发布时间 : 星期六 文章毕业论文-智能转速测量系统的软件设计更新完毕开始阅读5fff5e88680203d8ce2f241c
西安工业大学毕业设计（论文） 2.显示部分的结构
本系统采用四位LED共阳极型数码管作为显示部分， AT89C51单片机的I/O口输出特性是有较大的灌入电流能力，但只有很弱的“吐”电流的能力，因此本系统中选用共阳极数码管。P2口的P2.0～P2.7口作为数码管的段驱动，中间通过缓冲器74LS245进行数据缓冲。74LS245是8路3态双向缓冲驱动,也叫做总线驱动门电路或线驱动，主要使用在数据的双向缓冲，常见51的数据接口电路，使用一片245作为数据缓冲电路，增强驱动能力。P0口的P0.0～P0.3口通过反向驱动器74LS04构成位驱动。将所有位的段选线相应地并联在一起，由一个8位I/O控制，形成段选线的多路复用。而各位的共阳极分别由相应的I/O线控制，实现各位的分时选通。由于各位的段选线并联，段选码的输出对各位都是相同的。因此，同一个时刻，某一位的显示与该位的位选线选通状态有关，若要各位LED能够显示出与本位相应的显示字符，就必须采用扫描显示方式[10]。
3.单片机与PC机数据的传输
基于单片机的测控系统在获取传感器的数据后，还需要将所得数据传送到PC上。因此，本系统在设计时，做了一些考虑，在硬件设计时增加了串行通信口，采用MAX232电平转换芯片，将PC机串行口的RS-232电平与AT89C51单片机使用的TTL电平进行转换，实现了单片机和PC机之间的数据传送。如图3.3 MAX232引脚图所示、3.4AT89C51管脚图所示[11]。
图3.3 MAX232引脚图 图3.4 AT89C51管脚图
4.键盘功能的实现
本设计使用的键盘主要为完成一个功能—转速测量的启动/停止；我们将开关直接与AT89C51单片机的P1.0接口相连，通过读I/O口，判定各I/O线的电平状态，即可识别出按下的按键。操作员通过键盘可以输入数据或指令，实现简单的人机通信[12]。
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西安工业大学毕业设计（论文） 5.复位功能的实现
单片机除本身需要复位以外，外部扩展的I/O接口电路等也需要复位。因此，为了控制的方便，本设计中采用人工按钮复位的方式。AT89C51单片机的RST端通过10kΩ电阻接地，10μ电容直接和一个接有按键的200Ω电阻并联接入电源端，上电按钮复位电路。当开关未按下时，由于电容的滤波作用，干扰信号不会进入到单片机中，起到抗干扰的作用；当按下开关一定时间就能使RST引脚端变为高电平，从而使单片机复位[13]。
3.2 硬件电路中主要部件的介绍
a.AT89C51：随着智能仪表的发展，用单片机构成的多路数据采集系统已经普及，该系统它不仅采集数据而且还能对采集到的模拟信号进行数据处理。AT89C51是一款低功耗高性能的CMOS 8-bits微处理器，它具有4KB的可编程或擦除的闪存（EPROM）。该器件使用ATMEL公司的高密度非易失性存储器制造技术，并且与工业标准MCS-51TM的指令系统和管脚配置兼容。片内闪存的存在使程序存储器能够在系统中或者使用专门的程序烧录器来重新写入[20]。
这一器件将通用的8bitsCPU和闪存结合起来，集成在一个芯片上，使该芯片成为不少控制系统的高度灵活和经济的解决方案。
AT89C51是ATMEL公司生产的一款51单片机，它有如下的特点： (1)与MCS-51TM系列产品兼容；
(2)4K片内可编写程序存储器（FLASH），可以被重写1000次；
(3)存储数据保存时间为10年； (4)宽工作电压范围为:VCC2.7V～6V； (5)工作主时钟频率在0HZ～24MHZ之间； (6)128×8bits内部RAM；
(7)程序存储器具有3级加密保护； (8)32条可编程的I/O引脚；
(9)2个16bits可编程定时器/计数器； (10)6个中断源；
(11)可编程全双工串行通信；
(12)低功耗空闲状态和低功耗停机状态；
b. MAX232：RS-232（ANSI/EIA-232标准）是IBM-PC及其兼容机上的串行连接标准。可用于许多用途，比如连接鼠标、打印机或者Modem，同时也可以接工业仪器仪表。用于驱动和连线的改进，实际应用中RS-232的传输长度或者速度常常超过标准的值。RS-232只限于PC串口和设备间点对点的通信。RS-232串口通信最远距离是50英尺。
计算机的串口采用的是RS-232电平，是12V的电压，而我们单片机系统则采用的是TTL电平，是0～+5V的电压。因此需要将TTL电平转换成RS-232电平。在我们的硬件图里使用互换器MAX232来进行TTL电平和RS-232电平的转换。+5V
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西安工业大学毕业设计（论文） 电平RS-232传送/发送模块，包含TTL/CMOS到RS-232电平的转换以及RS-232到TTL/CMOS电平的转换器各2个。
MAX232的引脚说明为： VCC：供电电压； GND：地；
C+、C-：外围电容；
T1IN：第一路TTL/CMOS驱动电平输入； T1OUT：第一路RS-232电平输出； R1IN：第一路电平输入；
R1OUT：第一路TTL/COMS驱动电平输出； T2IN：第二路TTL/CMOS驱动电平输入；
T2OUT：第二路RS-232电平的输出； R2IN：第二路RS-232电平输入；
R2OUT：第二路TTL/COMS驱动电平输出。 MAX232的主要性能参数如下： ①工作电压：单电源+5V； ②双通道接收和发送；
③与所有EIA/TIA-232E以及V.28协议兼容； ④三态门接收和发送。
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4 智能转速测量系统的软件设计 4 智能转速测量系统的软件设计
4.1单片机C51的介绍
4.1.1单片机C语言与汇编语言
在单片机的开发应用中，逐渐引入了高级语言，C语言就是其中的一种。对用惯了汇编语言的人来说，高级语言的可控行不好，不如汇编语言那样能够随心所欲。但是使用汇编语言会遇到很多问题，首先它的可读性和可维护性不强，特别是当呈现没有很好的标注时，其次就是代码的可重用性也比较低。使用C语言就可以很好的解决这些问题[18]。
C语言具有良好的模块化，容易阅读和维护等优点。由于模块化，用C语言编写的程序有很好的可移植性，功能化代码能够很方便地从一个工程移植到另一个工程，从而减少开发时间。
用C语言编写程序比用汇编编写程序更符合人们的思考习惯，开发者可以更专心地考虑算法而不是考虑一些细节问题，这样就减少了开发和调试时间。使用像C这样的语言，编写者不必十分熟悉处理器的运算过程。很多处理器支持C编译器，这意味着对新的处理器也能很快上手，而不必知道处理器的具体内部结构，这使得用C语言编写的程序比汇编程序有更好的可移植性。
C语言的特点就是可以使编写者尽量少地对硬件进行操作，它是功能性和结构性很强的语言。
对大多数51系列单片机，使用C语言这样的高级语言与使用汇编语言相比具有如下优点：
(1)不需要了解处理器的指令集，也不必了解存储器结构；
(2)寄存器分配和寻址方式由编译器进行管理，编程时不需要考虑存储器的 寻址和数据类型等细节；
(3)指定操作的变量选择组合提高了程序的可读性； (4)可使用与人的思维更相近的关键字和操作函数；
(5)与使用汇编语言编程相比，程序的开发和调试时间大大缩短； (6)C语言中的库文件提供许多标准的方程，例如：格式化输出、数据转换和浮点运算等；
(7)通过C语言可实现模块编程技术，从而可将已编制好的程序加入到新程序中；
(8)C语言可移植性好且非常普及，C语言编译器几乎适用于所有的目标系统，已完成的软件项目可以很容易地转换到其它的处理器或环境中。
所以在本毕业设计数据采集系统的软件设计中我选用单片机C语言来进行程序代码的编写。
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