè)設(shè)計任?務完成，系?統(tǒng)各部分功?能均已實現(xiàn)?，單片?機能夠測量?出電機的轉(zhuǎn)?速并能顯示?在LED數(shù)?碼管上，并?能向上位機?發(fā)送數(shù)?據(jù)；測量范?圍也是比較?寬的60r?/min-?36000?r/min?，精度也在?0.1%，?都達到?了比較理想?的狀態(tài)。?經(jīng)驗：?1、?由于本系統(tǒng)?采用5V直?流電源供電?，霍爾傳感?器要選用工?作電壓的?范圍包含?5V電壓的?可以省去再?用一個電源?的麻煩，單?片機等都是?工作在?TTL電平?的，霍爾傳?感器輸出的?波形應為T?TL電平，?以便單片機?能夠識別。?2、?數(shù)碼管要采?用共陰數(shù)碼?管，因為數(shù)?碼管的灌電?流可以大些?達到幾?十毫安，但?