电子课程设计_光风速测量系统(2)

2019-04-21 17:45

于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。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外部必须被拉高。

●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口作为第八位地址接收。 ●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AT89C51的一些特殊功能口。 P3口管脚备选功能: ●P3.0 RXD(串行输入口) ●P3.1 TXD(串行输出口)

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●P3.2 /INT0(外部中断0) ●P3.3 /INT1(外部中断1) ●P3.4 T0(记时器0外部输入) ●P3.5 T1(记时器1外部输入) ●P3.6 /WR(外部数据存储器写选通) ●P3.7 /RD(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地位字节。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(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时,

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/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。

图1.2.2 AT89C51芯片管脚

第二章设计思路

2.1 转速的测量方法

转速是指作圆周运动的物体在单位时间内所转过的圈数,转速测量一直是工业领域的一个重要问题。本文介绍的采用单片机和光电传感器组成的高精度转速测量系统,其转速测量方法采用的就是电子式定时计数法。对转速的测量实际上是对转子旋转引起的周期脉冲信号的频率进

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行测量。在频率的工程测量中,电子式定时计数测量频率的方法一般有三种:①测频率法:在一定时间间隔t 内,计数被测信号的重复变化次数N ,则被测信号的频率fx 可表示为f x =Nt(1)

②测周期法:在被测信号的一个周期内,计数时钟脉冲数m0 ,则被测信号频率fx = fc/ m0 ,其中, fc 为时钟脉冲信号频率。

③多周期测频法:在被测信号m1 个周期内, 计数时钟脉冲数m2 ,从而得到被测信号频率fx ,则fx 可以表示为fx =m1 fcm2, m1 由测量准确度确定。

电子式定时计数法测量频率时,其测量准确度主要由两项误差来决定:一项是时基误差;另一项是量化±1误差。当时基误差小于量化±1 误差一个或两个数量级时,这时测量准确度主要由量化±1 误差来确定。对于测频率法,测量相对误差为:

Er1 =测量误差值实际测量值×100 % =1N×100 % (2)

由此可见,被测信号频率越高, N 越大, Er1就越小,所以测频率法适用于高频信号(高转速信号) 的测量。对于测周期法,测量相对误差为: Er2 =测量误差值实际测量值×100 % =1m0×100 %

(3)对于给定的时钟脉冲fc , 当被测信号频率越低时,m0 越大, Er2就越小,所以测周期法适用于低频信号(低转速信号) 的测量。对于多周期测频法,测量相对误差为:

Er3 =测量误差值实际测量值100%=1m2×100 % (4)

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从上式可知,被测脉冲信号周期数m1 越大, m2 就越大,则测量精度就越高。它适用于高、低频信号(高、低转速信号) 的测量。但随着精度和频率的提高, 采样周期将大大延长,并且判断m1 也要延长采样周期,不适合实时测量。

根据以上的讨论,考虑到实际应用中需要测量的转速范围很宽,上述的转速测量方法难以满足要求,因此,研究高精度的转速测量方法,以同时适用于高、低转速信号的测量,不仅具有重要的理论意义,也是实际生产中的需要。

2.2 转速测量方案的选择

根据频率测量方案的不同,目前数字式转速测量装置的计时方法主要有M 法、T法和同步M/T法。M 法测速是在相等的时间间隔△t内读取脉冲数M,由M/△t计算出转速,速度越高在△t时间内计得的M 就越多,由±1个计数脉冲误差所引起的转速测量误差就越小,故该法适用于高速。T法测速是根据相邻两个脉冲时间间隔对应的时钟脉冲计数值m 来计算转速的,转速越慢或每转脉冲数越多,其计数值m就越多,计数器±l个计数脉冲所引起的误差就越小,故该法适用于低速。上述两种方法测量的绝对误差反比于速度采样时间T(Hp:时间间隔△t或计数值m),因此在稳态测量和实时性要求不高的场合,可取较大的T 以保证足够的测量精度。但在动态测量和实时控制系统中,往往对转速测量的实时性有较高的要求。因此,采样时间T不能随意取大,为了解决既要周期小,又要测速精度高的矛盾,可采用同步M/T法。这种方法的特点是不固定定时时间△t′,以记录到完整的盘脉冲为准,主要是设

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