單片機轉速測量系統設計-資料下載頁

【導讀】單片機自從20世紀70年代問世以來，得到了快速發展。從早期的8位機到現在的。信等領域有著廣泛的應用。本文討論了以AT89C51單片機為核心的電機轉速測量的硬。用方法，分析了相應方法在測量上的特點、誤差和計算。其次，針對特定的應用環境，出了具體解決的方法；根據系統要求編制了源程序，分析其工作流程。的系統利用仿真機進行調試，對測量指標進行了分析、比較并提出改進方案。

　　

【正文】 ， TH0 MOV SpCoun+1， TL0 ；讀取計數值 CLR A MOV TH0， A MOV TL0， A ；清計數器 SETB SpCalc ；要求主程序計算速度 MOV SecCoun， 0 ；清秒計數器 判斷 SecCoun 是否到達 250 了，如果到達 250，則說明 1秒時間已到，程序 將關閉 T0 計數器，然后對 T0 中已計得的數據進行處理，然后再去進行顯示，否則直接轉去顯示。這部份的程序流程圖如圖 43所示 。 東華理工大學長江學院畢業設計 （論文） 系統程序設計與實現 21 數碼管的顯示子程序 數碼管顯示采用動態方式，即每次中斷點亮一位數碼管，依次循環。由于數 碼 管共有 5 位，因此，每 20ms 即可輪流點亮每個數碼管一次，利用人的視覺暫留現象，可以穩定地顯示各位數碼管的值。圖 44是顯示部份的流程圖，從圖中可以看出，程序中利用了一個顯示計數器，該計數器的值在 0~4之間變化，對應第一至第五位數碼管，當計數值到 5 時，即回零。下面以顯示計數器值等于 2為例，加以說明。當顯示計數器值等于 2時，意味著此時應點亮第 3位數碼管去進行顯示。程序中首先取顯示緩沖區初值： MOV A， DISPBUFF 秒計數器加 1 停止 T0工作 讀 T0計數值 清 T0值 置位計算請求標 志 清秒計數器 進入顯示部分 到 250 了嗎 Y N 圖 43 秒信號子程序流程圖 東華理工大學長江學院畢業設計 （論文） 系統程序設計與實現 22 該值為 5AH，加上顯示計數器的值即 5CH： ADD A， COUNT 因此將從 5CH 中取出 待顯示數據： MOV R0， A 東華理工大學長江學院畢業設計 （論文） 系統程序設計與實現 23 Y 顯示計數器加 1 到 5 了嗎？ 顯示計數器回 0 取顯示緩沖區首址 加計數值 取該顯示緩沖區值 查字形碼表 字形碼送往 P0 重取計數值 查位碼 送往 P2口 重置定時初值 退出 N 圖 44 數碼管 顯示流程圖 東華理工大學長江學院畢業設計 （論文） 系統程序設計與調試 24 MOV A， @R0 ；然后查字表碼表，并將該字形碼送往 P0 MOV DPTR， DISPTAB MOVC A， @A+DPTR MOV P0， A 因為 P0是段驅動。 下面是要點亮第 3位數碼管，程序中再次取計數值，即 2，然后查位碼： MOV A， COUNT MOV DPTR， BitTab MOVC A， @A+DPTR BitTab： DB 0FDH， 0FEH， 0FBH， 0F7H， 0EFH 因此，查出來的值是 0FBH，即 11111011，這個值被送往 P2 口 ： ORL P2， 00011111B ；先將 P2 口的低 5 位置 1(關閉原點亮的數碼管 ) ANL P2， A ；將查得的位碼與 P2相與，點亮相應的數碼管 觀察硬件，即可發現 驅動第 3位數碼管，因此即實現了點亮第三位數 碼管的要求，而其他各位不被點亮。這種處理方法使得該程序具有很強的通用性，只要改變計數值，改變位碼表，即可用于不同位數、不同接法的數碼管驅動 系統調試 單片機應用系統的程序必須有調試好的應用程序，系統才能運行。通常，單 片機的開發工具至少需要仿真機和編程器 兩種，前者用以調試程序，后者用于將調試完成后的程序代碼寫入單片機芯片中。 調試平臺簡介 單片機開發工具的作用有這樣一些： （ 1）有較齊全的開發軟件工具，如配置有匯編語言，用戶可用匯編語言編制應用軟件。開發工具能自動生成目標文件；配有反匯編軟件，能將目標程序轉換為匯編語言程序文本；有豐富的子程序庫可供用戶調用。 （ 2）有全速跟蹤調試、運行的能力開發裝置占用單片機硬件資源少。并具有單步運行、設斷點運行、狀態查詢等功能。 （ 3）能進行系統硬件電路的診斷與檢查；為了方便模快化軟件調試，還應配置軟件轉 儲、程序文本打印、能將程序固化到單片機芯片或系統 FLASH ROM芯片中。 程序調試 （ 1）源文件建立 東華理工大學長江學院畢業設計 （論文） 系統程序設計與調試 25 使用菜單 file/new 在項目窗口右側打開一個文本編輯界面，可在其中寫入指令或將已編輯完成的程序調入，保存。本程序保存為 *.asm。 （ 2）建立工程文件 [18][19] 點菜單 Project/New Project 出現對話框，給工程命名為 test 保存，在彈出的對話框選擇 CPU 的型號，選擇 Atmel 公司的 89C51，確定回到主界面，在工程窗口文件頁中點 Target1/Source Group1/Add file to Group/*.asm，雙擊加入。 （ 3）編譯連接 選擇菜單 Project/Build target 進行連接，此時編譯過程的信息將出現在編譯窗口 中，出現的語法錯誤會有提示，根據提示，修改源程序，直到編譯通過 。 （ 4）進入調試 編譯通過后的源程序，只表示沒有語法錯誤，但是否能夠存在邏輯或其他錯誤，還需要進行仿真才行。編譯完成后，打開菜單 Debeg/Start/Stop Session對軟件模擬調試，調試還可以使用設置斷點的方式，在定時器 T1 的中斷服務程序的起點處設了一個斷點，記錄下 的運行時間 。 東華理工大學長江學院畢業設計 （論文） 設計中的問題與不 足 26 5 設計中的問題及不足 本系統的設計上 總體上達到了已定的要求，符合設計的的一般規律，做到了以盡可能少的硬件資源完成相應的功能指標。軟件設計盡量簡單明了。 在硬件與軟件方面也存 在問題及不足。主要表現在一以下幾個方面。 (1)原理上測量誤差的來源主要有碼盤刻線誤差、計數過程中的177。 1 誤差、時間基準誤差、干擾造成的誤觸發引起的誤差。由于數字電路具有很強的抗干擾能力，干擾引起的測量誤差可忽略；時間基準采用晶體振蕩器，誤差小可以不計；用碼盤脈沖作捕獲信號，碼盤脈沖計數值中不含177。 1誤差。因此 不足之處是 碼盤 刻線誤差和標準時間計數值中的177。 1 誤差是影響測量準確度的主要因素 [20]。 （ 2） 脈沖發生器的振蕩頻率不穩定，導致輸入脈沖個數的變化，電路是使用 NE555 加 RC 構成振蕩器以產生脈沖信號，而 RC 振蕩器穩定性不夠好，因此，頻率有漂移。通過使用示波器觀察振蕩信 。 （ 3）由于本系統的對外來計數采用軟件打開計數器的，因此定時和計數存在不同步問題，相差指令周期及一個脈沖的誤差，這將給轉速產生一定的誤差，解決的方法有如下幾種想法：用硬件即加一個 D 觸發器外部計數的同時開啟定時，關閉時，利用一回復信號，停止定時器的工作， 這種方法實時性高，開啟和關閉還有防止誤觸發和抗干擾功能，只是增加了硬件的復雜程度。利用外部中斷的方式來同步。定時和計數，這種方法簡單可行，仍然有執行指令的延時但對大部分應用場合都可以使用。 （ 4）采用實際的碼盤輸入能更準確反映測量轉速的狀況。本系統采用模擬的方法存在一定的問題， 89C51 獲得信息會受到外界的干擾。需要在數據采集方面智能化，獲得更穩定的外界信息。 東華理工大學長江學院畢業設計 （論文） 結論 27 結論 本文對單片機用于轉速測量的理論、原理進行了系統的分析、比較，并對每種測量方法定性、定量的予以闡述，設計了顯示接口電路和應用程序。以下從四個方 面進行總結： 1測量方法 在測量原理上采用先進的 M 的測量方法，保證了高轉速的測量中獲得較高的精度。應用范圍廣泛，可通過擴展進行二次開發。 但為了應用需要也可以調整測量方法。比如， T 測量方法， M/T 測量方法等。 2程序 設計 本系統進行了全面的程序設計，顯示程序、中斷服務程序和初始化程序，并對這些程序在 uVision2 軟件上進行編譯和調試，可以運行和轉換成 HEX 文件，對程序設計全過程實施驗證， 了設計的要求。 3程序調試 單片機應用系統的程序必須有調試好的應用程序，系統才能運行 ，所以在調試前必須熟悉該調試平臺環境， 找出應用程序出現的問題，這樣才能保證該程序的可應用性，達到設計的已定的目的。 4進方法和進一步的工作 轉速的定時時間長、短，其設定值是人為估計的，可以針對具體的應用，根據轉速的實際情況來調整定時時間。下步工作能制作完整電路工作板，即硬件電路，用示波器測量其參數。更深入的分析其精度和誤差。東華理工大學長江學院畢業設計 （論文） 致謝 28 致 謝 本論文的完成首先感謝 賈宏偉 老 師悉心指導 ， 需感謝張文君同學提供硬件部分資源， 單片機應用是理論性較強，注重實踐的一門學科， 在我們生活中應用廣泛。 涉及到計算機理論、電子技術等相關知識。 必須實踐與理論相結合，還需要知識面 廣，把各個學科結合起來。 由于本人學識淺簿，在論文的創作過程中， 老師在理論上予以幫助和鼓勵。其次感謝所有參考資料、專著的作者，他們的辛勤的 勞動，給予了我無私幫助，并從中學到了豐富知識和嚴謹的治學態度， 使 我今后的工作過程受益非淺。最后感謝在學習過程中予以幫助的同學和家人 。畢業設計使我學到很多東西，要完成大的工程。必須大家團結起來，資源共享，要參考大量的文獻，把與自己所學的知識結合起來，這樣我們才會得到意想不到的收獲。在此，我再次感謝那些關系和支持我的老師和同學。東華理工大學長江學院畢業設計 （論文） 參考文獻 29 參考文獻 [1] 何立民《單片機應用文集》社北 京航空航天大學出版 [2] David Karlins， Build Your Own Web Site [M]， McGrawHill Osborne Media， [3] 劉清河碩士論文《汽車電子組合儀表的研究》哈爾濱工業大學 [4] 王軍政《電液伺服閥控馬達速度閉環數字控制系統的應用研究》第 22 卷第 2 期北京理工大學學報 Vol。 22 No。 2 [5] 電氣傳動自動化 19 卷第 4 期 [6] 馮夏勇賓鴻贊《微機轉速測量常用方法與精度分析》電子與自動化 1995 年 2期 [7] 閻石《數字電子 技術基礎》高等教育出版社第四版 [8] 華成英 童詩白《模擬電子技術基礎》高等教育出版社 [9] 平凡單片機 [10] 李曉瑩《傳感器與測試技術》高等教育出版社 [11] Adel ,kenh ： microelectronics Circuit,3rd Edition,Holt Rinehard and Design，McGrawHill， Inc， 1996 [12] 何立民《 MCS51 系列單片機應用 系統設計系統配置與接口技術》北京航空航天大學出版社 [13] 姜沫歧《 protel2021 原理圖與 PCB 設計實例》機械工業出版社 [14] 朱家建《單片機與可編程控制器》高等教育出版社 [15] 孫涵芳徐愛卿《單片機原理及應用》北京航空航天大學出版社 [16] 張洪潤《單片機原理及應用》清華大學出版社 [17] 樓然苗 李光飛《單片機課程設計指導》北京航空航天大學出版社 [18] AT89C51 DATA SHEEP Philips Semiconductors [19] jacob millman,Arvin grvin grabel： Mrcroelectronics,2ed Edition,McGrawHill,inc,1988 [20] New Releases Data book volume V,Maxim， 1996 30