基于at89c52单片机的光电式传感器测转速系统

毕业论文题目基于AT89C52单片机的光电式传感器测转速系统作者学号系部专业班级指导者讲师评阅者副教授2013年5月摘要在工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，测量转速的方法分为模拟式和数字式两种。由于传统的模拟式测量方式偏差较大，难以达到高精度的测量要求。所以本文采用单片机为核心的数字式测量方法。本设计主要用AT89C52作为控制核心，由光电传感器、四位共阴数码显像管构成，其中硬件系统包括脉冲信号的产生模块、脉冲信号的处理模块和转速的显示模块三个模块。该转速测量系统设计分为三个部分，分别为光电传感器部分、整流滤波部分和单片机与数码管显示部分。系统通过光电传感器对信号进行采集，再由信号调理电路进行调理，将处理的脉冲信号送入单片机，调试结果显示于四位共阴数码显像管。关键字AT89C52（单片机）；转速；光电传感器；ABSTRACTINENGINEERINGPRACTICE,WEOFTENMEETWITHALLNEEDTOMEASURETHESPEEDOFTHEOCCASION,SPEEDMEASUREMENTMETHODISDIVIDEDINTOTWOKINDSOFANALOGANDDIGITALTHEDEVIATIONOFTHETRADITIONALANALOGMEASUREMENTOFLARGE,DIFFICULTTOACHIEVEHIGHPRECISIONREQUIREMENTSDIGITALMEASURINGMETHODUSINGMCUASTHECORETHISDESIGNWITHAT89C52ASCONTROLCORE,COMPOSEDOFAPHOTOELECTRICSENSOR,ATOTALOFFOURVAGINALCONSTITUTEDIGITALTUBE,THEHARDWARESYSTEMINCLUDESAPULSESIGNALGENERATIONDISPLAYMODULETHREEMODULE,PULSESIGNALPROCESSINGMODULEANDTHESPEEDOFTHETHEDESIGNOFTHESPEEDMEASUREMENTSYSTEMISDIVIDEDINTOTHREEPARTS,RESPECTIVELY,PHOTOELECTRICSENSORPART,RECTIFIERANDFILTERPARTANDTHESCMANDDIGITALTUBEDISPLAYPARTSYSTEMTHROUGHTHEPHOTOELECTRICSENSORTOCOLLECTSIGNALS,THESIGNALCONDITIONINGCIRCUITS,WILLDEALWITHTHEPULSESIGNALINTOTHEMICROCONTROLLER,THEDEBUGGINGRESULTISDISPLAYEDONATOTALOFFOURVAGINALDIGITALDISPLAYTUBEKEYWORDSAT89C52SCMSPEEDPHOTOELECTRICSENSOR目录摘要第1章绪论111背景112目的及意义1第2章光电传感器测转速系统硬件电路的设计221单片机2211单片机的介绍2212AT89C52单片机2213STC89C52单片机的管脚说明422光电传感器6221光电传感器的介绍6222光电传感器的工作原理7223光电转换及信号调理电路设计823硬件电路的设计9231晶振电路部分10232复位电路部分11233转速显示电路部分12第3章光电测转速系统软件的设计1531程序流程图1532单片机程序17第4章程序的调试与仿真1841程序的调试1842电路的仿真21第5章总结23致谢24附录一光电传感器测转速原理图25附录二单片机程序26附录三系统实物图29参考文献30第1章绪论11背景在工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，例如发动机、电动机、卷扬机、机床主轴等旋转设备的实验、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。目前国内外测量电机转速的方法普遍是利用交流或直流测速发电机,与被测旋转体同轴安装,测速发电机的输出电压经整流滤波,由电位器滑动点传出信号,这种方法属于接触式直接转速测量,存在着易受电磁干扰和体积大、安装结构复杂等缺点,所以这种传统测转速方式逐渐被淘汰。按照不同理论方法，工业时代先后产生过模拟测速法（如离心式转速表），同步测速法（如机械式或闪光式频闪测速仪），以及计数测速法。计数测速法又分为机械式定时计数法和电子式定时计数法。其中应用最广的是光电式，本文之所以采用光电式红外传感器测转速系统是由于其发出的红外线,具有指向性强,不易受空间电磁波干扰等特点,组成的红外传感器制作简单、安装方便、体积小、输出信号可以直接进行数字化处理,实现转速的非接触测量。这也使其在检测和控制领域得到了广泛的应用。而且光电传感器的电机转速测量系统具有测量准确度高、采样速度快、测量范围宽和测量精度高等优点，具有广阔的前景。但其也有一定的缺点，比如易受外界光干扰等。目前光电测转速系统作为最新型的非常重要有用的工具在各方面都将有很大的发展空间，它将朝着更加高定位高精度的方向发展，以满足日益发展的社会需求。为工业进步做出贡献。12目的及意义现代工业生产与自动控制系统是以计算机为核心，以传感器为基础组成的。传感器是实现自动检测和控制的首要环节。其中光电传感器在转速测量方面得到了广泛运用，直流电机因其具有良好的启动、制动和调速性能，已广泛运用于机械制造、电力、冶金等领域。由于伺服驱动系统不断朝着数字化智能化方向发展，因此转速的控制成为在工业测控系统实现的关键环节。而如何测量电机的转速以实现对转速的高精度控制成为电机应用的突出问题之一。本设计便是运用AT89C52单片机控制智能化转速测量仪对电机转速进行测量，并可以和PC机进行通信，显示电机的转速，并观察电机运行的基本状况，以实现电机在运行过程中精度控制。采用单片机配合光电传感器技术来实现转速的智能化测量，可以提高转速测量的准确度，并且加快了采样的速率具有较好的实时性，对于电机在工业生产中更为广阔的应用与发展具有深远的意义。第2章系统硬件电路的设计21单片机211单片机的介绍单片机是单片机系统的核心部分，是一种数字集成电路芯片，是指集成在一块芯片上的微型计算机。一个比较完整的单片机应该包括微处理器（CPU）、存储器（含程序存储器ROM和数据存储器RAM）、并行输入/输出接口（I/O接口）电路、可编程全双工串行口、定时/计数器、中断系统及时钟复位电路。目前单片机的种类有很多，例如MOTOROLA单片机、MDT20XX系列单片机、8051单片机由于他们功能偏向和面向的服务对象不同，所以并不适用于本设计，本设计所采用的单片机为ATMAL的增强型51系列的AT89C52，因为其指令简单、易学易懂、外围电路简单、性能成熟稳定、价格便宜等优点，所以成为本设计首选单片机。212AT89C52单片机AT89C52是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROMFLASHPROGRAMMABLEANDERASABLEREADONLYMEMORY）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。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MCS51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AT89C52是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C52单片机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。外形及引脚排列如图21所示图21AT89C52单片机实物图主要特性如下与MCS51兼容4K字节可编程FLASH存储器寿命1000写/擦循环数据保留时间10年全静态工作0HZ24MHZ三级程序存储器锁定1288位内部RAM32可编程I/O线两个16位定时器/计数器5个中断源可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路特性概述AT89C52提供以下标准功能4K字节FLASH闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，两个16位定时/计数器，一个5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的工作，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它所有部件工作器，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它所有部件工作213AT89C52单片机的管教说明P00/AD039P01/AD138P02/AD237P03/AD336P04/AD435P05/AD534P06/AD633P07/AD732P20/A821P21/A922P22/A1023P23/A1124P24/A1225P25/A1326P26/A1427P27/A1528P30/RXD10P31/TXD11P34/T014P33/INT113P35/T115P36/WR16P37/RD17XTAL119XTAL218RST9PSEN29ALE30EA31P10/T21P11/T2EX2P123P134P145P156P167P178P32/INT057AT89C52U1图22AT89C52引脚图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P0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/地址的低八位。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外部必须接上拉电阻。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口作为低八位地址接收。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AT89C52的一些特殊功能口，如表21所示表21P3口引脚复用功能引脚号复用功能P30RXD（串行输入口）P31TXD（串行输出口）P32（外部中断0）P33（外部中断1）P34T0（定时器0的外部输入）P35T1（定时器1的外部输入）P36WR（外部数据存储器写选通）P37RD（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低位字节。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（0000HFFFFH），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。振荡器特性XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。22光电式传感器221光电式传感器的介绍光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此，光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。由光通量对光电元件的作用原理不同所制成的光学测控系统是多种多样的，按光电元件光学测控系统输出量性质可分二类，即模拟式光电传感器和脉冲开关式光电传感器。模拟式光电传感器是将被测量转换成连续变化的光电流，它与被测量间呈单值关系。模拟式光电传感器按被测量检测目标物体方法可分为透射吸收式、漫反射式、遮光式光束阻档三大类。所谓透射式是指被测物体放在光路中，恒光源发出的光能量穿过被测物，部份被吸收后，透射光投射到光电元件上；所谓漫反射式是指恒光源发出的光投射到被测物上，再从被测物体表面反射后投射到光电元件上；所谓遮光式是指当光源发出的光通量经被测物光遮其中一部份，使投射刭光电元件上的光通量改变，改变的程度与被测物体在光路位置有关。光源是许多光电传感器的重要组成部分，要使光电传感器很好地工作，除了合理选用光电元件外，还必须配备合适的光源。发光二极管是一种把电能转变成光能的半导体器件。它具有体积小、功耗低、寿命长、响应快、机械强度高等优点，并能和集成电路相匹配。因此，广泛地用于计算机、仪器仪表和自动控制设备中。钨丝灯泡是一种最常用的光源，它具有丰富的红外线。如果选用的光电元件对红外光敏感，构成传感器时可加滤色片将钨丝灯泡的可见光滤除，而仅用它的红外线做光源，这样，可有效防止其他光线的干扰。激光与普通光线相比具有能量高度集中，方向性好，频率单纯、相干性好等优点，是很理想的光源。综上所述，各种光源各具优点，但从经济与使用便利方面考虑，并考虑到抗干扰性能，我们决定选用红外光二极管做系统测量的光源。由光源、光学通路和光为此设计时必须详加考虑。电器件组成的光电传感器在用于光电检测时，还必须配备适当的信号调理电路。这些信号调理电路负责将光电传感器输出的微弱的光电信号进行放大、整形，转换成所单片机定时计数所需要的脉冲信号。不同的光电元件，所要求的测量电路也不相同。222光电传感器工作原理（红外线光电传感器原理）光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。光电传感器在一般情况下，有三部分构成，它们分为发送器、接收器和检测电路。原理如图23图23光电传感器原理图发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管LED、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。此外，光电开关的结构元件中还有发射板和光导纤维。三角反射板是结构牢固的发射装置。它由很小的三角锥体反射材料组成，能够使光束准确地从反射板中返回，具有实用意义。它可以在与光轴0到25的范围改变发射角，使光束几乎是从一根发射线，经过反射后，还是从这根反射线返回。23光电转换及信号调理电路设计光电转换是整个测量系统的核心部分，将光信号转换成电信号通过电压比较器转换成符合要求的脉冲信号最后送入单片机进行计数从而完成转速测量。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LM324集成运放整形驱动，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24所示。图24光电转换部分与单片机的连接框图LM324是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装，外形如图所示。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。每一组运算放大器可用图24所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“”、“”为两个信号输入端，“V”、“V”为正、负电源端，“VO”为输出端。两个信号输入端中，VI（）为反相输入端，表示运放输出端VO的信号与该输入端的位相反VI（）为同相输入端，表示运放输出端VO的信号与该输入端的相位相同。LM324的引脚排列见图26。U0UUUIUI入入入入入入入入入入入入图25放大器图图26引脚图计数脉冲传感器整形驱动LM324AT89C52数码显示译码器LED数码管由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，因此被广泛应用在各种电路中。本设计计划采用高性能集成四运放LM324来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。为了达到预定效果，对系统运用MULTISIM8进行模拟仿真，并利用模拟仿真结果对有关元器件进行参数设定，以使电路满足要求。如图27所示是MULTISIM进行电路模拟仿真示意图及其模拟仿真结果。图27电路模拟仿真示意图及其模拟仿真结果23硬件电路的设计系统由信号预处理电路、单片机AT89C52、系统化LED显示模块、串口数据存储电路和系统软件组成。其中信号预处理电路包含信号放大、波形变换和波形整形。对待测信号进行放大的目的是降低待测信号的幅度要求；波形变换和波形整形电路则用来将放大的信号转换成可与单片机匹配的TTL信号；通过对单片机的编程设置可使内部定时器T0对输入脉冲进行计数，这样就能精确地算出加到T0引脚的单位时间内检测到的脉冲数；设计中转速显示部分采用价格低廉且使用方便的LED模块，通过相关计算方法计算得到的转速通过I2C总线放到E2PROM存储，既节省了所需单片机的口线和外围器件，同时也简化了显示部分的软件编程。系统的结构框图28所示。图28系统结构框图231晶振电路部分晶体振荡器，简称晶振。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。由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近，在这个极窄的频率范围内，晶振等效为一个电感，所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路，由于晶振等效为电感的频率范围很窄，所以即使其他元件的参数变化很大，这个振荡器的频率也不会有很大的变化。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。晶体振荡电路如图29信号放大器LED显示数字存储电路波形变换波形整形单片机键盘模块RS232P00/AD039P01/AD138P02/AD237P03/AD336P04/AD435P05/AD534P06/AD633P07/AD732P20/A821P21/A922P22/A1023P23/A1124P24/A1225P25/A1326P26/A1427P27/A1528P30/RXD10P31/TXD11P34/T014P33/INT113P35/T115P36/WR16P37/RD17XTAL119XTAL218RST9PSEN29ALE30EA31P10/T21P11/T2EX2P123P134P145P156P167P178P32/INT057AT89C52U1C130PFC230PFX1CRYSTALVCC29晶体振荡电路部分232复位电路部分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，以防电源开关或电源插头分合过程中引起的抖动而影响复位。复位电路如图210P00/AD039P01/AD138P02/AD237P03/AD336P04/AD435P05/AD534P06/AD633P07/AD732P20/A821P21/A922P22/A1023P23/A1124P24/A1225P25/A1326P26/A1427P27/A1528P30/RXD10P31/TXD11P34/T014P33/INT113P35/T115P36/WR16P37/RD17XTAL119XTAL218RST9PSEN29ALE30EA31P10/T21P11/T2EX2P123P134P145P156P167P178P32/INT057AT89C52U1C310UFR116KVCCGND210复位电路部分233转速显示电路显示电路采用LED数码管动态显示，LED（LIGHTEMITTINGDIODE）是一种外加电压从而渡过电流并发出可见光的器件。LED是属于电流控制器件，使用时必须加限流电阻。LED有单个LED和八段LED之分，也有共阴和共阳两种。显示器结构常用的七段显示器的结构如图211所示。发光二极管的阳极连在一起的称为共阳极显示器,阴极连在一起的称为共阴极显示器。1位显示器由八个发光二极管组成，其中七个发光二极管AG控制七个笔画（段）的亮或暗，另一个控制一个小数点的亮和暗，这种笔画式的七段显示器能显示的字符较少，字符的开头有些失真，但控制简单，使用方便。此外，要画出电路图，首先还要搞清楚他的引脚图的分布，在了解了正确的引脚图后才能进行正确的字型段码编码。才能显示出正确的数字来，如图212所示，为七段数码管的管脚图。ABCDEFGVCC入入入入COMABCDEFGGND入入入入COM图211七段发光显示器的结构ABFCGDEDPY1234567ABCDEFG8DPDPCOM9图212七段发光显示器管脚的结构驱动方式采用的数码管驱动为7407，它的全名为7407TTL集电极开路六正相高压驱动器，其结构简单，使用方便，图213为7407的图以及各个引脚的分布功能介绍。11A21Y32A42Y53A63Y7GND84Y94A105Y115A126Y136A14VCC7047图2137407管脚的结构显示方式为了节省I/O口线，我们采用的动态显示方式。所谓动态显示，就一位一位地轮流点亮各位显示器（扫描），对于每一位显示器来说，每隔一段时间点亮一次。显示器的亮度既与导通电流有关，也与点亮时间和间隔时间的比例有关。调整电流和时间参数，可实现亮度较高较稳定的显示。若显示器的位数不大于8位，则控制显示器公共极电位只需8位口（称为扫描口），控制各位显示器所显示的字形也需一个8位口（称为段数据口）。本次设计转速测量范围正常，所以只需要4位数码管即可。4位共阴极显示器和AT89C52的接口逻辑如图214所示。AT89C52的P0口作为段数据口，接上拉电阻到显示器的各个段；P2口作为扫描口，经同相驱动器7407接显示器公共极。对于图214中的4位显示器，在AT89C52RAM存贮器中设置4个显示缓冲器单元30H34H，分别存放4位显示器的显示数据，AT89C52的P2口扫描输出总是只在一位为低电平，即4位显示器中仅有一位公共阴极为低电平，其它位为高电平，AT89C52的P0口相应位（阴极为低）的显示数据的段数据，使该位显示出一个字符，其它们为暗，依次地改变P2口输出为高的位，P0口输出对应的段数据，4位显示器就显示出由缓冲器中显示数据所确定的字符。显示电路部分如图214P00/AD039P01/AD138P02/AD237P03/AD336P04/AD435P05/AD534P06/AD633P07/AD732P20/A821P21/A922P22/A1023P23/A1124P24/A1225P25/A1326P26/A1427P27/A1528P30/RXD10P31/TXD11P34/T014P33/INT113P35/T115P36/WR16P37/RD17XTAL119XTAL218RST9PSEN29ALE30EA31P10/T21P11/T2EX2P123P134P145P156P167P178P32/INT057AT89C52U1ABCDEFDP123410K10K图214显示电路部分第3章系统软件的设计31程序流程图硬件电路完成以后，进行系统软件设计。首先要分析系统对软件的要求，然后进行软件的总体设计，包括程序的总体设计和对程序的模块化设计。按整体功能分为多个不同的模块，单独设计、编程、调试，然后将各个模块装配联调，组成完整的软件。根据设计的要求，单片机的任务是内部进行计数，在计算出速度后显示。软件编程用C语言完成的。以下便是各程序流程图以及单片机程序。主程序流程图如图31所示图31主程序流程图显示子程序流程图如图32所示图32显示子程序流程图定时计数子程序流程图如图33所示开始开定时器开始计数定时10S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计数10S图33定时计数子程序流程图32单片机程序见附件2第4章程序的编译与仿真41程序的编译本部分主要在单片机开发板上对程序进行改写后烧入单片机进行的。此部分要反复进行多次才能完全调试出来。程序的汇编通过使用KEILLUVISION4开发软件中最常用的软件完成，它支持大部分不同公司的MCS51架构的芯片，它集编辑、编译、仿真等于一体，同时还支持PLM、C语言的程序设计，它的界面友好，易学易用，在调试程序，软件仿真方面也有很强大功能。首先运行KEIL51软件，按下面的步骤建立一个项目。双击KEILUVISION4的图标，启动KEILUVISION4程序，你就会得到如图41所示的KEILUVISION4的主界面。通过PROJECT菜单中的NEWPROJECT命令建立项目文件，过程如图41。图41KEILUVISION4的主界面点击PROJECT菜单，选择NEWPROJECT，接着弹出一个标准WINDOWS文件对话窗口，在“文件名”中输入C或者ASM程序项目名称，“保存”后的文件扩展名为UV2。图42CREATENEWPROJECT对话框选择所要的单片机，这里我们选用ATCML公司的AT89C52。图43单片机型号选择窗口首先要在项目中创建新程序文件或旧程序文件。如果没有现成的程序，那么就要新建一个程序文件。图44新建源程序文件界面用菜单FILESAVE或快捷键CTRLS进行保存。因是新文件所以保存时会弹出文件操作窗口，把第一个程序命名为TEST1ASM保存在项目所在的目录中，这时会发现程序单词有了不同的颜色，说明KEIL的汇编语法检查生效了。鼠标在屏幕左边的SOURCEGROUP1文件文件夹图标上右击弹出菜单，在这里可以做在项目中增加减少文件等操作。选“ADDFILETOGROUPSOURCEGROUP1”弹出文件窗口，选择刚刚保存的文件，按ADD按钮，关闭文件窗口，程序文件已加到项目中了。图45ADDFILESTOGROUPSOURCEGROUP1对话框当汇编程序文件加入到项目中了，就开始下面的编译工作。编译的程序生成一个HEX的文件用于芯片烧写。然后右击TARGET1的项目文件夹，弹出项目功能菜单，选OPTIONSFORTARGETTARGET1，弹出项目选项设置窗口，同样先选中项目文件夹图标，这时在PROJECT菜单中也有一样的菜单可选。打开项目选项窗口，转到OUTPUT选项页，选择编译输出的路径，设置编译输出生成的文件名决定是否要创建HEX文件，选中它就可以输出HEX文件到指定路径中。图46OPTIONSFORTARGETTARGET1项目选项窗口将生成HEX文件通过烧写器烧入仿真软件进行仿真、演示即可。42电路的仿真仿真部分运用PROTEUS仿真软件来实现，PROTEUS软件是英国LABCENTERELECTRONICS公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。在PROTEUS绘制好原理图后，调入已编译好的目标代码文件HEX，如图421图421调入目标代码文件本设计以经过信号调理电路的脉冲信号为输入信号，借由信号发生器模拟转盘向单片机输送信号，在FREQUENCY栏设定一个频率如图422图422频率设置界面经过10S得出转圈数，模拟结果如图423图423模拟结果图中用方波发生器模拟光电开关产生脉冲（频率为10HZ，约1MS产生一个脉冲），由P35输入，由单片机控制T1进行计数，同时定时器T0每10MS产生中断对数码管进行刷新，当中断100次（即10S）后，对计数脉冲进行计算处理，得出转速，并用数码管显示。总结本设计介绍了一种基于单片机的光电测转速系统。给出了硬件和软件的设计方案并通过仿真软件进行仿真。光电传感器是本系统的核心器件，本论文详细地介绍了光电传感器的原理，结构,检测方式以及它的一些特性。只有深入地了解光电传感器的工作原理，才能更好的设计测速电路。本系统电路由信号整形处理电路、数码显示电路、晶振电路、复位电路及其他的附属电路组成。系统在硬件设计上也充分考虑了可扩展性，经过简单的修改程序，很容易实现功能的扩展。本课题对于电机转速进行精度监控，以实现精度控制为工业的进步提供了一块垫脚石。通过本次毕业设计，使我近一步熟悉了一个系统的设计过程，通过查阅大量的资料、反复论证可行性、反复进行试验、最终实现了整个设计过程。致谢首先感谢我的导师郑老师。本文从开题、写作直至最终定稿，郑老师给予了诸多建设性建议，并在百忙之中三阅其稿。恩师严谨的治学态度、科学的治学方法、渊博的学识、诲人不倦的精神和平易近人的工作作风令我景仰和敬慕，并将使我终生受益。感谢母校内所有教过我的老师和使我受教的老师们，他（她）们无私的传道、授业、解惑，让我能辨事理、明是非，让我在人生的长路上向前迈进一大步。还要感谢长期以来给我诸多帮助的同学们，你们的友情将是我一生最值得珍惜的财富和最值得怀念的情感。附录一光电传感器测转速原理图P00/AD039P01/AD138P02/AD237P03/AD336P04/AD435P05/AD534P06/AD633P07/AD732P20/A821P21/A922P22/A1023P23/A1124P24/A1225P25/A1326P26/A1427P27/A1528P30/RXD10P31/TXD11P34/T014P33/INT113P35/T115P36/WR16P37/RD17XTAL119XTAL218RST9PSEN29ALE30EA31P10/T21P11/T2EX2P123P134P145P156P167P178P32/INT057AT89C52U1C130PFC230PFX1CRYSTALVCCC310UFR116KVCCABCDEFDP123410K10KGND附录二光电传感器测转速主程序INCLUDEDEFINEUCHARUNSIGNEDCHARDEFINEUINTUNSIGNEDINTDEFINEULONGUNSIGNEDLONGDEFINELED_DATP1SBITPIN_SPEEDSENSERP35/光电传感器信号接在T1上DEFINETIME_CYLC500/12M晶振，定时器10MS中断一次我们5秒计算一次转速/DEFINEPLUS_PER10/风扇的扇叶数，为方便计算，这里假定风扇有十片扇叶，即传感器检测到10个脉冲，认为1圈UNSIGNEDCHARCODETABLE0X3F,0X06,0X5B,0X4F,0X66,0X6D,0X7D,0X07,0X7F,0X6FUCHARDATADISBUF4/显示缓冲区UINTTCOUNTER0/时间计数器BITFLAG_FRESH0/刷新标志BITFLAG_CLAC0/计算转速标志/在数码管上显示一个四位数VOIDDISPLAYFRESH/计算转速，并把结果放入数码管缓冲区VOIDCLACSPEED/初始化定时器T0VOIDINIT_TIMER0/初始化定时器T1VOIDINIT_TIMER1/延时函数VOIDDELAYUINTMSVOIDIT_TIMER0INTERRUPT1/INTERRUPTADDRESSIS0X000B/TF00/D定时器T0用于数码管的动态刷新/TH00XC0/INITVALUES/TL00X00FLAG_FRESH1TCOUNTERIFTCOUNTERTIME_CYLCFLAG_CLAC1/周期到，该重新计算转速了VOIDMAINVOIDDISBUF00/开机时，初始化为0000DISBUF10DISBUF20DISBUF30INIT_TIMER0INIT_TIMER1WHILE1DISPLAYFRESH/定时刷新数码管显示IFFLAG_CLACFLAG_CLAC0CLACSPEED/计算转速，并把结果放入数码管缓冲区TCOUNTER0/周期定时清零TH1TL10X00/脉冲计数清零/在数码管上显示一个四位数VOIDDISPLAYFRESHP2P2LED_DATTABLEDISBUF0DELAY1P2P2|0XF0P2P2LED_DATTABLEDISBUF1DELAY1P2P2|0XF0P2P2LED_DATTABLEDISBUF2DELAY1P2P2|0XF0P2P2LED_DATTABLEDISBUF3DELAY1P2P2|0XF0/计算转速，并把结果放入数码管缓冲区VOIDCLACSPEEDLONGSPEEDUINTPLUSCOUNTERPLUSCOUNTERTH1256TL1SPEED60PLUSCOUNTER/PLUS_PER5/据公式计数转速DISBUF0SPEED/100010DISBUF1SPEED/10010DISBUF2SPEED/1010DISBUF3SPEED10/初始化定时器T0VOIDINIT_TIMER0TMOD/定时10毫秒/TIMER0MODE1WITHSOFTWAREGATE/TMOD|0X01/GATE00C/T00M100M001/TH00XC0/INITVALUES/TL00X00ET01/ENABLETIMER0INTERRUPT/EA1/ENABLEINTERRUPTS/TR01/TIMER0RUN/延时函数VOIDDELAYUINTMSUCHARIWHILEMSFORI0I100I/初始化定时器T1VOIDINIT_TIMER1TMOD/COUNTER1MODE1WITHSOFTWAREGATE/TMOD|0X50/GATE00C/T01M100M001/TH10X00/INITVALUES/TL10X00ET11/ENABLETIMER1INTERRUPT/EA1/ENABLEINTERRUPTS/TR11/TIMER1RUN/附录三系统实物图参考文献1杨少春传感器原理与应用电子工业出版社，201112贾海瀛传感器技术与应用清华大学主板社，2011103何立民单片机应用技术选编北京航空航天大学出版社，1997，104张有德单片微机原理、应用与实验复旦大学出版社，1997，84杨文龙单片机原理及应用系统设计清华大学主板社，2011116梁廷贵、王裕琛现代集成电路实用手册科学技术文献出版社，1999，67于海生微型计算机控制技术选编清华大学出版社，199938徐爱钧智能化测量控制仪表原理与设计北京航空航天大学出版社，1995119周兴华手把手教你学单片机北京航空航天大学出版社，1996，710谭浩强C程序设计清华大学主板社，20057GANEMPLOYMENTTRIBUNALCLAIMEMPLOYMENTTRIBUNALSSORTOUTDISAGREEMENTSBETWEENEMPLOYERSANDEMPLOYEESYOUMAYNEEDTOMAKEACLAIMTOANEMPLOYMENTTRIBUNALIFYOUDONTAGREEWITHTHEDISCIPLINARYACTIONYOUREMPLOYERHASTAKENAGAINSTYOUYOUREMPLOYERDISMISSESYOUANDYOUTHINKTHATYOUHAVEBEENDISMISSEDUNFAIRLYFORMOREINFORMATIONABOUTDISMISSALANDUNFAIRDISMISSAL,SEEDISMISSALYOUCANMAKEACLAIMTOANEMPLOYMENTTRIBUNAL,EVENIFYOUHAVENTAPPEALEDAGAINSTTHEDISCIPLINARYACTIONYOUREMPLOYERHASTAKENAGAINSTYOUHOWEVER,IFYOUWINYOURCASE,THETRIBUNALMAYREDUCEANYCOMPENSATIONAWARDEDTOYOUASARESULTOFYOURFAILURETOAPPEALREMEMBERTHATINMOSTCASESYOUMUSTMAKEANAPPLICATIONTOANEMPLOYMENTTRIBUNALWITHINTHREEMONTHSOFTHEDATEWHENTHEEVENTYOUARECOMPLAININGABOUTHAPPENEDIFYOURAPPLICATIONISRECEIVEDAFTERTHISTIMELIMIT,THETRIBUNALWILLNOTUSUALLYACCEPTITIFYOUAREWORRIEDABOUTHOWTHETIMELIMITSAPPLYTOYOU,TAKEADVICEFROMONEOFTHEORGANISATIONSLISTEDUNDERFURTHERHELPEMPLOYMENTTRIBUNALSARELESSFORMALTHANSOMEOTHERCOURTS,BUTITISSTILLALEGALPROCESSANDYOUWILLNEEDTOGIVEEVIDENCEUNDERANOATHORAFFIRMATIONMOSTPEOPLEFINDMAKINGACLAIMTOANEMPLOYMENTTRIBUNALCHALLENGINGIFYOUARETHINKINGABOUTMAKINGACLAIMTOANEMPLOYMENTTRIBUNAL,YOUSHOULDGETHELPSTRAIGHTAWAYFROMONEOFTHEORGANISATIONSLISTEDUNDERFURTHERHELPIFYOUAREBEINGREPRESENTEDBYASOLICITORATTHETRIBUNAL,THEYMAYASKYOUTOSIGNANAGREEMENTWHEREYOUPAYTHEIRFEEOUTOFYOURCOMPENSATIONIFYOUWINTHECASETHISISKNOWNASADAMAGESBASEDAGREEMENTINENGLANDANDWALES,YOURSOLICITORCANTCHARGEYOUMORETHAN35OFYOURCOMPENSATIONIFYOUWINTHECASEIFYOUARETHINKINGABOUTSIGNINGUPFORADAMAGESBASEDAGREEMENT,YOUSHOULDMAKESUREYOURECLEARABOUTTHETERMSOFTHEAGREEMENTITMIGHTBEBESTTOGETADVICEFROMANEXPERIENCEDADVISER,FOREXAMPLE,ATACITIZENSADVICEBUREAUTOFINDYOURNEARESTCAB,INCLUDINGTHOSETHATGIVEADVICEBYEMAIL,CLICKONNEARESTCABFORMOREINFORMATIONABOUTMAKINGACLAIMTOANEMPLOYMENTTRIBUNAL,SEEEMPLOYMENTTRIBUNALSTHELACKOFAIRUPTHEREWATCHMCAYMANISLANDSBASEDWEBB,THEHEADOFFIFASANTIRACISMTASKFORCE,ISINLONDONFORTHEFOOTBALLASSOCIATIONS150THANNIVERSARYCELEBRATIONSANDWILLATTENDCITYSPREMIERLEAGUEMATCHATCHELSEAONSUNDAY“IAMGOINGTOBEATTHEMATCHTOMORROWANDIHAVEASKEDTOMEETYAYATOURE,“HETOLDBBCSPORT“FORMEITSABOUTHOWHEFELTANDIWOULDLIKETOSPEAKTOHIMFIRSTTOFINDOUTWHATHISEXPERIENCEWAS“UEFAHASOPENEDDISCIPLINARYPROCEEDINGSAGAINSTCSKAFORTHE“RACISTBEHAVIOUROFTHEIRFANS“DURINGCITYS21WINMICHELPLATINI,PRESIDENTOFEUROPEANFOOTBALLSGOVERNINGBODY,HASALSOORDEREDANIMMEDIATEINVESTIGATIONINTOTHEREFEREESACTIONSCSKASAIDTHEYWERE“SURPRISEDANDDISAPPOINTED“BYTOURESCOMPLAINTINASTATEMENTTHERUSSIANSIDEADDED“WEFOUNDNORACISTINSULTSFROMFANSOFCSKA“AGEHASREACHEDTHEENDOFTHEBEGINNINGOFAWORDMAYBEGUILTYINHISSEEMSTOPASSINGALOTOFDIFFERENTLIFEBECAMETHEAPPEARANCEOFTHESAMEDAYMAYBEBACKINTHEPAST,TOONESELFTHEPARANOIDWEIRDBELIEFDISILLUSIONMENT,THESEDAYS,MYMINDHASBEENVERYMESSY,INMYMINDCONSTANTLYALWAYSFEELONESELFSHOULDGOTODOSOMETHING,ORWRITESOME