摘要 单片机控制的高精度测频仪使单片机的实际工作中的典型应用。该设计实现了集定时/计数的单片机8051最小系统于一体的测频仪、。本文充分分析了单片机定时和计数的特点和软件模拟的可行性。本设计通过霍耳元件将对速度的测量转化为对脉冲数目的计量,这种信号的转化的测量方法是现代测控系统中所最常用的方法。 本书详细讨论了单片机的接口特点,分别介绍了实现串口通信有关硬件和软件部分所必须注意的问题和串口调试助手的使用方法,并给出了利用串口通信的一套测频系统。 该测频仪对传统测频方法进行改造方法进行改进,测量结果优于普通测频法,而且硬件结构简单,编程方法简洁的优点。本系统有良好的经济性,稳定性和可*性,对今后类似系统的开发具有一定的借鉴。 关键词:单片机;传感器 ;串行通信技术
ABSTRACT High accuracy frequency measurement based on single-chip Computer is a practical application of SCM. The design realizes a set of auto-tested frequency system..It includes the minimum system of 8051.The paper fully analyzes the character of the SCM’S time controller/ accumulator。And the feasibility to simulate them .This design transform measurement of velocity into measurement of pulse number by the help of sensor.This measurement method is the most common in the survey and control system.. The article introduce the interface character of SCM,and present some important software and hardware problems on realization of serial communication and the way of ScomAssistant,and then give a set of ways of measuring frequency system by use of serial communication.. The way of measuring frequency makes program on the base of old ones .The results are more accurate than others. Furthermore, the system is economical steady and convenient .It is a good example for latter practical design.. Key words: single-chip computer;sensor;serial communication technique 目 录 第1章 绪论 1 1.1 课题背景与单片机的发展趋势 1 1.2 单片机的特点及应用 2 1.2.1 单片机的组成及特点 2 1.2.2单片机的分类 2 1.2.3单片机的应用 3 1.3 单片机系统的电路设计的基本方法和流程 4 1.3.1电路设计软件概述 4 1.3.2单片机实用系统的设计流程 5 1.4 本章小结 6 第2章 霍耳传感器 7 2.1 霍耳效应及其工作原理 7 2.2 霍耳元件的主要技术参数 7 2.3 温度补偿和不等位电势补偿 8 2.4 转速测量原理 9 2.5 本章小结 10 第3章MCS-51系列单片机基础知识 11 3.1 MCS-51单片机内部结构 11 3.2 MCS-51单片机的工作时序 15 3.3 MCS-51单片机的定时器与计数器 18 3.4 MCS-51单片机串行通信 23 3.4.1基本概念 23 3.4.2 MCS-51的串行口和控制寄存器 24 3.5 单片机的供电电源 27 3.6 本章小结 29 第4章 PC机与单片机的串口通信 30 4.1 PC机的串口通信设备 31 4.1.1 RS-232的介绍 31 4.1.2 电平转换电路—MAX232 35 4.1.3 PC机的串行通信控制器 36 4.2 单片机的串口通信 42 4.3 本章小结 43 第5章 轴转速智能检测系统设计 44 5.1 系统硬件设计 44 5.2 系统软件设计 50 5.2.1主程序 50 5.2.2定时子程序 53 5.2.3程序中断子程序 54 5.3 在PC端使用VB编写通信程序 56 5.4 系统调试 59 5.5 本章小结 64 结论 65 参考文献 66 致谢 67 第一章 绪论 1.1课题背景与单片机的发展趋势 单片机深入地发展和应用,出现了高速、大寻址范围、强运算能力的8位/16位/32位通用型单片,以及小型廉价的专用型单片机。 目前,单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。下面是单片机的主要发展趋势。 CMOS化 近年,由于CHMOS技术的进小,大大地促进了单片机的CMOS化。CMOS芯片除了低功耗特性之外,还具有功耗的可控性,使单片机可以工作在功耗精细管理状态。这也是今后以80C51取代8051为标准MCU芯片的原因。因为单片机芯片多数是采用CMOS(金属栅氧化物)半导体工艺生产。CMOS电路的特点是低功耗、高密度、低速度、低价格。采用双极型半导体工艺的TTL电路速度快,但功耗和芯片面积较大。随着技术和工艺水平的提高,又出现了HMOS(高密度、高速度MOS)和CHMOS工艺。CHMOS和HMOS工艺的结合。目前生产的CHMOS电路已达到LSTTL的速度,传输延迟时间小于2ns,它的综合优势已在于TTL电路。因而,在单片机领域CMOS正在逐渐取代TTL电路。 随着半导体集成工艺的不断发展,单片机的集成度将更高、体积将更小、功能将列强。在单片机家族中,80C51系列是其中的佼佼者,加之功能将列强。在单片机家族中,80C51系列是其中的佼佼者,加之Intel公司将其MCS –51系列中的80C51内核使用权以专利互换或出售形式转让给全世界许多著名IC制造厂商,如Philips、 NEC、Atmel、AMD、华邦等,这些公司都在保持与80C51单片机兼容的基础上改善了80C51的许多特性。这样,80C51就变成有众多制造厂商支持的、发展出上百品种的大家族,现统称为80C51系列。80C51单片机已成为单片机发展的主流。专家认为,虽然世界上的MCU品种繁多,功能各异,开发装置也互不兼容,但是客观发展表明,80C51可能最终形成事实上的标准MCU芯片。 1.2 单片机的特点及应用 |