基于AT89C52单片机的转速测量系统设计毕业论文.doc

目 录1.1单片机技术课程设计任务书21.1.1课程设计任务31.1.2课程设计目的31.1.3课程设计要求31.1.4课程设计内容31.1.5课程设计报告要求31.1.6课程设计进度表安排41.1.7课程设计考核办法41.2总体设计方案(画出一个实现电路功能的大致框图)42.硬件电路（各组成部分电路）设计及其原理说明52.1转速信号采集62.2转速信号处理电路72.3测量系统主机部分设计82.3.1复位电路82.3.2晶振电路102.3.3最小系统的仿真122.4显示部分设计133.软件系统设计183.1语言的选用183.2主程序初始化193.2.1定时器的初始化193.2.2中断允许控制204.元器件的选择及其相关技术数据，参数的计算224.1传感器224.2放大器244.3单片机AT89C52254.4LED显示器295.总体电路原理图及其整个电路的工作原理305.1总体电路原理图见附表A。305.2转速测量系统的原理。305.2.1转速测量方法305.2.2转速测量原理316.课程设计中的收获和体会337.参考文献34附录A系统总电路图35附录B 系统总程序清单36附录C 元器件清单381.1单片机技术课程设计任务书 题目：直流电机转速测量显示装置的设计1.1.1课程设计任务日常生活和生产中，需要对各种电机的转速进行测量。该课程设计要求完成基于AT89C52单片机的直流电机转速测量和显示。采用光电式传感器进行信号的转换，再经过整形，放大等电路处理，将信号送入单片机进行数据处理，并在数码管上进行显示。1.1.2课程设计目的 通过本次课程设计使学生掌握：1）微机接口技术与I/0通道电路的设计及实现方法；2）控制程序的设计及实现方法；3）微机控制系统的实际调试技巧。从而提高学生对微机实时控制系统的设计和调试能力。1.1.3课程设计要求1.以单片机为核心，设计一个转速测量装置；2.在数码管上显示当前的转速值。1.1.4课程设计内容1.硬件电路原理图；2.软件流程图及程序；3.实物调试及结果。1.1.5课程设计报告要求报告中提供如下内容：1. 目录2. 正文（1） 课程设计任务书；（2） 总体设计方案；（3） 硬件原理图（可手画也可用Protel软件）；（4） 程序流程图及清单（子程序不提供清单，但应列表反映每一个子程序的名称及其功能）；（5） 实物调试及结果。3. 收获.体会4. 参考文献1.1.6课程设计进度表安排周次 工作日 工作内容 第 一 周 1布置课程设计任务，查找相关资料 2完成总体设计方案 3完成总体设计方案 4画出硬件原理图及程序流程图 5完成硬件接线，编写程序并调试 第 二 周 1编写程序并调试 2编写程序并调试 3编写程序并调试及准备课程设计报告 4完成课程设计报告并于下午两点之前上交 5答辩本课题共需两周时间1.1.7课程设计考核办法 课程设计满分为100分，从课程设计平时表现.课程设计报告及课程设计答辩三个方面进行评分，其所占比例分别为20%.40%.40%. 1.2总体设计方案(画出一个实现电路功能的大致框图) 根据技术要求，此基于AT89C52单片机的转速测量系统由以下几个部分组成，首先传感器部分；第二部分应是放大整形电路，第三部分应是单片机，第四部分是LED显示。总体框图:各部分模块的功能：传感器：用来对信号的采样。放大、整形电路：对传感器送过来的信号进行放大和整形，在送入单片机进行数据的处理转换。单片机：对处理过的信号进行转换成转速的实际值，送入LEDLED 显示：用来对所测量到的转速进行显示2.硬件电路（各组成部分电路）设计及其原理说明 随着超大规模集成电路技术提高，尤其是单片机应用技术以及功能强大，价格低廉的显著特点，是全数字化测量转度系统得一广泛应用。出于单片机在测量转速方面具有体积小、性能强、成本低的特点，越来越受到企业用户的青睐。对测量转速系统的硬件和编程进行研究，设计出一种以单片机为主的转速测量系统，保证了测量精度。2.1转速信号采集 设计采用了红外光电传感器，进行非接触式检测。当有物体挡在红外光电发光二极管和高灵敏度的光电晶体管之间时，传感器将会输出一个低电平，而当没有物体挡在中间时则输出为高电平，从而形成一个脉冲。系统在光电传感器收发端间加入电动机，并在电动机的转轴上安装一转盘。在这个转盘的边沿处挖出若干个圆形过孔，把传感器的检测部分放在圆孔的圆心位置。每当转盘随着后轮旋转的时候，传感器将向外输出若干个脉冲。把这些脉冲通过一系列的波形整形成单片机可以识别的TTL电平，即可算出轮子即时的转速。 转盘的圆孔的个数决定了测量的精度，个数越多，精度越高。这样就可以在单位时间内尽可能多地得到脉冲数，从而避免了因为两个过孔之间的距离过大，而正好在过孔之间或者是在下个过孔之前停止了，造成较大的误差。设计中转盘的圆孔的实际个数受到技术的限制。为了达到预定的效果设计在转盘过孔的设计上采用6个过孔，从而留下了6个同等的间距。这样在以后的软件设计中能够较为方便的计算出脉冲频率。脉冲发生源的硬件结构图如图2.1所示。铝盘过孔光电晶体管红外线光电二极管铝盘 图2.1脉冲发生源硬件结构图（左为正视图，右为侧视图）2.2转速信号处理电路 由于系统需要将光信号转换为电信号，因而需要使用光电传感器并设计相应的信号调理电路，以得到符合要求的脉冲信号，送给单片机AT89C52进行计数，同时得到计数的时间，由单片机进行相关计算以得到电动机转速。原理:透镜能对红外线聚焦；半透膜既能使发射管射出的红外线射向转轴上的转盘又能使反射回来的红外线射向接收管；贴在被测旋转体上的反光纸的大小一般为10mml0mm，起着定向反射作用。特点： 尺寸很小，反射式，手持式红外测速仪。 传感器将电机的转速信号转变成了电脉冲信号，该信号经过74Ls04反相器整形驱动，送到单片机进行脉冲计数，从而测出电动机转速。光电转换部分与单片机的连接框图如图2.2所示。LED显示器计数脉冲整形驱动74Ls04传感器AT 89C52图2.2 光电转换部分与单片机的连接框图本次课程设计选择是LM358双运算放大器进行光电信号调理电路设计。电路采用两级放大电路对脉冲信号进行放大，防止信号脉冲太小以至对实验结果不产生影响。此外，还设计了有源带通滤波器。 转速信号处理电路包括信号放大电路、整形电路。由于产生的电压信号很小，所以要进行放大处理，一般要放大至少1000 倍（60dB），然后在进行信号处理工作。信号放大装置选用运算放大器了LM358 作为放大电压放大元件，采用两级放大电路，每一级都采用反响比例运算电路如图2.3.设计的电压放大倍数为3000 倍。其中第一级放大倍数为10，第二级放大倍数为100.放大后电压变化范围为04.8V。LM358 采用024V电源供电，两级运放放大所采用的供电电源均采用此接法。 图2.3 信号处理电路图整形电路的主要作用是将正弦波信号转化为方波脉冲信号，正弦波信号电压的最大幅值约为4.8V，最小幅值为0V。整形电路设计的是一种滞回电压比较器，它具有惯性，起到抗干扰的作用。从而向输入端输入的滞回比较器。一次整形后的信号基本上为5V 的电平的脉冲信号，在脉冲计数时，常用的是+5V 的脉冲信号。2.3测量系统主机部分设计2.3.1复位电路AT89C51 单片机复位电路是指单片机的初始化操作。单片机启运运行时，都需要先复位，其作用是使CPU 和系统中其他部件处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。因而，复位是一个很重要的操作方式。但单片机本身是不能自动进行复位的，必须配合相应的外部电路才能实现。AT89C52图2.4 复位电路复位功能：复位电路的基本功能是：系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位信号。为可靠起见，电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号，以防源开关或电源插头分-合过程中引起的抖动而影响复位。单片机的复位是由外部的复位电路来实现的。片内复位电路是复位引脚RST 通过一个斯密特触发器与复位电路相连，斯密特触发器用来抑制噪声，它的输出在每个机器周期的S5P2，由复位电路采样一次。复位电路通常采用上电自动复位（如图2.5(a)）和按钮复位(如图2.5(b)两种方式。Vcc80C52RST/VPDVssVcc80C52RST/VPDVss 图2.5RC 复位电路单片机复位后的状态: 单片机的复位操作使单片机进入初始化状态，其中包括使程序计数器PC0000H，这表明程序从0000H 地址单元开始执行。单片机冷启动后，片内RAM 为随机值，运行中的复位操作不改变片内RAM 区中的内容，21 个特殊功能寄存器复位后的状态为确定值，见表3-1。值得指出的是，记住一些特殊功能寄存器复位后的主要状态，对于了解单片机的初态，减少应用程序中的初始化部分是十分必要的。说明：表2-1中符号*为随机状态：表2-1 寄存器复位后状态表特殊功能寄存器初始状态特殊功能寄存器初始状态ABPSWSPDPLDPHP0P3IPIE00H00H00H07H00H00HFFH*00000B0*00000BTMODTCONTH0TH0TL0TH1TL1SBUFSCONPCON00H00H00H00H00H00H00H不定00H0*B PSW00H，表明选寄存器0 组为工作寄存器组； SP07H，表明堆栈指针指向片内RAM 07H 字节单元，根据堆栈操作的先加后压法则，第一个被压入的内容写入到08H 单元中；Po-P3FFH，表明已向各端口线写入1，此时，各端口既可用于输入又可用于输出。IP00000B，表明各个中断源处于低优先级； IE000000B，表明各个中断均被关断； 系统复位是任何微机系统执行的第一步，使整个控制芯片回到默认的硬件状态下。52单片机的复位是由RESET 引脚来控制的，此引脚与高电平相接超过24 个振荡周期后，52单片机即进入芯片内部复位状态，而且一直在此状态下等待，直到RESET 引脚转为低电平后，才检查EA 引脚是高电平或低电平，若为高电平则执行芯片内部的程序代码，若为低电平便会执行外部程序。52单片机在系统复位时，将其内部的一些重要寄存器设置为特定的值，至于内部RAM 内部的数据则不变。2.3.2晶振电路 晶振（图2.6）是晶体振荡器的简称，在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络，电工学上这个网络有两个谐振点，以频率的高低分其中较低的频率是串联谐振，较高的频率是并联谐振。AT89C52 单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器。引脚XTAL1 和XTAL2 分别是此放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外晶体谐振器一起构成一个自激振荡器。外接晶体谐振器以及电容C1 和C2 构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中。对外接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响震荡器频率的高低、震荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。因此，此系统电路的晶体振荡器的值为12MHz，电容应尽可能的选择陶瓷电容，电容值约为30F。在焊接刷电路板时，晶体振荡器和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近，以减少寄生电容，更好地保证震荡器稳定和可靠地工作。晶体振荡电路如图2-6：晶振有一个重要的参数，那就是负载电容值，选择与负载电容值相等的并联电容，就可以得到晶振标称的谐振频率。AT89C52图2.6晶振电路2.3.3最小系统的仿真AT89C52图2.7最小系统的仿真附最小系统仿真程序如下：#include sbit LED=P10; /定义LED 接P1.0 口/void Delay () /延时函数/unsigned char i,j;for(i=255;i0;i-)for(j=255;j0;j-);void main ()while(1)LED=0; / LED 灭/Delay (); /返回延时函数/LED=1; /LED 亮/Delay (); /反回延时函数/2.4显示部分设计 许多电子产品上都有跳动的数码来指示电器的工作状态，其实数码管显示的数码均是由八个发光二极管构成的。每段上加上合适的电压，该段就点亮。LED 数码有共阳和共阴两种，把这些LED 发光二极管的正极接到一块（一般是拼成一个8 字加一个小数点）而作为一个引脚，就叫共阳的，相反的，就叫共阴的，那么应用时这个脚就分别的接VCC 和GND。再把多个这样的8 字装在一起就成了多位的数码管了。实物如图2.8图2.8数码管 共阳型（图2.9）就是八个发光管的正极都连在一起，作为一条引线.AG 段用于显示数字,字符的笔画,（dp 显示小数点），每一段控制AGdp 的亮与来。内部结构: 图2.9 共阳型LCD共阴型（图2.10）就是七个发光管的负极都连在一起，作为一条引线。AG 段用于显示数字,字符的笔画,（dp 显示小数点），每一段控制AGdp 的亮与来.内部结构: 图2.10 共阴型LCD 数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数字，因此根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。静态显示驱动：静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O 端口进行驱动，或者使用如BCD 码二-十进制译码器译码进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O 端口多，如驱动4 个数码管静态显示则需要4832 根I/O 端口来驱动，要知道一个89C52 单片机可用的I/O 端口才32 个呢：），实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。动态显示驱动：数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8 个显示笔划a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM 增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O 线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM 端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的COM 端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为12ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O 端口，而且功耗更低.表2-2 为LED 段码表显示字符共阴极段选码共阳极段选码0123456789 3FH06H5BH4FH66H6DH7DH07H7BH6FHC0HF9HA4HB0H99H92H82HF8H80H90H 动态显示仿真（图2.11） 动态显示程序：#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuint mm=1234; /显示1234/uchar jj;Uchar code table=0xc0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,;delay(uint m) uint i,j;for(i=m;i0;i-)for(j=110;j0;j-);xian_shi() uchar qian,bei,shi,ge;qian=mm/1000;bei=mm%1000/100;shi=mm%100/10;ge=mm%10;P2=0x80;P0=tableqian;delay(50);P2=0;P2=0x40;P0=tablebei;delay(50);P2=0;P2=0x20;P0=tableshi;delay(50);P2=0;P2=0x10;P0=tablege;delay(50);P2=0;AT89C52图2.11动态显示仿真图3.软件系统设计3.1语言的选用 本设计中采用的处理器是AT89C52单片机，由此采用面向MCS-51程序设计语言，包括ASM51汇编语言和C51高级语言，两种语言各有特点。汇编语言更接近机器语言，常用来编制与系统硬件相关的程序，如访问I/O端口，中断处理程序，实时控制程序，实时通信程序等；而数学运算程序则适合用C51高级语言程序编写，因为用高级语言编写运算程序可提高编写效率和应用程序的可靠性。C语言是一种通用的计算机程序设计语言，在国际十分流行，它即可用来编写计算机系统程序，也可以用来编写一般的应用程序。以前计算机的系统软件主要是汇编语言编写的，对于单片机系统来说更是如此。由于汇编语言程序的可续性和可移植性较差，采用汇编语言编写单片机应用程序的周期长，而且调试和排错也比较困难。C语言具有很好的可移植性和硬件控制能力表达和运算能力也较强。它具有以下特点：1 语言简洁，使用方便灵活。2 可移植性好。3 表达能力强。4 表达方式灵活。5 可进行架构化程序设计。6 可以直接操作计算机硬件。7 生成的目标代码质量高。 为了提高编制计算机系统和应用程序的效率，改善程序的可读性和可移植性，在此采用高级语言编程。下面作简单介绍：系统软件主程序的,功能是完成系统的初始化、显示程序。3.2主程序初始化 3.2.1定时器的初始化 AT89C52有两个定时器/计数器T0 和T1，每个定时器/计数器均可设置成为16位，也可以设置成为13 位进行定时或计数。计数器的功能是对T0 或T1 外来脉冲的进行计数，外部输入脉冲负跳变时，计数器进行加1。定时功能是通过计数器的计数来实现的，每个机器周期产生1 个计数脉冲，即每个机器周期计数器加1，因此定时时间等于计数个数乘以机器周期。定时器工作时，每接收到1 个计数脉冲（或机器周期）则在设定的初值基础上自动加1，当所有位都位1时，再加1 就会产生溢出，将向CPU 提出定时器溢出中断身请。当定时器采用不同的工作方式和设置不同的初值时，产生溢出中断的定时值和计数值将不同，从而可以适应不同的定时或计数控制。定时器有4 种工作方式：方式0、方式1、方式2 和方式3，在此对工作方式不做具体介绍。工作方式寄存器TMOD 的设定：GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0TMOD 各位的含义如下：GATE：门控位，用于控制定时/计数器的启动是否受外部中断请求信号的影响。C/T：定时或计数方式选择位，当C/T=1 时工作于计数方式；当C/T=0 时工作于定时方式.M1、M0 为工作方式选择位，用于对T0 的四种工作方式，T1 的三种工作方式进行选择，选择情况如下表4-1：M1M0=00 为方式0;M1M0=01 为方式1；表4-1 M1、M0 为工作方式选择位M0M1 工作方式方式说明001101010123 13位定时/计数器 16位定时/计数器 8位自动重置定时/计数器两个8位定时/计数器（只有T0有）3.2.2中断允许控制AT89C52单片机中没有专门的开中断和关中断指令，对各个中断源的允许和屏蔽是由内部的中断允许寄存器IE 的各位来控制的。中断允许寄存器IE 的字节地址为A8H，可以进行位寻址.表4-2中断位寻址表IED7D6D5D4D3D2D1D0(A8H)EAET2ESET1EX1ET0EX0EA：中断允许总控位。EA=0，屏蔽所有的中断请求；EA=1，开放中断。ET2：定时器/计数器T2 的溢出中断允许位ES：串行口中断允许位。ET1：定时器/计数器T1 的溢出中断允许位。EX1：外部中断INT1 的中断允许位。ET0：定时器/计数器T0 的溢出中断允许位。EX0：外部中断INT0 的中断允许位。3.2.3主程序流程图程序流程图开始主程序流程图3.1初始化定时器计时器刷新数码管延时2ms显示图3.1流程图开始显示子程序流程图3.2显示缓存初始化LED显示初始化数码显示图3.2 显示子程序流程图定时计数子程序流程图3.3开始开计数器开定时器计数0.5s定时0.5s读出计数器值并清零计数器定时重新装初始值并启动定时器图3.3 定时计数子程序流程图4.元器件的选择及其相关技术数据，参数的计算4.1传感器 转速测量的方案选择,一般要考虑传感器的结构、安装以及测速范围与环境条件等方面的适用性;再就是二次仪表的要求,除了显示以外还有控制、通讯和远传方面的要求。本说明书中给出两种转速测量方案，经过我和伙伴查资料、构思和自己的设计，总体电路我们有两套设计方案，部分重要模块也考虑了其它设计方法，经过分析，从实现难度、熟悉程度、器件用量等方面综合考虑，我们才最终选择了一个方案。下面就看一下我们对两套设计方案的简要说明。方案一： 霍尔传感器测量方案 霍尔传感器是利用霍尔效应进行工作的？其核心元件是根据霍尔效应原理制成的霍尔元件。本文介绍一种泵驱动轴的转速采用霍尔转速传感器测量。霍尔转速传感器的结构原理图如图4.1, 霍尔转速传感器的接线图如图4.2 。传感器的定子上有2 个互相垂直的绕组A 和B, 在绕组的中心线上粘有霍尔片HA 和HB ,转子为永久磁钢,霍尔元件HA 和HB 的激励电机分别与绕组A 和B 相连,它们的霍尔电极串联后作为传感器的输出。图4.1 霍尔转速传感器的结构原理图图4.2 方案霍尔转速传感器的接线图缺点：采用霍尔传感器在信号采样的时候，会出现采样不精确，因为它是靠磁性感应才采集脉冲的，使用时间长了会出现磁性变小，影响脉冲的采样精度。方案二： 光电传感器 整个测量系统的组成框图如图4.3所示。从图中可见,转子由一直流调速电机驱动,可实现大转速范围内的无级调速。转速信号由光电传感器拾取,使用时应先在转子上做好光电标记,具体办法可以是:将转子表面擦干净后用黑漆(或黑色胶布)全部涂黑,再将一块反光材料贴在其上作为光电标记,然后将光电传感器(光电头)固定在正对光电标记的某一适当距离处。光电头采用低功耗高亮度LED ,光源为高可靠性可见红光,无论黑夜还是白天,或是背景光强有大范围改变都不影响接收效果。光电头包含有前置电路，输出05V 的脉冲信号。接到单片机89C52 的相应管脚上，通过89C52内部定时/计时器T0、T1 及相应的程序设计，组成一个数字式转速测量系统。图4.3 测量系统的组成框图优点：这种方案使用光电转速传感器具有采样精确，采样速度快，范围广的特点。综上所述，方案二使用光电传感器来作为本设计的最佳选择方案。光电式转速传感器有反射型和透射型两种，本次课程设计用到透射型的红外光电传感器，进行非接触式检测。当有物体挡在红外光电发光二极管和高灵敏度的光电晶体管之间时，传感器将会输出一个低电平，而当没有物体挡在中间时则输出为高电平，从而形成一个脉冲。系统在光电传感器收发端间加入电动机，并在电动机的转轴上安装一转盘。在这个转盘的边沿处挖出若干个圆形过孔，把传感器的检测部分放在圆孔的圆心位置。每当转盘随着后轮旋转的时候，传感器将向外输出若干个脉冲。把这些脉冲通过一系列的波形整形成单片机可以识别的TTL电平，即可算出轮子即时的转速。转盘的圆孔的个数决定了测量的精度，个数越多，精度越高。这样就可以在单位时间内尽可能多地得到脉冲数，从而避免了因为两个过孔之间的距离过大，而正好在过孔之间或者是在下个过孔之前停止了，造成较大的误差。设计中转盘的圆孔的实际个数受到技术的限制。为了达到预定的效果设计在转盘过孔的设计上采用6个过孔，从而留下了6个同等的间距。这样在以后的软件设计中能够较为方便的计算出脉冲频率。脉冲发生源的硬件结构图如图4.4所示。铝盘过孔光电晶体管红外线光电二极管铝盘 图4.4脉冲发生源硬件结构图（左为正视图，右为侧视图）4.2放大器本次课程设计选择是LM358双运算放大器，LM358 内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。LM358 的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。特性: 内部频率补偿 直流电压增益高(约100dB) 单位增益频带宽(约1MHz) 电源电压范围宽：单电源(330V)；双电源(1.5 一15V) 低功耗电流，适合于电池供电 低输入偏流 低输入失调电压和失调电流 共模输入电压范围宽，包括接地 差模输入电压范围宽，等于电源电压范围 输出电压摆幅大(0 至Vcc-1.5V)引脚图：输出1Vcc18输入1（-）输出272输入1（+）输入2（-）63Vee输入2（+）454.3单片机AT89C52特点： 与MCS-51产品指令和引脚完全兼容 8K字节可重擦写FLASH闪存 1000次擦写周期 全静态操作：0Hz-24MHz 三级加密程序存储器 256X8字节内部RAM 32个可编程I/O口线 3个16位定时/计数器 8个中断源 可编程串行UART通道 低功耗空闲和掉电模式功能特性概述：AT89C52提供以下标准功能：8K字节FLASH闪存，256字节内部RAM，32个I/O口线，3个16位定时/计数器，一个6向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C52可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个硬件复位。AT89C52的芯片管脚图如图5.4图5.4引脚功能说明：VCC电源电压GND地P0口P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口P0写“1”时，可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在FLASH编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。P1口P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输出口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。与AT89C51不同之处是，P1.0和P1.1还可分别作为定时/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和输入（P1.1/T2EX），参见下表。FLASH编程和程序校验期间，P1接收低8位地址。P1.0和P1.1的第二功能引脚号功能特性P1.0T2（定时/计数器2外部计数脉冲输入），时钟输出P1.1T2EX（定时/计数2捕获/重装载触发和方向控制）P2口P2是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口P2写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器（例如执行MOVXDPTR指令）时，P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器（如执行MOVXRI指令）时，P2口输出P2锁存器的内容。FLASH编程或校验时，P2亦接收高位地址和一些控制信号。P3口P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P3口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流。P3口除了作为一般的I/O口线外，更重要的用途是它的第二功能，如下表所示：端口引脚第二功能P3.0RXD(串行输入口)P3.1TXD(串行输出口)P3.2INTO(外中断0)P3.3INT1(外中断1)P3.4TO(定时/计数器0)P3.5T1(定时/计数器1)P3.6WR(外部数据存储器写选通)P3.7RD(外部数据存储器读选通)此外，P3口还接收一些用于FLASH闪存编程和程序校验的控制信号。RST复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。ALE/PROG当访问外部程存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。对FLASH存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置位，可禁止ALE操作。该位置位后，只有一条MOVX和MOVC指令才能将ALE激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE禁止位无效。PSEN程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。EA/VPP外部访问允许，欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部程序存储器的指令。FLASH存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源Vpp，当然这必须是该器件是使用12V编程电压Vpp。4.4LED显示器 四位数码管，内部的四个数码管共用adp这8根数据线，为人们的使用提供了方便，因为里面有四个数码管，所以它有四个公共端，加上adp，共有12个引脚，下面便是一个共阴的四位数码管的内部结构图（共阳的与之相反）。引脚排列依然是从左下角的那个脚（1脚）开始，以逆时针方向依次为112脚，下图中的数字与之一一对应。6.课程设计中的收获和体会 在生活中,经常会遇到各种需要测量转速的场合, 例如在发动机、电动机、卷扬机、机床主轴等旋转设备的试验、运转和控制中,常需要分时或连续测量和显示其转速及瞬时转速。要测速，首先要解决是采样问题。在使用模技术制作测速表时，常用测速发电机的方法，即将测速发电机的转轴与待测轴相连，测速发电机的电压高低反映了转速的高低。为了能精确地测量转速外,还要保证测量的实时性,要求能测得瞬时转速方法。因此转速的测试具有重要的意义。这次设计内容包含知识全面，对传感器测量发电机转速的不同的方法及原理设计有较多介绍，在测量系统中能学到关于测量转速的传感器采样问题，单片机部分的内容。全面了解单片机和信号放大的具体内容。进一步锻炼我们在信号采集，处理，显示发面的实际工作能力。 采用单片机技术来实现转速的测量，可以提高转速的测量，可以提高转速测量的精确度，并且加快了采样的速率，具有较好的实时性。本次课程设计介绍的转速方法使用于高、低转速的测量，测量精确度与转速无关，因而具有较宽的应用范围和广阔的应用的前景。基于AT89C52单片机的转速测量系统，具有硬件电路简单，程序简单和运算速度快，测速范围广。 经过几个周的忙碌，本次课程设计已经接近尾声，通过这次学校组织的课程设计设计,端正了自己学习的态度,锻炼了自己独立动手的能力和程序编写的能力，在此，我要感谢每一个帮助过我的人。7.参考文献1、 陈伯时.电力拖动自动控制系统-运动控制系统.机械工业出版社，20032、 马全权，李庆辉，强盛.一种高精度实时电机转速测量新方法，齐齐哈尔大学学报.20023、 孙桂荣，班莹，刘鸣.电机转速测量设计实验. 实验室科学，20054、 王雪文.张志勇.传感器原理及应用.北京航空航天大学出版社.20045、 王秀杰，张畴先.模拟集成电路应用.西北工业大学出版社，20036、 何立民.MCS-51 系列单片机应用系统设计.北京：北京航空航天大学出版社，19907、 蒋智勇. 单片微型计算机原理及接口技术.沈阳:辽宁科学技术出版设,19928、 何立民.MCS-51 系列单片机应用系统设计.北京：北京航空航天大学出版社，19909、 穆兰.单片微型计算机原理及接口技术.北京:机械工业出版社,199510、 张毅刚.MCS-51 单片机应用设计.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,199011、 蒋智勇. 单片微型计算机原理及接口技术.沈阳:辽宁科学技术出版设,199212、 1余永权，汪明慧，黄英.单片机在控制系统中的应用M.电子工业出版社，200313、 王福瑞.单片微机测控系统设计大全M.北京航空航天大学出版社，199914、 张勇.电机拖动与控制M.机械工业出版社，200115、 赵继文，何玉彬.传感器与应用电路设计M.科学出版社，200216、 胡汉才，单片机原理及其接口技术(第2版) M.清华大学出版社，200417、 纪宗南.单片机外围器件实用手册J.北京航空航天大学出版社，199818、 赖麒文.8051单片机C语言开发环境实务与设计M.科学出版社，2002附录A系统总电路图AT89C52附录B 系统总程序清单#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuint mm=1234;Uchar code table=0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F;delay(uint m) uint i,j;for(i=m;i0;i-)for(j=60;j0;j-); xian_shi() uchar qian,bei,shi,ge; uint jj; jj=mm; jj*=20; /jj+=1; qian=jj/1000; bei=jj%1000/100; shi=jj%100/10;ge=jj%10;P2=0x10;P0=tableqian;delay(1);/P2=0;P2=0x20;P0=tablebei;delay(1);/P2=0;P2=0x40;P0=tableshi;delay(1);/P2=0;P2=0x80;P0=tablege;delay(1);/P2=0;timer_init() /定时器计数器初始化函数 EA=1;ET0=1;ET1=1;TMOD=0X51;TH0=(65535-50000)/256;TL0=(65535-50000)%256;TH1=0;TL1=0;TR0=1;TR1=1;main()timer_init();P0=0; /开始数码管不显示while(1)xian_shi();delay(2); /数码管刷新时间单位毫秒void timer0() interrupt 1 TR0=0;TR1=0;TH0=(65535-50000)/256;TL0=(65535-50000)%256;mm=0;mm|=TH1;mm=(mm8)|TL1;/ mm-=55536;TH1=0;TL1=0;TR0=1;TR1=1;void timer1() interrupt 3 /显示0000 说明出错 TR1=0;TR0=0;mm=0;/ TH1=0;/ TL1=0;/ TR1=1;附录C 元器件清单 转动源实验模块 一个 ZYMCU02主机模块 一个 显示模块 一个 AT89C52单片机 一个 PC机 一台 智能仪器综合实验平台 一台 导线 若干 数据采集线 一根 示波器 一台 数字万用表 一个 袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿