电子课程设计光风速测量系统Word下载.docx
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利用单片机对其进行设计,其优点硬件是电路简单,软件功能完善,测量速度快、精度高、控制系统可靠,性价比较高等特点。
关键词:
89C51单片机转速传感器
Abstract
Inreallife,weoftenencounterallkindsofspeedsituations,suchasourmostcommonintersectionmeasurementspeedvelocimeter.Inindustrialproduction,wealsooftenspeed,suchasthedeterminationofmotorspeedvelocimeter.Whetherstraightlinespeedorspeed,measurementmethodisthesame,isnothingmorethananaloganddigitaltwokinds.Sonowwearedigitally,designadeviceofwindspeedmeasurements.Digitalusuallyadoptsphotoelectricsensorfordetectingelement,suchasanalogsignals.Now,theuseof89c51tocontrolintelligentwindspeedmeasuringinstrument,todesignanintelligentvelocimeter.
Intheprocessofwindspeedmeasurement,thewindmillrotatingspeedisindirectlyreflectthesizeofwindquantityandwindspeedmeasurementisanessentialparameter,thisdesignmainlyUSESAT89C51asthecontrolcore,consistsofphotoelectricsensor,LEDdigitaltube,51singlechipmicrocomputer,andsystemsimulationofwindmill.SCMmeasuringwindspeedsystemwasintroducedindetail.Givefullplaytotheperformanceofthesinglechipmicrocomputer.Thissystemisthewindmillrotatingspeedmeasurement,throughtheLEDdigitaltubedisplaysizeofwindspeed,andrealizethereal-timemonitoring.Usingsinglechipmicrocomputertodesign,itsadvantageishardwarecircuitissimple,softwarefunctionisperfect,measuringspeed,highprecision,reliablecontrolsystem,thecharacteristicsofhighcostperformance.
Keywords:
89c51speedsensor
第一章
1.1摘要·
·
1
1.2单片机AT89C51简介·
4
第二章设计思路·
6
2.1转速的测量方法·
8
2.2转速测量原理·
9
第三章硬件设计方案·
10
3.1设计原理图·
3.2转速信号采集·
3.3单片机系统的设计·
11
3.4LED数码管显示部分设计·
13
第四章软件设计方案·
16
4.1软件结构划分·
16
4.1.1计时模块·
·
164.1.2转速计算模块·
17
总结·
18致谢·
19参考文献·
19附录A程序清单·
20
1.2单片机AT89C51简介
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory)的低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器,为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
图1.1是常用的一种单片机,型号为AT89C51,它将计算机的功能都集成到这个芯片内部去了,就这么一个小小的芯片就能构成一台小型的电脑,因此叫做单片机。
图1.2.1AT89C51芯片
它有40个管脚,分成两排,每一排各有20个脚,其中左下角标有箭头的为第1脚,然后按逆时针方向依次为第2脚、第3脚„„第40脚。
在40个管脚中,其中有32个脚可用于各种控制,比如控制小灯的亮与灭、控制电机的正转与反转、控制电梯的升与降等,这32个脚叫做单片机的“端口”,在单片机技术中,每个端口都有一个特定的名字,比如第一脚的那个端口叫做“P1.0”。
●VCC:
供电电压,
●GND:
接地。
●P0口:
P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时,P0口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。
●P1口:
P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。
●P2口:
P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。
并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
●P3口:
P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。
作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口。
P3口管脚备选功能:
●P3.0RXD(串行输入口)
●P3.1TXD(串行输出口)
●P3.2/INT0(外部中断0)
●P3.3/INT1(外部中断1)
●P3.4T0(记时器0外部输入)
●P3.5T1(记时器1外部输入)
●P3.6/WR(外部数据存储器写选通)
●P3.7/RD(外部数据存储器读选通)
●P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
●RST:
复位输入。
当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
●ALE/PROG:
当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。
在平时,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是:
每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时,ALE只有在执行MOVX,MOVC
指令是ALE才起作用。
另外,该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效。
●PSEN:
外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN信号将不出现。
●EA/VPP:
当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式1时,
/EA将内部锁定为RESET;
当/EA端保持高电平时,此间内部程序存储
器。
在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。
●XTAL1:
反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
●XTAL2:
来自反向振荡器的输出。
图1.2.2AT89C51芯片管脚
第二章设计思路
2.1转速的测量方法
转速是指作圆周运动的物体在单位时间内所转过的圈数,转速测量一直是工业领域的一个重要问题。
本文介绍的采用单片机和光电传感器组成的高精度转速测量系统,其转速测量方法采用的就是电子式定时计数法。
对转速的测量实际上是对转子旋转引起的周期脉冲信号的频率进行测量。
在频率的工程测量中,电子式定时计数测量频率的方法一般有三种:
①测频率法:
在一定时间间隔t内,计数被测信号的重复变化次数N,则被测信号的频率fx可表示为fx=Nt
(1)
②测周期法:
在被测信号的一个周期内,计数时钟脉冲数m0,则被测信号频率fx=fc/m0,其中,fc为时钟脉冲信号频率。
③多周期测频法:
在被测信号m1个周期内,计数时钟脉冲数m2,从而得到被测信号频率fx,则fx可以表示为fx=m1fcm2
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