浙江工業(yè)大學(xué)浙西分校信電系畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告信電系電氣專業(yè)05級(jí)1班課題名稱：多功能轉(zhuǎn)速表的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)起止時(shí)間：2006年2月17日6月8日(共16周)學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：5指導(dǎo)教師：報(bào)告日期：浙江工業(yè)大學(xué)浙西分校信電系畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)1本課題所涉及的問(wèn)題在國(guó)內(nèi)(外)的研究現(xiàn)狀綜述在計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)下，使目前國(guó)內(nèi)外這類功能單一、精度低、體積大及價(jià)格高的轉(zhuǎn)速表裝備得到更新?lián)Q代。目前轉(zhuǎn)速表作為一種通用測(cè)量工具,已有多種形式面市,如:機(jī)械式、機(jī)電式、電磁式、光電式等。盡管它們大都測(cè)量精確、使用安全、操作簡(jiǎn)便、但普遍存在的問(wèn)題是功能單一，在現(xiàn)今的硬件和軟件的精度和功能全面的提高的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的更新?lián)Q代，提高了實(shí)驗(yàn)技術(shù)水平。采用新技術(shù)研制開發(fā)的多功能轉(zhuǎn)速表除具有一般轉(zhuǎn)速表的功能外,還具有另外的特殊功能。從70年代起，人類在航空航天、交通運(yùn)輸及兵器工業(yè)上所遇到的問(wèn)題難以用傳統(tǒng)的理論來(lái)解決。生產(chǎn)力發(fā)展的需要促使在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)技術(shù)得以發(fā)展。同時(shí)伴隨著電子計(jì)算機(jī)軟件和硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，多功能轉(zhuǎn)速表在集成度、功能、性能、體系結(jié)構(gòu)方面都有了飛速發(fā)展，已能集成一個(gè)完整的功能強(qiáng)大、性能優(yōu)良的測(cè)速系統(tǒng)。現(xiàn)在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，測(cè)速系統(tǒng)的技術(shù)已成功地應(yīng)用于航空航天、交通運(yùn)輸、兵器工業(yè)、機(jī)械設(shè)計(jì)等多種領(lǐng)域，已產(chǎn)生巨大的效益，同時(shí)也使傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)試驗(yàn)方法發(fā)生了巨大變化。這與現(xiàn)代市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的需求很不適應(yīng)，如何提高初次設(shè)計(jì)的成功率是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的一個(gè)難題。目前廣泛使用的不合微機(jī)的數(shù)字式轉(zhuǎn)速表，其硬件電路復(fù)雜，測(cè)量范圍與精度不能兼顧，而且采樣時(shí)間長(zhǎng)難以測(cè)得瞬時(shí)轉(zhuǎn)速，更不能擴(kuò)展儀表的功能：如任意設(shè)置報(bào)警值、轉(zhuǎn)速值的永久存貯、按需要進(jìn)行打印控制等等。單片微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)為自動(dòng)檢測(cè)儀表打開了廣闊的前景。特別是MCS-SJ-型單片微機(jī)的性能價(jià)格比、尺寸、能耗上的優(yōu)勢(shì)，以及極強(qiáng)的計(jì)算、處理和記憶存貯能力，使出單片機(jī)為控制部件的智能儀表成為工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代的既經(jīng)濟(jì)又先進(jìn)的技術(shù)手段。具有峰值保持能力。轉(zhuǎn)速變化時(shí)能“記憶最大轉(zhuǎn)速值。具有“黑匣子功能。能永久保存重要的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，供事故追憶時(shí)分析應(yīng)用，正常情況下也可提供數(shù)據(jù)分析。不需要保存時(shí)可以擦除，以備下次存數(shù)。能自動(dòng)打印，并能根據(jù)不同要求自動(dòng)改變打印時(shí)間間隔。從而獲得超速試驗(yàn)數(shù)據(jù)、最大速度數(shù)據(jù)?？垢蓴_能力強(qiáng)。對(duì)輸入信號(hào)幅度范圍具有較廣適應(yīng)性。適用于電磁式、光電式、渦流式等多種傳感器每轉(zhuǎn)產(chǎn)生1個(gè)脈沖或60個(gè)-(60)脈，本儀表特別適合于電廠機(jī)組轉(zhuǎn)速的測(cè)屋、監(jiān)控，對(duì)其他工礦企業(yè)的類似用途也適用。儀表分為測(cè)量、顯示、人機(jī)對(duì)話和打印報(bào)警等幾大部分。單片機(jī)在很多地方得到了應(yīng)用：(1).測(cè)控系統(tǒng)。用單片機(jī)可構(gòu)成各種工業(yè)控制系統(tǒng)、自適應(yīng)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。(2).智能儀表。用單片機(jī)改造原有的測(cè)量、控制儀表，能促進(jìn)儀表向數(shù)字化、智能化、多功能化、綜合化、柔性化發(fā)展。(3).機(jī)電一體化產(chǎn)品。單片機(jī)與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品結(jié)合，使系統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，控制智能化。(4).智能接口。在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（特別是較大型的工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)）中，普遍采用單片機(jī)進(jìn)行接口的控制與管理，因單片機(jī)與主機(jī)是并行工作，所以大大提高了系統(tǒng)的運(yùn)行速度。(5).智能民用產(chǎn)品。在家用電器、玩具、游戲機(jī)、聲像設(shè)備、電子秤、收銀機(jī)、辦公設(shè)備等產(chǎn)品中引入單片機(jī)，不僅使產(chǎn)品的功能大大增強(qiáng)，而且獲得了良好的使用效果。浙江工業(yè)大學(xué)浙西分校信電系畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)2設(shè)計(jì)(論文)要解決的問(wèn)題和擬采用的研究方法、本文研究的是多功能轉(zhuǎn)速表，而隨著時(shí)代的發(fā)展出現(xiàn)多種測(cè)速表而光電式其性能優(yōu)越而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小等特點(diǎn)。首先就要討論信號(hào)獲?。和ㄟ^(guò)簡(jiǎn)單的光電傳輸系統(tǒng)由專門的探頭LED發(fā)射紅外線，同時(shí)用PIN接受從被測(cè)物體反射回來(lái)的紅外線，實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換過(guò)程。由于通過(guò)光敏二極管輸出的電壓過(guò)小，然后通過(guò)限幅和集成運(yùn)放放大器，使輸出的脈沖接近矩形波，最后經(jīng)施密特觸發(fā)器電路整形輸出穩(wěn)定的脈沖信號(hào)。、信號(hào)送入AT89C51芯片T0口計(jì)數(shù)，為了得到計(jì)數(shù)脈沖，可以采用門控方式的硬件技術(shù)方法，也可以采用中斷方式的軟件計(jì)數(shù)方法。門控方式計(jì)數(shù)：由AT89C51定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0工作原理可知，當(dāng)其工作在計(jì)數(shù)方式時(shí)，只要T0口上有負(fù)跳變，計(jì)數(shù)器就加1。CPU在每個(gè)周期的S5P2狀態(tài)時(shí)，采樣T0，所以需要2個(gè)機(jī)器周期才能識(shí)別一個(gè)T0的負(fù)跳變，即T0的周期至少應(yīng)等于2倍機(jī)器周期。若晶振頻率為6MHz，6分頻后得到ALE信號(hào)，鼓ALE周期為1us，機(jī)器周期為2us。由此可知，最低計(jì)數(shù)脈沖周期Tc為4us，可由ALE信號(hào)經(jīng)74LS74中的兩個(gè)D觸發(fā)器4分頻后取得。中斷方式計(jì)數(shù)：高轉(zhuǎn)速時(shí)為了連續(xù)測(cè)量4個(gè)輸入周期，可以采用中斷方式計(jì)數(shù)。在初始化或前一次測(cè)量結(jié)束時(shí)，單片機(jī)禁止“外部中斷0”和“定時(shí)器0溢出中斷”。設(shè)置“外部中斷0”為負(fù)跳沿觸發(fā)方式，設(shè)定“計(jì)數(shù)器0”為非門控計(jì)數(shù)方式，然后等待中斷。外部中斷負(fù)脈沖一到，立即啟動(dòng)“計(jì)數(shù)器0”工作，對(duì)T0的4us計(jì)數(shù)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。計(jì)到4個(gè)測(cè)量周期時(shí)，停止“計(jì)數(shù)器0”工作，禁止外“中斷”，恢復(fù)測(cè)量周期常數(shù)3，并計(jì)得的脈沖數(shù)存入相應(yīng)單元。門控方式和中斷方式計(jì)數(shù)，有效的解決了精度測(cè)量輸入脈沖周期和高低量程自動(dòng)切換問(wèn)題，測(cè)得計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)后，即可轉(zhuǎn)入計(jì)算轉(zhuǎn)速n的子程序，計(jì)算結(jié)果的BCD碼相應(yīng)的存入4個(gè)存儲(chǔ)單元，以備顯示。、報(bào)警電路的設(shè)計(jì)：為了實(shí)現(xiàn)限速報(bào)警功能，我們?cè)O(shè)置了高、低轉(zhuǎn)速值，并通過(guò)四個(gè)功能鍵確定高低轉(zhuǎn)速的初值。單片機(jī)P1.1口發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)，經(jīng)共射共集復(fù)合放大電路放大后，驅(qū)動(dòng)LS，發(fā)出報(bào)警聲。單片機(jī)沒有觸發(fā)信號(hào)時(shí)，電路工作為穩(wěn)定狀態(tài)（即不工作）。報(bào)警聲音結(jié)束后又恢復(fù)穩(wěn)態(tài)，等待下也個(gè)脈沖信號(hào)的到來(lái)。、穩(wěn)壓電壓源的設(shè)計(jì)：我所設(shè)計(jì)的硬件電路需要5V電壓，且總電流要在12A，為了保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全性，我在輸出最大電流為1.5A的固定穩(wěn)壓電路中，增加了短路保護(hù)環(huán)節(jié)和三極管運(yùn)放放大電路，使的輸出電流達(dá)到3A左右。5、復(fù)位和看門狗電路的設(shè)計(jì)：對(duì)復(fù)位電路的基本要求是：在單片機(jī)上電時(shí)能可靠復(fù)位，在下電時(shí)能防止程序亂浙江工業(yè)大學(xué)浙西分校信電系畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)飛導(dǎo)致E2PROM中的數(shù)據(jù)被修改；另外單片機(jī)系統(tǒng)在工作時(shí)，由于干擾等各種因素的影響，有可能出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象導(dǎo)致單片機(jī)系統(tǒng)無(wú)法正常工作，為了克服這一現(xiàn)象，除了充分利用單片機(jī)本身復(fù)位的作用外，還需外加看門狗電路：有些單片機(jī)系統(tǒng)還要求