使用单片机制作的测速表Word

1、使用单片机制作的测速表测速是工农业生产中经常遇到的问题，学会使用单片机技术设计测速仪表具有很重要的意义。    要测速，首先要解决是采样的问题。在使用模拟技术制作测速表时，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。使用单片机进行测速，可以使用简单的脉冲计数法。只要转轴每旋转一周，产生一个或固定的多个脉冲，并将脉冲送入单片机中进行计数，即可获得转速的信息。一、脉冲信号的获得    可以有多种方式来获得脉冲信号，这些方法有各自的应用场合。下面逐一进行分析。1霍尔传感器

2、    霍尔传感器是对磁敏感的传感元件，常用于开关信号采集的有cs3020、cs3040等，这种传感器是一个3端器件，外形与三极管相似，只要接上电源、地，即可工作，输出通常是集电极开路（oc）门输出，工作电压范围宽，使用非常方便。如图1所示是cs3020的外形图，将有字面对准自己，三根引脚从左向右分别是vcc，地，输出。   图1 cs3020外形图    使用霍尔传感器获得脉冲信号，其机械结构也可以做得较为简单，只要在转轴的圆周上粘上一粒磁钢，让霍尔开关靠近磁钢，就有信号输

3、出，转轴旋转时，就会不断地产生脉冲信号输出。如果在圆周上粘上多粒磁钢，可以实现旋转一周，获得多个脉冲输出。在粘磁钢时要注意，霍尔传感器对磁场方向敏感，粘之前可以先手动接近一下传感器，如果没有信号输出，可以换一个方向再试。    这种传感器不怕灰尘、油污，在工业现场应用广泛。2光电传感器    光电传感器是应用非常广泛的一种器件，有各种各样的形式，如透射式、反射式等，基本的原理就是当发射管光照射到接收管时，接收管导通，反之关断。以透射式为例，如图2所示，当不透光的物体挡住发射与接收之间的间隙时，开关管关断，否则打开。

4、为此，可以制作一个遮光叶片如图3所示，安装在转轴上，当扇叶经过时，产生脉冲信号。当叶片数较多时，旋转一周可以获得多个脉冲信号。 图2光电传感器的原理图 图3遮光叶片3光电编码器    光电编码器的工作原理与光电传感器一样，不过它已将光电传感器、电子电路、码盘等做成一个整体，只要用连轴器将光电传感器的轴与转轴相连，就能获得多种输出信号。它广泛应用于数控机床、回转台、伺服传动、机器人、雷达、军事目标测定等需要检测角度的装置和设备中。如图4所示，是某光电编码器的外形。 图4 成品光电编码器二、硬件连接 

5、0;  测速的方法决定了测速信号的硬件连接，测速实际上就是测频，因此，频率测量的一些原则同样适用于测速。    通常，可以用计数法、测脉宽法和等精度法来进行测试。所谓计数法，就是给定一个闸门时间，在闸门时间内计数输入的脉冲个数；测脉宽法是利用待测信号的脉宽来控制计数门，对一个高精度的高频计数信号进行计数。由于闸门与被测信号不能同步，因此，这两种方法都存在±1误差的问题，第一种方法适用于信号频率高时使用，第二种方法则在信号频率低时使用。等精度法则对高、低频信号都有很好的适应性。    这

6、里为简化讨论，仅采用计数法来进行测试。    图5所示是测速器的电路图，由六位数码管和测速接口组成。其中t0处接的只画了一只cs3020组成的霍尔传感器接线图，如果采用光电传感器接口也是一样的，读者可自行画出接线图。 图5测速计电路原理图三、软件编程    测量转速，使用霍尔传感器，被测轴安装有12只磁钢，即转轴每转一周，产生12个脉冲，要求将转速值（转/分）显示在数码管上。程序如下：dispbuf equ 5ah  ;显示缓冲区从5ah开始seccoun equ 59hspcoun equ 5

7、7h ;速度计时器单元57h和58h，高位在前（57h单元中）count equ 56h ;显示时的计数器spcalc bit 00h ;要求计算速度的标志hidden equ 16 ;消隐码org 0000hajmp startorg 1bhjmp timer1 ;定时中断1入口org 30hstart: mov sp,#5fh ;设置堆栈mov p1,#0ffhmov p0,#0ffhmov p2,#0ffh ;初始化，所有显示器、led灭mov tmod,#00010101b ;定时器t1工作于方式1，定时器0工作方式1 mov th1,#high(65536-4000)mov tl1,

8、#low(65536-4000)setb tr1setb et1 ;开定时器1中断setb ealoop: jnb spcalc,loop ;如果未要求计算，转本身循环;标号：     功能：双字节二进制无符号数乘法;入口条件：被乘数在r2、r3中，乘数在r6、r7中。;出口信息：乘积在r2、r3、r4、r5中。;影响资源：psw、a、b、r2r7    堆栈需求：  字节mov r2,spcounmov r3,spcoun+1mov r6,#0mov r7,#5 ;测得的数值是每秒计

9、数值，转为每分转速（每一转测12次，故乘5而非60）call muld;标号：    功能：双字节十六进制整数转换成双字节码整数;入口条件：待转换的双字节十六进制整数在r6、r7中。;出口信息：转换后的三字节码整数在r3、r4、r5中。;影响资源：psw、a、r2r7    堆栈需求：  字节mov a,r4mov r6,amov a,r5mov r7,a ;将乘得的结果送r6r准备转换，这里结果不可能超过2字节call hb2cbcd: mov dispbuf,r3 ;最高位mov a,r4

10、;anl a,#0f0h ;去掉低4位swap a ;将高4位切换到低4位mov dispbuf+1,amov a,r4anl a,#0fhmov dispbuf+2,amov a,r5anl a,#0f0hswap amov dispbuf+3,amov a,r5anl a,#0fhmov dispbuf+4,aclr spcalc ;清计算标志jmp loop;主程序到此结束timer1: push acc;acc入栈push psw ;psw入栈setb rs0 ;工作区1jnb tr0,settr0 ;如果t0未运行，则开启t0jmp go1settr0:setb tr0go1: in

11、c seccoun ;秒计数器加1mov a,seccouncjne a,#251,go2 ;如果未到1s则转clr tr0 ;1到了，则停止t0的运行mov spcoun,th0mov spcoun+1,tl0 ;读取计数值clr amov th0,amov tl0,a ;清计数器setb spcalc ;要求主程序计算速度mov seccoun,#0 ;清秒计数器go2: inc count       用于显示的计数器mov a,countclr csubb a,#6jz n1jmp n2n1: mov count,#

12、0n2: mov a,#dispbufadd a,count mov r0,a ;指向当前要显示的显示缓冲区mov a,r0 ;取第一个待显示数mov dptr,#disptab ;字形表首地址movc a,a+dptr  ;取字形码mov p0,a ;将字形码送p0位（段口）mov a,countmov dptr,#bittab ;字位表首地址movc a,a+dptrorl p2,#11111100b   anl p2,amov th1,#high(65536-4000) mov tl1,#low(65536-4000)pop pswpop

13、 accretibittab: db 7fh,0bfh,0dfh,0efh,0f7h,0fbhdisptab:db 0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h,80h,90h,88h,83h,0c6h,0a1h,86h,8eh,0ffh其他数学运算程序（略）四、程序分析    主程序在对定时器、计数器、堆栈等进行初始化后即判断标志spcalc是否为1，如果为1，说明要求对数据进行计算处理，首先将spcalc标志清零，以保证下次能正常判断，然后进入数据处理程序，由于这里的闸门时间为1s，而显示要求为转/分，

14、因此，要将测到的数据进行转换，转换的方法是将测得的数据乘以60，但由于转轴上安装有12只磁钢，每旋转一周可以得到12个脉冲，因此，要将测得的数据除以12，所以综合起来，将测得的数据乘以5即可得到每分钟的转速。计算得到的结果是二进制的整数，要将数据送往显示缓冲区需要将该数转化为bcd码。运算得到的是压缩bcd码，需要将其转换为非压缩bcd码，从标号cbcd开始的一段程序即作了这样的处理。需要说明的是，这里多位二进制乘法和多位二进制到bcd码的转换都是用了现成的成熟子程序，因此，首先将二进制数转换为压结合实际bcd码，然后再转换成非压缩bcd码，看似多写了些程序，实际上这对于保证程序的质量很有好处。    定时器t1用作4ms定时发生器，在定时中断程序中进行数码管的动态扫描，同时产生1s的闸门信号。1s闸门信号的产生是通过一个计数器count，每次中断时间为4ms，每计250次即为1s，到了1s后，即清除计数器count，然后关闭作为计数器用的t0，读出th0、tl0中的数值，分别送入spcoun和spcoun+1单元，将t0中的值清空，置spcalc标志为1，要求主程序进行速度值的计算。这里还有一个细节，用作1s闸门信号产生的count每次中断都会加1，而t0却有一个周期是被关闭的，因此，计数值是251而