1 光電轉速表設計方案 引言 轉速是各類電機運行中的一個重要物理量，在工程實踐中 ,我們經常會遇到各種需要測量轉速的場合。轉速是描述各種旋轉機械技術性能的一個重要參量，是電動機極為重要的一個狀態(tài)參數，在很多運動系統(tǒng)的測控中 ,都需要對電機的轉速進行測量 ,飛機、汽車、電機等動力設備的研究、制造和使用等方面，都與轉速的測量有著密切的關系。精確地檢測轉速是提高控制精度的關鍵。如何準確、快速而又方便地測量電機轉速，極為重要。 就非接觸式轉速表檢測中 ,脈沖光源式測速裝置能否與轉速標準源裝置共存的問題 ,多年來在國內轉速計量領域 內一直存在著很大的分歧。一些計量科技人員認為 ,用脈沖光源測速裝置作為非接觸式轉速表檢測的標準裝置 ,可以提高測量準確度 ,方法可行。而另一方則認為 ,如果此方法可以作為轉速標準裝置的另一種形式存在 ,勢必造成轉速計量領域里的混亂。 轉速標準源和脈沖光源的測速裝置在原理上有質的區(qū)別 ,用脈沖光源測速裝置來檢測光電式轉速表的方式不可取。盡管當前的技術可以將頻率信號源做到準確度達到10 - 6 甚至更高 ,但它不能替代轉速標準裝置的功能和作用。理由是 :第一 ,脈沖光源光強過大 ,有可能造成檢測人員無法及時發(fā)現轉速表接收信號的能力或 轉速表本身光源存在的問題 ;第二 ,脈沖光源信號的跳變過于理想 ,不能代表定向反射紙真實的反射信號 ,與光電式轉速表實際測量時的工作裝態(tài)差異較大。因此我們認為 ,只有使用轉速標準裝置才能完成對光電式轉速表整個系統(tǒng)工作性能的準確檢測 ,這也才是轉速計量檢測的真正目的所在。脈沖光源用于光電式轉速表檢測尚存在如上弊病 ,所以更不能應用于其它類型轉速表的檢測。 針對這個問題 ,我們對國際上一些國家轉速表校準方法進行了較為廣泛的調研(如德、美、法、英、奧、加等 ) 。比較統(tǒng)一的看法是 :使用轉速標準裝置 (即標準轉速源 ) 對現有的各類轉速 表進行檢測 / 校準 ,綜合考慮了轉速表實際情況 ,更具科學性和合理性。 光電檢測技術是光學與 電子 學相結合而產生的一門新興檢測技術。它主要利用電子技術對光學信號進行檢測，并進一步傳遞、儲存、控制、 計算 和顯示。光電檢測技術從原理上講可以檢測一切能夠 影響 光量和光特 性的非電量。它可通過光學系統(tǒng)把待 2 檢測的非電量信息變換成為便于接受的光學信息，然后用光電探測器件將光學信息量變換成電量，并進一步經過電路放大、處理，以達到電信號輸出的目的。然后采用電子學、信息論、計算機及物 理學 等 方法 分析 噪聲產生的原因和 規(guī)律 ，以便于進行相應的電路改進，更好地 研究 被噪聲淹沒的微弱有用信號的特點與相關性，從而了解非電量的狀態(tài)。微弱信號檢測的目的是從強噪聲中提取有用信號，同時提高檢測系統(tǒng)輸出信號的信噪比 。 2 光電轉速表總體方案設計 2 1 信號采集方案 電機轉動速度的數字檢測基本方法是利用與電動機同軸連接的光電脈沖發(fā)生器的輸出脈沖頻率與轉速成正比的原理 ,根據脈沖發(fā)生器發(fā)出的脈沖速度和序列 ,測量轉速。 目前國內外常用 的轉速測量方法有離心式轉速表測速法、測速發(fā)電機測速法、閃光測速法、光電碼盤測速法和霍爾元件測速法等。 離心式轉速表是利用離心原理制成的測速儀表，可以直接讀出轉速。測轉速時，轉速表的端頭要插入電機轉軸的中心孔內，插入前，應注意清除中心孔中的油污，并使轉速表的軸與電機的軸保持同心，不可上下左右偏斜，否則易將表軸扭壞，并影響準確讀數，而且轉速表要間歇使用，以減少磨損和發(fā)熱。如果要改變量程，還要將轉速表取出停轉后再改變量程。 測速發(fā)電機測轉速時，測速發(fā)電機連接到被測電機的軸端，將被測電機的機械轉速變換為電壓信號輸出 E=輸出端接一個刻度以轉速為單位的電壓表，即可讀出轉速。 閃光測速法是利用可調脈沖頻率的專用電源施加于閃光燈上，將閃光燈的燈光照到電機轉動部分 (可在電機端軸上粘貼一張標記紙片 )，當調整脈沖頻率使黑色扇形片靜止不動時，此時脈沖的頻率是與電機轉動的轉速是同步的。若脈沖頻率為 f，則電機的轉速為 n=60f (r/ 光電碼盤測速法是通過測出轉速信號的頻率或周期來測量電機轉速的一種無接觸測速法。光電碼盤安裝在轉子端軸上，隨著電機的轉動，光電碼盤也跟著一起轉動，如果有一個固定光源照射在碼盤上，則可利 用光敏元件來接收到的光的次數就是碼盤的編碼數。若編碼數為 60,測量時間為 t，測量到的脈沖數為 N，則轉速 n=N/（ t*60） *60=N/t。 3 霍爾元件測速法是利用霍爾開關元件測轉速的?；魻栭_關元件內含穩(wěn)壓電路、霍爾電勢發(fā)生器、放大器、施密特觸發(fā)器和輸出電路。輸出電平與 平兼容，在電機轉軸上裝一個圓盤，圓盤上裝若干對小磁鋼，小磁鋼越多，分辨率越高，霍爾開關固定在小磁鋼附近，當電機轉動時，每當一個小磁鋼轉過霍爾開關，霍爾開關便輸出一個脈沖，計算出單位時間的脈沖數，即可確定旋轉體的轉速。 2 2 測速方 案 根據脈沖計數來實現轉速測量的方法主要有 :M 法 (測頻法 ) 、 T 法 (測周期法 ) 和 M/T 法 (頻率 /周期法 ) 。 1） 測頻法 ) 在規(guī)定的檢測時間內 ,檢測光電脈沖發(fā)生器所產生的脈沖信號的個數來確定轉速。雖然檢測時間一定 ,但檢測的起止時間具有隨機性 ,因此 個轉速脈沖的誤差。當被測轉速較高或電機轉動一圈發(fā)出的轉速脈沖信號的個數較大時 ,才有較高的測量精度 ,因此 M 法適合于高速測量。 2） T 法 (測周期法 ) 它是測量光電脈沖發(fā)生器所產生的相鄰兩個轉速脈沖信號的時間來確定轉速 。相鄰兩個轉速脈沖信號時間的測量是采用對已知高頻脈沖信號進行計數來實現的。在極端情況下 ,時間的測量會產生士 1 個高頻脈沖周期 ,因此 T 法在被測轉速較低 (相鄰兩個轉速脈沖信號時間較大 ) 時 ,才有較高的測量精度 ,所以 T 法適合于低速測量。 3） M/T 法 (頻率 /周期法 ) 它是同時測量檢測時間和在此檢測時間內光電脈沖發(fā)生器所產生的轉速脈沖信號的個數來確定轉速。由于同時對兩種脈沖信號進行計數 ,因此只要“同時性”處理得當 ,M/T 法在高速和低速時都具有較高的測速精度。 2 3 計算原理 設單片機的晶振為 沖片齒數為 D。由于單片機每個機器周期有 12 個振蕩周期 , 則每個機器周期為 12/測速脈沖周期為 t(通過一個齒時所用的機器周期數 ), 則電機每分鐘轉速為 n=60/(t*D*12*10f 式中 t 僅為未知量 , 因此 , 只要從定時器中測出值 , 便可精確計算出電機的轉速。另外 , 為了防止有雜信號干擾 , 在軟件處理上還采用了數字濾波。 將輸出轉換為 ，經譯碼選通顯示位便可輸出電機的轉速。 4 3 光電轉速表硬件設計 在硬件設計中提出了出了兩個方案： 方案一：利用光敏元件檢測光脈沖，由光 源、光敏二極管、檢波放大電路，經整形后利用單片機定時計數。轉軸上有幾組黑白相間的條紋，白的一部分反射的光強，黑的一部分不反射光，這樣一強一弱產生光信號，利用光敏二極管將反射的光信號轉換為電信號，然后通過計數脈沖的頻率，即可在數顯裝置上讀出旋轉軸的轉速。 方案二：利用光電傳感器將光信號轉換為電信號，該電信號是具有強弱的連續(xù)信號。通過濾波后送入單片機，然后計算頻率，即可得到轉速。 本課題選擇方案二，硬件總框圖如圖 1所示： 圖 1 轉速測量系統(tǒng)框圖 本系統(tǒng)硬 件主要由 4個部分組成： 1）電源部分 2）單片機部分 3）數碼管顯示部分 4）信號采集模塊部分 3 1 電源部分 電源由 220V 轉 6V 的變壓器一個、橋式整流電路一個、 1000 470解電容各一個、 片電容兩個、 7805 一個組成，經過降壓、整流、濾波（其中有高頻和低頻）、穩(wěn)壓、濾波、去耦得到單片機使用的電源 +5V。硬件連接圖如圖 2 所示 電源 信號采集部分 單 片 機 數碼管顯示部分 5 圖 2 電源部分硬件連接圖 1） 變壓器的工作原理 變壓器幾乎在所有的電子產品中都要用到，它原理簡單但根據不同的使用場合（不同的用途）變壓器的繞制工藝會 有所不同的要求。變壓器的功能主要有：電壓變換；阻抗變換；隔離；穩(wěn)壓（磁飽和變壓器）等，變壓器常用的鐵心形狀一般有 型鐵心。 當一個正弦交流電壓 線中就有交變電流 1 ，它沿著鐵心穿過初級線圈和次級線圈形成閉合的磁路。在次級線圈中感應出互感電勢 時 1 也會在初級線圈上感應出一個自感電勢 1方向相反而幅度相近，從而限制了 了保持磁通 1 的存在就需要有一定的電能消耗，并且變壓器本身也有一定的損耗，盡管此時次級沒接負載，初級線 圈中仍有一定的電流，這個電流我們稱為 “ 空載電流 ” 。 如果次級接上負載，次級線圈就產生電流 因此而產生磁通 2 ， 2 的方向與 1 相反，起了互相抵消的作用，使鐵心中總的磁通量有所減少，從而使初級自感電壓 結果使 見初級電流與次級負載有密切關系。當次級負載電流加大時 1 也增加，并且 1 增加部分正好補充了被 2 所抵消的那部分磁通，以保持鐵心里總磁通量不變。如果不考慮變壓器的損耗，可以認為一個理想的變壓器次級負載消耗的功率也就是初級從電源取得的電功率。變壓器能根據需要通過改變次級線 圈的圈數而改變次級電壓，但是不能改變允許負載消耗的功率。 變壓器使用的鐵心材料主要有鐵片、低硅片，高硅片，的鋼片中加入硅能降低鋼片的導電性，增加電阻率，它可減少渦流，使其損耗減少。我們通常稱為加了硅的鋼片為硅鋼片，變壓器的質量所用的硅鋼片的質量有很大的關系，硅鋼片的質量通常用磁通密度 般黑鐵片的 000硅片為 9000硅片為 12000 6 2) 橋式整流電路 因為本 設計的開關是直接接到 220慮到這一點，此開關采用電容降壓和橋式整流電路。采 用電容降壓，該電容要求耐壓要高、雙極性，耐壓一般取 450V，容量與負載電流和要求整流電壓相關，取合適的電容非常重要。整流采用最常用的橋式整流。電容濾波電路是最常見的濾波電路，在整流電路的輸出端并聯一個電容即構成濾波電路，濾波電容容量較大，因此一般均采用電解電容：再接線時需要注意電解電容的正負極。電容濾波電路利用電容的充放電作用，使輸出電壓趨于平滑。 同時在整流電源外部加上了一只普通 ，用來顯示電路的工作狀態(tài)。并且在交流電接入端加上一根保險絲，以用來保護電路。 整流橋 的電路形式等同于四個二極管搭 建橋型整流電路 。 作用就是整流，把交流電變?yōu)橹绷麟姟?但是由于整流橋是小規(guī)模集成電路 ,不可能做得很大 ,因此功率不可能過高 。 整流橋一般適用于對于功率要求不高的小型用電設備 。 對于大功率用電設備 ,我們通常采用四個二極管組成的橋型整流電路 ,來保證大通路 用二極管組成的整流電路應用范圍更為廣泛 ,而整流橋 ,小巧方便 ,占用空間小 ,適用于精密電路 。 3）三端穩(wěn)壓器 7805 電子產品中，常見的三端穩(wěn)壓集成電路有正電壓輸出的 78 系列和負電壓輸出的 79 系列。顧名思義，三端 指這種穩(wěn)壓用的集成電路，只有三條引 腳輸出，分別是輸入端、接地端和輸出端。它的樣子象是普通的三極管，20 的標準封裝，也有 9013 樣子的 裝。 用 78/79 系列三端穩(wěn)壓 組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內部還有過流、過熱及調整管的保護電路，使用起來可靠、方便，而且價格便宜。該系列集成穩(wěn)壓 號中的 78 或 79 后面的數字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如 7806 表示輸出電壓為正 6V， 7909 表示輸出電壓為負 9V。 因為三端固定集成穩(wěn)壓電路的使用方便，電子制作中經常采用。 在實際應用中，應在三端集成穩(wěn)壓電路上安裝足夠 大的散熱器（當然小功率的條件下不用）。當穩(wěn)壓管溫度過高時，穩(wěn)壓性能將變差，甚至損壞。 當制作中需要一個能輸出 上電流的穩(wěn)壓電源，通常采用幾塊三端穩(wěn)壓電路并聯起來，使其最大輸出電流為 N 個 應用時需注意：并聯使用的集成穩(wěn)壓電路應采用同一廠家、同一批號的產品，以保證參數的一致。另外在輸出電流上留有一定的余量，以避免個別集成穩(wěn)壓電路失效時導致其他電路的連 7 鎖燒毀。 78列集成穩(wěn)壓器的典型應用電路如下圖所示，這是一個輸出正 5用集成穩(wěn)壓器 7805， 別為輸入 端和輸出端濾波電容。 7805 是我們最常用到的穩(wěn)壓芯片了，他的使用方便，用很簡單的電路即可以輸入一個直流穩(wěn)壓電源 ,他的輸出電壓恰好為 5v，剛好是 51系列單片機運行所需的電壓，他有很多的系列如 ，性能有微小的差別 ,用的最多的還是 面我簡單的介紹一下他的 3 個引腳。其中 1 接整流器輸出的 +電壓， 2為公共地 (也就是負極 )， 3就是我們需要的正 53 2 信號采集部分 該部分由光電傳感器一個、 330 歐電阻一個、 阻三個、 1K 電阻一個、 8550三極 管一個、發(fā)光 個組成。 當碼盤沒有物體遮擋時 出高，有物體遮擋時輸出低。光電傳感器信號采集硬件圖如圖 3 所示。 圖 3 光電傳感器信號采集硬件連接圖 光電傳感器由一個放光管，一個光敏三極管組成，放置在一個槽型的器件兩端，組成一個傳感器。在槽中放置一個圓盤，在盤的一周開 20 個孔。當電路導通時，發(fā)光管發(fā)光，圓盤在槽轉動，當光透過孔時，在連續(xù)的時間內，該器件輸出一個連續(xù)的強弱明顯的脈沖，將得到的脈沖經過處理后送入單片機，即可得到所測的轉速。 當碼盤遮住時，光電傳感器內部的的三極管處于截至區(qū)，與光電傳感 器連接的 極管處于放大區(qū)，集電極和發(fā)射極被導通， 輸出一個高電平，遮擋物移開之后，情況相反。 8 單片機部分 單片機部分由 片機一塊、 10解電容一個、 阻一個、 1230p 瓷片電容兩個組成。 高，表示單片機執(zhí)行內部程序存儲器程序。 上電復位是利用電容的沖放電來實現的，上電瞬間， 路充電， 腳出現正脈沖，只要 腳保持 10上的高電平，就能使單片機有效的復位。 晶振和瓷片電容，晶振一般可選 242容一 般 2030p，電容對頻率有微調作用。如圖 4 所示為 片機最小系統(tǒng)圖。 圖 4 單片機最小系統(tǒng)圖 3 4 數碼管顯示部分 該部分有一個四位一體的動態(tài)共陽數碼管一個、 三極管 8550 四個、 碼管的段位分別對應單片機的 I/為是動態(tài)的，而且51單片機的驅動能力有限，所以要加三極管提高驅動能力， 8550的三極管是低導通，高截止。光電轉速表數碼管硬件圖如圖 5所示。 9 圖 5 光電轉速表數碼管部分硬件圖 4 光電轉速表軟件設計 片機是低功耗 的、具有 4線可編程 儲器的單片機。它與通用 80內的 可使用通用非易失性存儲器編程。它將通用 成了功能強大的、使用靈活和具有較高性能價格比的微控制器。 片內程序存儲器有 4許在線編程，擦寫周期可達 1000次； 片內數據存儲器內含 128字節(jié)的 I/2根可編程 I/ 具有兩個 16位可編程定時器； 中斷系統(tǒng)是具有 6個中斷源、 5個中斷矢量、 2級中斷優(yōu)先級的中斷結構；串行口是一個全雙工的串行通信口； 具有兩個數據指針 低功耗節(jié)電模式有空閑模式和掉電模式； 包含 3級程序鎖定位； 振蕩器頻率 0 33 具有片內看門狗定時器； 靈活的在線編程方式（字節(jié)和頁編程模式）； 10 具有斷電標志 具有掉電狀態(tài)下的中斷恢復模式； 與 有更突出的優(yōu)點，主要 表現在： 新增加了在線可編程功能 在現場程序調試和修改更加方便靈活； 數據指針增加到兩個，方便了對片外 訪問過程； 新增加了片內看門狗定時器 高了系統(tǒng)的抗干擾能力； 增加了斷電標志； 增加了掉電狀態(tài)下的中斷恢復模式。 全兼容。使用 片機的系統(tǒng)，在充分保留原來軟 /硬件的條件下，完全可以用 所示 下面介 紹各引腳的功能。 8位、開漏級、雙向 I/ 可做為通用 I/O 口，但必須外接上拉電阻；作為數輸出口，每個引腳可吸收 8個 為輸入時，首先應將引腳置 1. 也可作為訪問外部程序存儲器和數據存儲器時的低 8 位地址 /數據總線的復用線。 在 程時， 接收代碼字節(jié)數據；在編程校驗時， 輸出代碼字節(jié)數據（需要外接上拉電阻）。 8位、雙向 I/部含上拉電阻。 。輸出緩沖器可驅動 4個 作輸入時，先將引腳置 1， 由片內上拉電 阻將其抬高到高電平。 過上拉電阻提供拉電流。 在 行編程和串行校驗時， 可輸入低字節(jié)地址。在串行編程和校驗時， 出和移位脈沖引腳。 11 圖 6 具有內部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口。 驅動 4個 做輸入時，先將引腳置 1，由內部上拉電阻將其提高到高電平。若負載為低電平，則通過內部上拉電阻向外輸出電流。 問外部 16 位地址的存儲器時， 提供高 8 位地址。當 8 位地址尋址外部存儲器時， 為 在 具有內部上拉電阻的 8位雙向口。 出緩沖器可吸收 4個 做輸入口時，首先將引腳置 1，由內部上拉電阻抬高為高電平。若外部的負載是低電平，則通過內部上拉電阻向外輸出電流。 在與 ，還有替代功能。 地址鎖存允許 /編程脈沖信號端。 在 問外部程序存儲器或外部數據存儲器時， 供一個地址鎖存信號，將低8位地址鎖存在片外地址鎖存器中。 12 在與 引腳也是編程負脈沖的輸入端。 在正常操作狀態(tài)下，該引腳端口輸出恒定頻率的脈沖。其頻率為晶振頻率的 1/6，可用做外部定時或其他觸發(fā)信號。應注意， 次訪問外部數據存儲器時，都要丟失一個 如果需要，則通過將 8第 0 位置 1，可禁止 作，但在使用 就是說， 禁止位不影響對外部存儲器的訪問。 外部程序存儲器讀選通信號，低電平有效。 當 訪問外部數據存儲器時， 外部程序存儲器訪問允許。 當 地時， 執(zhí)行片外程序存儲器中的程序；當 ， 先執(zhí)行片內程序存儲器中的程序（ 0000H0然后自動轉向執(zhí)行片外程序存儲器中的程序（ 1000H 在與 引腳可接入 12 復位輸入端，高電平有效。 在振蕩器穩(wěn)定有效運行情況下，該引腳將輸出長達 98個振蕩周期的高電平。 電源電壓輸入端。 電源地。 4 1 軟件總體設計模塊 系統(tǒng)軟件設計采用模塊化設計方法。整個系統(tǒng)由顯示子程序模塊、計數模塊和定時模塊三大功能模塊組成。如圖 7是光電轉速表主程序流程圖。 13 圖 7 光電轉速 表軟主程序流程圖 4 2 計時模塊 定時器是單片機應用系統(tǒng)中的重要組成部件，其工作模式的靈活應用對提高編程技巧、減輕 系統(tǒng)使用的是定時器 1模式 0， 賦初值 030真后發(fā)現經過計算的初值并不能準確定時，故調整為 3H， 序運行后，定時標志 1 加 1，再與 60 比較，大于等于 60時定時標志 1清零，定時標志 2加 1，再與 60 比較，大于等于 60時定時標志 2清零，實現 3秒定時。 4 3 計數模塊 輸入信號經過整形輸入到 ，采用矩形波下降沿觸發(fā)計數，上升沿停止計數的方法計數，其程序流程圖如圖所示。利用 完成計數功能。從個位開始計數，個位數計到 10 清零，依次累加到千位，然后把計得的數送到寄存器中，寄存器中的數送到顯示緩沖區(qū) 7777后把緩沖區(qū)中的數送到數碼管顯示出來。 讓外部中斷 秒，每 3秒更新計數值到顯示緩沖區(qū)，即可得轉速。 4 4 顯示模塊 開始 開啟看門狗 確定 I/O 口狀態(tài) 數據緩沖區(qū)賦值 計時標志區(qū)賦值 寄存器賦值 開外部中斷 0 檢測到下降沿 計數器加 1 定時滿 3S 送數碼管顯示 結 束 開定時中斷 1 Y N Y N 14 使用前，必須先選通 口， 制數碼管的位 ， 程序開始 向字形表 起始位置，并把緩沖區(qū)中的值賦值給累加器 A，由表格首地址及 送 A，送到 為是動態(tài)數碼管，即先顯示個位然后顯示十位再顯示百位最后顯示千位 ,通過累加器將每 3秒的計數值在數碼管上顯示出來。 5 系統(tǒng)調試與測試 5 1 電路部分測試 在按照電路圖焊制好電路板后 ,對電路板的各個焊點，進行了檢查，檢查出幾個焊點虛焊，并及時的加焊。電路板插上芯片后，使用萬用表進行測量，沒有發(fā)現短路、短接的情況發(fā)生。 司出版的 不僅具有其它 能仿真單片機及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。 個很優(yōu)秀的單片機外圍器件模擬軟件，它可以仿真 51系列、 盤，馬達， 然也有很多非常成熟實用的硬件仿真器，但 以隨意方便的更換和改變電路中的器件及線路，仿真的過程中不會損壞器件，從而降低 了產品開發(fā)的成本。 在 制圖過程中應注意各元器件的正負極，以及元器件之間的連線是否有斷開。檢查電路圖制作正確后，開始調試。在調試過程中由于我們沒有給單片機輸入一個信號波，我們將采用給單片機一個固定的波形，給定頻率，然后開始測試單片機系統(tǒng)以及數碼管顯示部分是否正常。若在數碼管上顯示出相應的結果。則我們既可給出單片機及顯示部分正常。 在測試電源部分以及信號采集部分時，我們應當在實驗室中完成。需要以個示波器。在確定電路板焊接完全正確的情況下，我們將輸出的信號接入示波器，觀察示 波器顯示的波形，記錄下該波形的周期或頻率，若該頻率在我們所測的范圍內，則說明信號采集以及電源部分正常。這樣，我們就可以將兩部分連接起來。注意：在焊接時不能出現虛焊、短路。焊接應美觀工整。 15 5 2 軟件調試與測試 51是美國 1系列兼容單片機 C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， 構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。 但在 大部分應用程序都是采用匯編編寫的，這是因為匯編語言與高級語言相比有以下特點： （ 1）在 功能相同的條件下，匯編語言生成的目標程序，所占用的存儲單元比較少，而且執(zhí)行的速度也比較快。 （ 2）由于單片機應用的許多場合主要是輸入 /輸出、檢測及控制，而匯編語言具有直接針對輸入 /輸出端口的操作指令，便于自控系統(tǒng)及檢測系統(tǒng)中數據的采集與發(fā)送。 程序源代碼編寫完畢后進行軟件調試階段，使用 以下是單片機調試步驟： 擇彈出的下拉菜單中的 名 擇 片機。 開 后編寫程序。保存為 存在項目文件所在的目錄中。 擇“ 彈出文件窗口，選擇已經保存的 行仿真。 開當前的項目文件夾，右擊選擇 彈出項目選項窗口，轉到 擇編譯輸 出的路徑，設置編譯輸出的文件名，勾選 項。確定以后，重新編譯一次就可以在編譯信息窗口中顯示 16 結 論 本系統(tǒng)采用光電傳感器和單片機 片來設計轉速測量的系統(tǒng)，實現了對 60確度高，誤差小。采用將 220V 電壓轉換為 5V 電壓源驅動，系統(tǒng)設計簡單，實用性強，操作簡單，程序設計簡單。能夠進行高轉速的測量以及非接觸式的測量。 系統(tǒng)不足之處在于不能測量低轉速的， 這是由于本設計的局限性。 通過本次設計，使我得到了一次用專業(yè)知識，專業(yè)技能分析和解決問題全面系統(tǒng)的鍛煉。使我在單片機的基本原理以及單片機應用系統(tǒng)開發(fā)過程，光電傳感器的掌握方面向前邁了一大步，為以后成為合格的應用型人才打下了良好的基礎。 17 致 謝 在完成本次畢業(yè)設計的這幾個月中，利用我在大學四年的時間里各位老師細心指導下學到專業(yè)知識，我認真地做了畢業(yè)設計論文 在光電轉速表的設計當中，得到了同學的大力幫助，特別是張?zhí)幬淅蠋煟诋厴I(yè)設計期間進行了耐心的指導，并提出了專業(yè)的建議，使畢 業(yè)設計更加完善，在此表示衷心的謝意！還要感謝電子信息工程系的各位老師給我們這次的畢業(yè)設計提供了很大的幫助，悉心的指導我們。還要感謝和我一同完成這次畢業(yè)設計的同學。 18 參 考 文 獻 1 郝蕓，彭利標 北京：電子工業(yè)出版社， 2002 2 嚴兆大，王振子，俞小莉等 北京：機械工業(yè)出版社，2000 3 單成祥 北京：國防工業(yè)出版社， 1999 4 李朝青 北京：北京航空航天大學出版社， 1999 5 康華光 北京：高等教育出版社， 2006（ 4） 6 康華光 北京：高等教育出版社， 2006（ 4） 7 周杏鵬，仇國富，王壽榮 北京：高等教育出版社， 2004 8 周繼明，江世明 長沙：中南大學出版社， 2005 9 張矚光，紀建偉，羅興吾，霍利民 北京：中國水利水電出版社， 2003 10 睢丙東，魏澤鼎 北京：電子工業(yè)出版社， 2005 11 馮建華，趙亮 北京 ： 人民郵電出版社 ， 2004 12 鄭國欽 杭州 ： 浙江科學技術出版社 ， 2003 13 黎連業(yè) 北京 ： 科學出版社 ， 2003 14 美 北京 ： 人民郵電出版社 ， 2002 15 馬偉 從機設計 北京航空航天大學出版社 ，2004 16 陳啟美，丁傳鎖 南京 ： 南京大學出版社 ， 2003 17 林伸茂編著 徹底研究 人民郵電出版社 ， 2004 18 孫耀國 譯 北京 ： 中國鐵道出版社 ， 2003 19 附 錄 A 軟件程序 0000H ;主程序開始 ;跳轉到 0003H ;外部中斷 0入口 ;進入外部中斷 0的處理程序 001 ;定時器 1入口地址 ;進入定時器 1的處理程序 0030H ;跳過中斷向量 01先送 1E,開啟開門狗， 894位計數器。在 16383個機器周期內必須至少喂狗一次。 0后送 啟開門狗，一定要按照此順序給看門狗賦值才可以使它正常工作 0 ;單片機主程序開始執(zhí)行時確定各 I/0 ;單片機主程序開始執(zhí)行時確定各 I/0 ;單片機主程序開始執(zhí)行時確定各 I/0 ;單片機主程序開始執(zhí)行時確定各 I/700H ;個位數顯緩區(qū)賦初值 0 700H ;十位數顯緩區(qū)賦初值 0 700H ;百位數顯緩區(qū)賦初值 0 700H ;千位數顯緩區(qū)賦初值 0 2,#00H ;計時標志區(qū) 20 3,#00H ;計時標志區(qū) 00H ;計數個位 00H ;計數十位 00H ;計數百位 00H ;計數千位 ;開中斷總允許位 ;開外部中斷 0 ;設置外部中斷 0 為邊沿觸發(fā)方式，下降沿有效 10 ;設置定時器工作在方式 1（ 16位計數器） ;開定時器 1中斷允許 ;打開定時器 1 3 ;賦初值 0 ;12M 晶振計算按每溢出 50斷一次，那初值就是65536算成 16進制 ;調用顯示子程序 ;跳轉到 ;外部中斷 ;關總中斷允許位 ;個位加一 10, ;比較大于等于 10，不等跳到程序返回處，條件成立向下執(zhí)行 00H ;個位大于等 于 10清零 21 ;十位加一 10, ;比較大于等于 10，不等跳到程序返回處，條件成立向下執(zhí)行 00H ;十位大于等于 10清零 ;百位加一 10, ;比較大于等于 10，不等跳到程序返回處，條件成立向下執(zhí)行 00H ;百位大于等于 10清零 ;千位加一 10, ;比較大于等于 10，不等跳到程序返回處，條件成立向下執(zhí)行 00H ;千位大于等于 10清零 ;開總中斷允許 ;中斷返回 ;關總中斷允許 63H ;定時器 1 高位賦初值，經過軟件仿真后發(fā)現經過計算的初值并不能準確定時，經過完善后得到此值 0 ;定時器 1 低位賦初值 ;定時標志 1加 1 60, ;比較定時標志