基于單片機的電機轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)設(shè)計

1、基于單片機的電機轉(zhuǎn)速測速系統(tǒng)的設(shè)計摘要在工程實踐中，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(yīng)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AT89C51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AT89C51作

2、為控制核心，由霍爾傳感器、LED數(shù)碼顯像管、HIN232CPE電平轉(zhuǎn)換、及RS232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)鍵詞MSC-51（單片機）；轉(zhuǎn)速；傳感器-I-89C51basedonthespeedmeasurementsysteminthedesignAbstractIntheprojectpractice,wewillmeeteachkindtoneedfrequentlytosurveyth

3、erotationalspeedthesituation,thesurveyrotationalspeedmethoddividesintothesimulationtypeandthedigitaltwokinds.Thesimulationtypeusesmeasuredthatthefastgeneratoristhedetectingelement,obtainsthesignalsimulatesthequantity.Digitalusuallyusestheelectro-opticalencoder,theHallpartandsoonisthedetectingelement

4、,obtainsthesignalisthesignalimpulse.Alongwithmicrocomputer'swidespreadapplication,speciallyhighperformancepricecomparedtomonolithicintegratedcircuit'sappearance,thetachometricsurveyusesgenerallytakethemonolithicintegratedcircuitasthecoredigitalmeasuringtechniqueIgraduatedfromtheDesignoftheis

5、sueiscontroloftheintelligentuseofSCMspeedmeasuringinstrument.Thesystemisthemotorspeedmeasurement,andPCandcancommunicatethatthemotorspeed,andtoobservethemotorrunningthebasicsituation.ThemaindesignAT89C51controlasthecore,bytheHallsensor,LEDdigitalCRT,HIN232CPE-levelconversion,andaRS232.Detailedmeasure

6、mentsofthespeedoftheSCMsystemandPCandtheserialcommunicationbetweenthemicrocontroller.GivefullplaytotheperformanceoftheSCM.ThispaperistomeasurethespeedanddisplayedinfiveLEDdigitalpipe.Theadvantageofasimplehardwareandsoftwarecapabilitiesimprove,measuringspeed,highprecisionandcontrolsystemreliable,cost

7、-effectiveandsoon.KeywordsSC-51(One-chipcomputer)；sensor；Tachometer-3-目錄摘要IAbstractII第1章緒論51.1課題背景51.2國內(nèi)外發(fā)展水平51.3單片機測控系統(tǒng)61.4轉(zhuǎn)速測量在國民經(jīng)濟中的應(yīng)用71.5幾種常見的轉(zhuǎn)速測量方法81.6主要內(nèi)容9第2章硬件電路設(shè)計102.1系統(tǒng)總體功能概述102.2硬件電路設(shè)計112.3單片機模塊112.3.1處理執(zhí)行元件122.3.2時鐘電路162.3.3復位電路162.3.4顯示電路172.4霍爾傳感器簡介202.4.1霍爾器件概述202.4.2霍爾傳感器的應(yīng)用212.4.3AH4

8、1霍爾開關(guān)212.5發(fā)送模塊222.6本章小結(jié)25第3章軟件設(shè)計263.1單片機轉(zhuǎn)速程序設(shè)計級思路過程263.1.1單片機程序設(shè)計思路263.1.2單片機轉(zhuǎn)速計算程序273.1.3二-十進制轉(zhuǎn)換程序273.2程序設(shè)計303.3本章小結(jié)31第4章系統(tǒng)調(diào)試324.1硬件調(diào)試324.2軟件調(diào)試324.3綜合調(diào)試344.4故障分析與解決方案344.5本章小結(jié)35結(jié)論36致謝37參考文獻38附錄39附錄1電路原理圖39附錄2元器件清單40-IV-第1章緒論11課題背景轉(zhuǎn)速是工程中應(yīng)用非常廣泛的一個參數(shù)，其測量方法較多，而模擬量的采集和模擬處理一直是轉(zhuǎn)速測量的主要方法，這種測量方法已不能適應(yīng)現(xiàn)代科技發(fā)展的

9、要求，在測量范圍和測量精度上，已不能滿足大多數(shù)系統(tǒng)的使用。隨著大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字系統(tǒng)測量得到普遍應(yīng)用，特別是單片機對脈沖數(shù)字信號的強大處理能力，使得全數(shù)字測量系統(tǒng)越來越普及，其轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)也可以用全數(shù)字化處理。在測量范圍和測量精度方面都有極大的提高。因此，本課題的目的是：對各種測量轉(zhuǎn)速的基本方法予以分析，針對不同的應(yīng)用環(huán)境，利用80C51系列單片機設(shè)計一種全數(shù)字化測速系統(tǒng)，從提高測量精度的角度出發(fā)，分析討論其產(chǎn)生誤差的可能原因，為今后的實際使用提供借鑒。并從實際硬件電路出發(fā)，分析電路工作原理和軟件流程，根據(jù)仿真情況提出修改方案和解決辦法。課題以單片機為中心，設(shè)計的全數(shù)字化

10、測量轉(zhuǎn)速系統(tǒng)，在工業(yè)控制和民用電器中都有較高使用價值。其可以應(yīng)用于工業(yè)控制中的某一部分，如數(shù)控車床的電機轉(zhuǎn)速檢測和控制、水泵流量控制以及需要利用轉(zhuǎn)速檢測來進行控制的許多場合。如車輛的里程表、車速表等。其次該轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)由于采用全數(shù)字化結(jié)構(gòu)，因而可以很方便的和工業(yè)控制計算機進行連接，實行遠程管理和控制，進一步提高現(xiàn)代化水平。并且，幾乎不需做很大改變直接就能作為單獨的使用產(chǎn)品?？傊?，轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的研究是一件非常有意義的課題。1.2國內(nèi)外發(fā)展水平數(shù)字單片機的技術(shù)進步反映在內(nèi)部結(jié)構(gòu)、功率消耗、外部電壓等級以及制造工藝上。在這幾方面，較為典型地說明了數(shù)字單片機的水平。在目前，用戶對單片機的需要越來越多，

11、但是，要求也越來越高。下面分別就這四個方面說明單片機的技術(shù)進步狀況。單片機在內(nèi)部已集成了越來越多的部件，這些部件包括一般常用的電路，例如：定時器，比較器，A/D轉(zhuǎn)換器，D/A轉(zhuǎn)換器，串行通信接口，Watchdog電路，LCD控制器等。有的單片機為了構(gòu)成控制網(wǎng)絡(luò)或形成局部網(wǎng)，內(nèi)部含有局部網(wǎng)絡(luò)控制模塊CAN。例如，Infineon公司的C505C，C515C，C167CR,C167CS-32FM，81C90；Motorola公司的68HC08AZ系列等。特別是在單片機C167CS-32FM中，內(nèi)部還含有2個CAN。因此，這類單片機十分容易構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。特別是在控制，系統(tǒng)較為復雜時，構(gòu)成一個控制網(wǎng)絡(luò)十分

12、有用。為了能在變頻控制中方便使用單片機，形成最具經(jīng)濟效益的嵌入式控制系統(tǒng)。有的單片機內(nèi)部設(shè)置了專門用于變頻控制的脈寬調(diào)制控制電路，這些單片機有Fujitsu公司的MB89850系列、MB89860系列；Motorola公司的MC68HC08MR16、MR24等。在這些單片機中，脈寬調(diào)制電路有6個通道輸出，可產(chǎn)生三相脈寬調(diào)制交流電壓，并內(nèi)部含死區(qū)控制等功能。1.3單片機測控系統(tǒng)單片機可以構(gòu)成各種工業(yè)控制系統(tǒng)、適應(yīng)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。在這個領(lǐng)域中，有不少是采用通用CPU單板機或通用計算機系統(tǒng)。隨著單片機技術(shù)的發(fā)展，大部分都可以用單片機系統(tǒng)或單片機加通用機系統(tǒng)來代替。如氣輪機電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)、調(diào)速

13、系統(tǒng)等。典型的應(yīng)用系統(tǒng)是單片機要完成工業(yè)測控功能所必須具備的硬件結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，它包括系統(tǒng)擴展和系統(tǒng)配置兩部分內(nèi)容。應(yīng)用系統(tǒng)如圖1-1所示，整個系統(tǒng)由基本部分和測控增強部分及外設(shè)增強部分構(gòu)成?；静糠质峭鈬酒臄U展及功能鍵盤、顯示器配置，通過總線連接而成，測控增強部分主要是傳感器接口與伺服驅(qū)動控制接口。它們直接與工業(yè)現(xiàn)場相連，是干擾進入的主要通道，一般要采取隔離措施對于數(shù)字量（頻率、周期、相位、計數(shù)）的采集后可通過I/O口輸入，數(shù)字脈沖可直接作為計數(shù)輸入、測試輸入、I/O口輸入或中斷源輸入進行事件計數(shù)、定時計數(shù)、實現(xiàn)脈沖的頻率、相位及計數(shù)測量。對于模擬量的采集，則應(yīng)。圖1-1單片機典型應(yīng)用系統(tǒng)通過

14、A/D變換后送入總線口，I/O口或擴展I/O口，并配以相應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換控制信號及地址線。對于開關(guān)量的采集則一般通過I/O口或擴展I/O口線。應(yīng)用系統(tǒng)可根據(jù)任何一種輸入條件或內(nèi)部運行結(jié)果進行輸出控制。開關(guān)量輸出控制有時序開關(guān)、邏輯開關(guān)、信號開關(guān)陣列等，通常，這些開關(guān)量也是通過I/O口或擴展I/O口輸出。模擬量的輸出常為伺服驅(qū)動控制，控制輸出通過D/A變換后送入伺服驅(qū)動電路。1.4轉(zhuǎn)速測量在國民經(jīng)濟中的應(yīng)用轉(zhuǎn)速測量的應(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，其各種參數(shù)在不同的應(yīng)用中有其側(cè)重，但轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)作為普遍的應(yīng)用在國民經(jīng)濟發(fā)展中，有重

15、要的意義。下面列舉二例加以說明。直流電機具有良好的起、制動性能，易于在寬廣范圍內(nèi)平滑調(diào)速，所以長期以來在要求調(diào)速指標較高的場合獲得了廣泛應(yīng)用。隨著電力電子技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速系統(tǒng)日趨完善，其性能可與直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美，其變頻調(diào)速的應(yīng)用范圍日益擴大，但它的控制技術(shù)相對復雜，整個控制系統(tǒng)造價較高，在某些領(lǐng)域短時間內(nèi)還難以取直流調(diào)速系統(tǒng)，調(diào)速系統(tǒng)便應(yīng)運而生了。調(diào)速系統(tǒng)主電路線路簡單，所用的功率元件少；開關(guān)頻率高，可達到10004000Hz,電流易連續(xù)，諧波少，脈動小，電機損耗和發(fā)熱都較??；低速性能好，穩(wěn)態(tài)精度高，因而調(diào)速范圍寬；調(diào)速系統(tǒng)頻帶寬，快速響應(yīng)性能好，動態(tài)抗擾能力強；主電路元件工作

16、在開關(guān)狀太。道統(tǒng)損耗小，裝置效率高；直流電源采用三相整流時，電網(wǎng)功率因數(shù)高，可廣泛用于交通、工礦企業(yè)等電力傳動系統(tǒng)中。轉(zhuǎn)速測量部分本測量系統(tǒng)采用89C51單片機控制，利用霍爾元件由轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的脈沖，對轉(zhuǎn)速進行測量，原理框圖如圖1-2所示。轉(zhuǎn)速由單片機的P0口輸出，同時當電機轉(zhuǎn)速超過設(shè)定值時，通過單片機的P1口輸出信號，驅(qū)動響鈴報警。性能特點：1. 89C51配合晶體管的雙極式可逆PWM變換器構(gòu)成直流電機驅(qū)動系統(tǒng)，可獲得咼性能的調(diào)速性能指標；2. 直流電機驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，省去了復雜的換流裝置，因此體積小，成本低，加之采用硬軟件結(jié)合的微機控制方式，提高了系統(tǒng)的可靠性和抗干擾性。鍵盤單片機存儲器圖1

17、-2調(diào)速系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)速測量框圖3. 轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)采用軟件實現(xiàn)，動態(tài)顯示容易，超限報警方便，提高了系統(tǒng)的靈活性。4. 由變換器構(gòu)成直流電機驅(qū)動系統(tǒng)，可有效克服以往的直流調(diào)速中的諧波大、功率因數(shù)低的問題，是一種節(jié)能的調(diào)速方案。1.5幾種常見的轉(zhuǎn)速測量方法轉(zhuǎn)速測量的方法有很多，根據(jù)工作原理可分為計數(shù)式、模擬式、同步式。計數(shù)式方法是用某種方式讀出一定時間內(nèi)的總轉(zhuǎn)數(shù)；模擬式方法是測出由瞬時轉(zhuǎn)速引起的某種物理量的變化；同步式是用利用已知的頻率與旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)同步來測量轉(zhuǎn)速，根據(jù)不同的轉(zhuǎn)換方式，測試方法參看表1-1所示。一般的轉(zhuǎn)速測試可用機械式轉(zhuǎn)速表、發(fā)電機式轉(zhuǎn)速表以及頻閃式測速表，但在有些情況下，其測量精度，

18、瞬時穩(wěn)定度不能滿足更高的要求，因此，在測量方法和傳感器的選擇上顯得尤為重要。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，而測量方法上有測量轉(zhuǎn)速周期、轉(zhuǎn)速頻率等。如表1-1所示表1-1各種測速方法比較-48-類型測量方法適用范圍特點備注計算式機電式光電式電磁式機械式發(fā)電機式電容式通過齒輪轉(zhuǎn)動數(shù)字輪來自被測旋轉(zhuǎn)體上的光線使光電管產(chǎn)生電脈沖利用磁電轉(zhuǎn)換器將轉(zhuǎn)速變換成電脈沖利用離心力與轉(zhuǎn)速成平方正比的關(guān)系利用電機電源或交流電壓與轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系利用電容充電放電與轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系中低速簡單低廉中高速中高速中低速簡單高速可遠程指示中高速數(shù)字式數(shù)字式測試發(fā)電同步式機械式轉(zhuǎn)動帶槽的圓盤，觀察旋轉(zhuǎn)體

19、的同步關(guān)系中速光電式用已知頻率閃光測出旋轉(zhuǎn)體同步的頻率中高速就轉(zhuǎn)速測量原理而言，大體可分為三大類，一是用單位時間內(nèi)測得物體的旋轉(zhuǎn)角度來計算速度，例如在單位時間內(nèi)，累計轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)出的N個脈沖，即為該單位時間的速度。這種以測量頻率來實現(xiàn)測量轉(zhuǎn)速的方法，稱測頻法。即“M”法；另一類是在給定的角位移距離內(nèi)，通過測量這一角位移的時間來進行測速的方法，稱測周法，即“T”法，如給定的角位移，傳感器便發(fā)出一個電脈沖周期，以晶體震蕩頻率而產(chǎn)生的標準脈沖來度量這一周期時間，再經(jīng)換算可得轉(zhuǎn)速。這兩種測速方法各有優(yōu)缺點，“M”法一般用于高速測量在轉(zhuǎn)速較低時，測量誤差較大，而且，檢測裝置對轉(zhuǎn)速分辨能力也變差；而“T”

20、法一般用于低速測量，速度越低測量精度越高，但在測量高轉(zhuǎn)速時，誤差較大；結(jié)合這兩種測量方法就可以地出第三種測量方法，即'M/T'法結(jié)合這兩種方法的優(yōu)點，一方面象“M”法那樣在對傳感器發(fā)出的脈沖計數(shù)的同時，也象“T”法那樣計取脈沖的時間，通過計算即可得出轉(zhuǎn)速值。在實際測量中，還須設(shè)定定時時間，兼顧高、低轉(zhuǎn)速時的精度影響，適時調(diào)節(jié)采樣時間。16主要內(nèi)容本設(shè)計主要用AT89C51作為控制核心，由霍爾傳感器、LED數(shù)碼顯像管、HIN232CPE電平轉(zhuǎn)換、及RS232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L

21、ED數(shù)碼管上。第2章硬件電路設(shè)計2.1系統(tǒng)總體功能概述系統(tǒng)主要實現(xiàn)功能是：AT89C51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LED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。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)；3要求把轉(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VisualBasic編制RS232通信軟件；2. 通信軟件具有數(shù)據(jù)接受

22、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(wù)。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

23、，顯示范圍60-36000r/min3. 發(fā)送部分主要是完成電平轉(zhuǎn)換，送RS-232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。系統(tǒng)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HIN232CP之后，通過串口RS232發(fā)送數(shù)據(jù)，由PC微機接收，微機部分用VisualBasic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、LED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。傳感器電平轉(zhuǎn)換電路LED顯示驅(qū)動電路送PC機界面單片機AT89C51圖2-1系統(tǒng)硬件電路2.2硬件電路設(shè)計硬件設(shè)計的任務(wù)是根據(jù)總體設(shè)計要求，在選擇的機型的基礎(chǔ)上

24、，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。89C51單片機通過INTO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RS232C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HIN232CP接口芯片，該芯片可以用單電壓（+5V）實現(xiàn)RS232接口邏輯“1”（-3V-15V）和邏輯“0”（+3V+15V）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2-2所示。復位電路時鐘電路2.3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

25、2-2）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。231處理執(zhí)行元件單片機我們采用AT89C51(其引腳圖如圖2-3)，相較于INTEL公司的8051它本身帶有一定的優(yōu)點。AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存貯器(FPEROMFalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory)的低電壓，高性能CMOS8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。

26、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AT89C51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。P1.0Vcq.P1.1P0.0/AD0P1.2P0.1/AD1P1.3P0.2/AD2P1.4P0.3/AD3PMP0.4/AD4P1.6P0.5/AD5P1.?P0.6/AD6RSTP0.7/AD7RXD)P3.0EA.'VppTXD/P3.1M9C51ALE/PROGINT0/P3.2PSENINT1/P3J.P2;7/A15T0/PS.4P2.6/A14T1/P3.5P2:5/A13WRJP3.6P2.4/A12R

27、D/P3.7-P2.3/A11XTAL2P2.-2/A10XTAL1P2.1/A9Vss.P2.0/AS圖2-3AT89C51引腳圖主要特性：與MCS-51兼容4K字節(jié)可編程閃爍存儲器壽命：1000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RAM32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：1. VCC：供電電壓；2. GND:接地；3. P0口：P0口為一個8位漏極開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P1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

28、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外部必須被拉咼；4. P1口：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4TTL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FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。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。并因此作為輸入時，P2口

29、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。P2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FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號；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。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AT89C51的一些特殊功能口，如下表2-1所示

30、：表2-1P3口的第二功能引腳第二功能信號名稱P3.0RXD串行數(shù)據(jù)接收P3.1TXD串行數(shù)據(jù)發(fā)送P3.2INTO外部中斷0請求P3.3INT1外部中斷1請求P3.4T0定時器/計數(shù)器0計數(shù)輸入P3.5T1定時器/計數(shù)器1計數(shù)輸入P3.6WR外部RAM寫選通P3.7RD外部RAM讀選通RST：復位輸入。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。8. ALE/PR0G: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FLASH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

31、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SFR8EH地址上置0；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/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)；10. /EA/VPP:當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器(0000H-FFFFH)，不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；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12V編程電源(VPP)；11. XTAL1：反

32、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：XTAL1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，XTAL2應(yīng)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)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。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，AT89C51

33、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，CPU停止工作。但RAM,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RAM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。2.3.2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，XTAL1、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。AT89C51是屬于CMOS8位微處理器，它的時鐘電路在結(jié)構(gòu)上

34、有別于NMOS型的單片機。CMOS型單片機內(nèi)部（如AT89C51）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2-4為CMOS型單片機時鐘電路框圖。振蕩器工作受/PD端控制，由軟件置“1”PD（即特殊功能寄存器PCON.1）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。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（C1、C2大，f變?。涞湫椭禐?0pF。2.

35、3.3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。MCS-51單片機有一個復位引腳RST,它是史密特觸發(fā)輸入（對于CHMOS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、PO、P1、P2、P3口都輸出高電平。RST變?yōu)榈碗娖胶螅顺鰪臀?，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MOS（AT89C51）單片機只要接一個電容至VCC即可（見圖2-5

36、）。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-51有效的復位。RST端在加電時應(yīng)保持的高電平時間包括VCC的上升時間和振蕩器起振的時間，Vss上升時間若為10ms，振蕩器起振的時間和頻率有關(guān)。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(yīng)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)。圖2-5上電復位電路2.3.4顯示電路顯示電路采用LED數(shù)碼管動態(tài)顯示，LED（Light-EmittingD

37、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LED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2-6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

38、數(shù)字來，如圖2-7所示，為七段數(shù)碼管的管腳圖。圖2-6七段發(fā)光顯示器的結(jié)構(gòu)9圖2-7七段發(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7407，它的全名為7407TTL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2-8為7407的圖以及各個引腳的分布功能介紹。1AVCC1Y2A2Y3A3Y1413126A6Y5A740711105Y4A4YGND圖2-87407管腳的結(jié)構(gòu)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)。

39、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/min-36000r/min，所以只需要5位數(shù)碼管即可。5位共陰極顯示器和AT89C51的接口邏輯如圖2-8所示。AT89C51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7407接顯示器公共極。對于圖2-9中的5位顯示器，在AT89C51RAM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)，AT89C51的P2口掃描輸

40、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，AT89C51的P0口相應(yīng)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(yīng)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。尸moPO.1FO,2PO.3BD.4PD.5陀EPO.TAT89C5L2.2.Z.E2.ppFFP圖2-9五位動態(tài)顯示電路2.4霍爾傳感器簡介霍爾元件是一種基于霍爾效應(yīng)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(yīng)用?；魻栐且环N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?；?/p>

41、爾器件以霍爾效應(yīng)為其工作基礎(chǔ)?；魻柶陂g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1MHZ），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55-150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。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(yīng)用和間接應(yīng)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

42、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(yīng)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

43、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?；魻栭_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2.4.2霍爾傳感器的應(yīng)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(yīng)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(yīng)強度。若不垂直，則應(yīng)求出其垂直分量來計算被測磁場的磁感應(yīng)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

44、體時，一般采用永久磁鋼來產(chǎn)生工作磁場。例如，用一個5X4X2.5(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(yīng)強度。在空氣隙中，磁感應(yīng)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(yīng)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(yīng)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。2.4.3AH41霍爾開關(guān)AH41霍爾開關(guān)電路最適于響應(yīng)變化斜率陡峭的

45、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-40150°C(存儲溫度為150°C)，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VCC4.5-24V輸出低電平電壓VoutIout=20mAB>B0P-200-400mV輸出高電平電流IOFFVout=24VB電源電流ICCVCC=24V輸出端開路10mA輸出上升時間trVcc=12VRL=1.1KQCL=20Pf0.12pS輸出下降時間tfVcc=12V

46、RL=1.1KQCL=20Pf0.18pS產(chǎn)品特點：1. 電源電壓范圍寬2可用市售的小磁環(huán)來驅(qū)動3無可動部件、可靠性高4. 尺寸小5. 抗環(huán)境應(yīng)力6. 可直接同雙極和MOS邏輯電路接口應(yīng)用：1.咼靈敏的無觸點開關(guān)2直流無刷電機3.直流無刷風機.霍爾開關(guān)元件的電路圖：5V10K霍爾開關(guān)圖2-10霍爾傳感器的電路圖2.5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（0V和5V）,而計算機RS-232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PC的上位機通信就必須是電平一致

47、，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HIN232CP，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)IC1電平轉(zhuǎn)換打開IC3(74LS08)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；RTS信號IC1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。該必發(fā)器的數(shù)據(jù)傳輸速率最好設(shè)在9600b/s為宜

48、，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴Ｆ骷慕榻B：1. RS-232CRS-232C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CRT)間傳輸串行數(shù)據(jù)的接口總線。RS-232C最大傳輸距離為15m，最高傳輸速率約20kbps，信號的邏輯0電平為+3V+15V。邏輯1電平為-3V-15V。電氣特性：EIA-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(SPACE)=+3-15V在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制線上：信號有效(接通，ON狀態(tài)，正電壓)=+

49、3V+15V信號無效(斷開，OFF狀態(tài)，負電壓)=-3V-15V2. RS-232連接器DB-9DB-9是RS-232信號線的連接器，其連接器的機械特性見圖(2-11)，表2-1所示RS-232信號線名稱、符號以及對應(yīng)在DB-9上的針腳號。DCDTXDftxi)DTRGND圖2-11連接器的機械特性表2-1RS-232信號線和DB-9引腳關(guān)系符號名稱引腳DCD接收信號載波檢測1RXD數(shù)據(jù)接收線2TXD數(shù)據(jù)發(fā)送線3DTRDTE裝置數(shù)據(jù)就緒4GND公共地5DSRDCE裝置就緒6RTS請求發(fā)送7CTS清除發(fā)送8RI振鈴指示91LE圖2-12電平轉(zhuǎn)換電路原理圖3、電平轉(zhuǎn)換器HIN232CPE由于RS-

50、232C總線上傳輸?shù)男盘栠壿嬰娖脚cTTL邏輯電平差異很大，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HIN232CPE。HIN232CPE能將RS-232C電平轉(zhuǎn)換成TTL電平，也能將TTL電平轉(zhuǎn)換成RS-232C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-232C電平）和兩個接收器（RS-232電平轉(zhuǎn)換為TTL電平）。HIN232CPE芯片引腳排列和外部元件連接線路如圖2-13所示。UFOnnunnu123161514接地一DP10UF131211_T_RS-232電平+5V接地JRS-232電平血電平圖2-13HIN232

51、CPE電平轉(zhuǎn)換器及外接元件2.6本章小結(jié)本章節(jié)主要闡述了系統(tǒng)的總體功能，硬件電路設(shè)計的思路及過程，單片機模塊和霍爾傳感器。第3章軟件設(shè)計31單片機轉(zhuǎn)速程序設(shè)計級思路過程單片機測量轉(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3-1主程序流程圖311單片機程序設(shè)計思路計算轉(zhuǎn)速公式：n=60/NTc(r/min)。其中，N是內(nèi)部定時器的計數(shù)值，為三字節(jié)，分別由TH0，TL0，VTT構(gòu)成；Tc為時基，由于采用11.0592M的晶振，所以Tc不在是1um，而是12M/11.0592M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=60*11059200/12N=

52、55296000/N。再將55296000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THO、TL0，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VTT，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36000r/min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

53、碼后，才能調(diào)用查表程序，最后送顯示。312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：圖32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3-3所示具體程序見附錄。313二-十進制轉(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

54、，所以二進制必須先轉(zhuǎn)換成BCD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BCD碼十進制整數(shù)送R4、R5、R6。圖33除法程序流程圖按照數(shù)制轉(zhuǎn)換方法可以畫出流程圖圖34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AT89C51RAM存貯器中的四個顯示緩沖器單元30H34H，分別存放著由計算出來的轉(zhuǎn)速的BCD碼進行拆分后的非壓縮BCD碼數(shù)據(jù)，AT89C51的P1口掃描輸出總是只有一位為低電平、其它位為高電平，AT89C51的P0口相應(yīng)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?yōu)榘?，依次地改變P1口輸出為低高的位，P0口輸出對應(yīng)的

55、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；查表程序顯示數(shù)據(jù)。雙字節(jié)整數(shù)拆分程序流程圖如圖3-5：圖35雙字節(jié)整數(shù)拆分程序流程圖3.2程序設(shè)計根據(jù)以上設(shè)計思路和各個模塊的流程圖編寫出本次畢業(yè)設(shè)計的程序，完成程序設(shè)計的任務(wù)，寫出初始的程序后，在硬件上運行程序，進行上機調(diào)試，調(diào)試的具體方法在下章進行詳細的敘述。本文設(shè)計的測速系統(tǒng)，是軟硬結(jié)合的系統(tǒng)，核心部分是主體硬件，而運行在單片機上的軟件程序則是完成控制硬件運行、測速計算以及顯示控制等工作的主體。本章的主要內(nèi)容是說明了軟件設(shè)計的思想，給出了系統(tǒng)軟件的主體流程圖，以及各個

56、功能模塊的流程圖，用以說明各個模塊的設(shè)計思想。開始圖36顯示程序流程圖3.3本章小結(jié)本章主要介紹了程序設(shè)計原理以及程序的設(shè)計思路。第4章系統(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。4.1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。1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PROTEL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