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基于单片机电机转速测量系统设计(最终稿)

双字节整数拆分程序流程图显示程序流程图如图所示程序设计根据以上设计思路和各个模块的流程图即可编写出本次毕业设计的程序,注意其中各个模块间的参数传递以及堆栈指针等问题,程序设计的任务即可完成,写出初始的程序,再进行上机调试,这些我们将具体在下章中加以详细叙述。开始高字节送与相与交换后送与相与后送与相与交换后送与相与后送返回图显示程序流程图开始,表首地址,赋值给赋值给,结束系统调试电路调试是整个系统功能否实现的关键步骤,我们将整个调试过程分为三大部分硬件调试软件调试和综合调试。硬件调试硬件调试主要是针对我的转速测量系统的单片机硬件电路分别进行调试。这部分硬件调试主要分成两大块上电前的调试和上电后的调试。上电前的调试在上电前,我们必须确保电路中不存在断路或短路情况,这工作是整个调试工作的第步,也是非常重要的个步骤。在这部分调试中主要使用的工具是万用表,用来完成检测电路中是否存在断路或者短路情况等。特别是数码管的连接部分,有制作的确保要和原理图上的图致,有些在电路板上没法连接的线路,要用短接线把接好,对照着原理图部分,部分部分地用万用表测量,注意焊点之间,确保焊点没有短接在起,同时注意焊点的美观,确保没有开路以及短路的现象出现。上电后的调试在确保硬件电路正常,无异常情况断路或短路方可上电调试,上电调试的目的是检验电路是否接错,同时还要检验原理是否正确,在本次课程设计中,上电调试主要只转速测量系统的单片机控制部分数码管点亮部分和上位机通信是的电平转换和串口通信部分的硬件调试。单片机控制部分硬件调试这部分调试主要是检查时钟电路复位电路是否接对,单片机的电源以及地是否接好,以及其他的些管脚的接法。看单片机通电后能否可以正常工作等这系列问题。数码管电路调试由于数码管采用的是动态扫描的方式点亮的。数码管的公共端接在驱动再接到单片机的口作为位选信号,字型是接在口。电路上电检查是否接上电源和地让其正常工作。在这前提下,查看数码管能否点亮。只需要接仿真机上编写个小程序让位全亮,或者让它们其中的位点亮,也可以显示不同的数字,根据要求给口,口分别赋值。即可检查数码管的硬件电路是否正确,即可判断显示驱动电路整个完整,首先排除这里的故障。发送部分硬件电路调试这部分电路硬件调试主要完成任务是使得通过电平转换器转换前后的电平关系。可以用示波器和万用表检查电平转换前后的关系,这里不在赘述。软件调试单片机程序调试思路单片机部分调试工作的完成主要应用软件来完成,这部分工作首先将转速测量系统中的各个模块计算程序中的除法程序双字节的二十进制数制转换程序,压缩码十进制数转换为非压缩码的程序以及显示部分程序调试好,不断调试,不断修改直到正确为止。软件是种非常实用的多窗口编辑调试软件。软件全面支持汇编语言,语言,语言的编译连接调试。软件支持单文件方式和工程化管理两种模式。用户可自定义各种语言的关键词软件完全支持源语句级在线调试。高级语言还支持源文件调试和汇编语言指令行对照调试。用户可同时打开多个窗体编辑调试变量观察用户可在线对原文件直接编辑编译连接加载和调试,软件支持编译源文件定位。调试时用户可动态观察修改设定变量包括片内寄存器特殊寄存器及外部寄存器内存的值。调试主要方法和技巧通常个调试程序应该具备至少四种性能跟踪断点查看变量更改数值。跟踪调试调试应用程序所提供的重要性能也许就是跟踪应用程序。跟踪应用程序使用户能够在运行应用程序时,看到指针在应用源代码程序中的确切位置,提供以下方法对程序的执行进行跟踪。跟踪型单步执行条源语句程序。但是,如果调用函数,则进入函数中,再执行函数的第条源语句行前停止。通过型单步仅执行下条源语句程序,然后又停止。如果是调用函数,运行完整个函数并停止在函数返回处。断点调试如果已知程序中块代码实际运行正常的情况下,仍用跟踪调试方法,将大大浪费时间,而且很枯燥,因此调试中第二个重要工具是在源代码,还有就是接在上拉电阻再接上,最好采用的排阻。在制作印制电路板的过程中,由于经验不足,没有考虑在高频电路中平行线之间的干扰,导致当电路上电工作时就发生串扰的现象,选择的焊盘过小,布线是线的宽度不够,稍微大点的电流,就可以把电路烧坏了,还有不稳定,发生干扰等现象,使得连接机的电路工作不稳定,在以后的设计过程中需要注意。参考文献何立民单片机应用技术选编北京北京航空航天大学出版社张有德单片微机原理应用与实验上海复旦大学出版社李朝青单片机外围数字技术手册北京北京航空航天大学出版社梁廷贵王裕琛现代集成电路实用手册北京科学技术文献出版社于海生微型计算机控制技术选编北京清华大学出版社,徐爱钧智能化测量控制仪表原理与设计北京北京航空航天大学出版社,周兴华手把手教你学单片机北京北京航空航天大学出版社神龙工作室实用培训教程北京人民邮电出版社扈啸,周旭升编著单片机数据通信技术从入门到精通西安西安电子科技大学出版社致谢本文介绍的应用于单片机系统在电机转速这领域的应用,具有硬件电路简单成本低廉编程方便通信可靠性高的特点,实现了单片机对电机转速的测量以及和通信的数据传送。可以对电机转速的平稳性做个分析。关于本次毕业设计,感受颇多。总的来说是可以的,富有收获的,尽管其中充满了艰辛与困难。但看到自己的成果时,所有的艰辛与疲倦都抛到了九霄云外。种成就感在心头油然而生。另外方面,在自己的亲身实践中,也发现了自己的些不足的地方,有待进步提高与改善。此次毕业设计任务是高精度大范围的电机转速测量系统,在实际调试中遇到的种种问题使我在设计与调试中学习到了许多知识。整个毕业设计过程是对自己大学四年所学知识归纳总结和应用,也就是把理论知识用到实践之中去。让理论和实践相结合,以此产生实际的成果。而这正是我们学习理论知识的目的之所在。除此之外,我们要在拥有扎实的专业知识的前提条件下,在整个设计与调试过程中要有信心和耐心,对自己有信心,相信自己能够很好的完成本次设计任务。在调试中不断发现问题进而解决问题,这是个再学习的过程,其本身就是对自己的次锻炼,培养了自己独立思考,动手解决问题的能力。从而从各个方面得到提高与完善了自己,使自己的各个方面提高到个新的台阶,同时为以后的工作打下基础。在本次毕业设计中,特别要感谢郭老师以及其他老师和同学给我们的热心帮助和鼓励,才使得我们的毕业设计能够很好的完成。附录附录电路原理图图纸名称基于单片机的转速测量系统学院电气工程与自动化学院专业班级电科班指导老师郭顺京编号学号作者日期李松附录元器件清单霍尔传感器只磁钢只钽电容五只晶振只瓷片电容二只电解电容只排阻只电阻只数码管五只接口线对集成块只只只中预定处设置断点,大多数调试程序通过使用断点中止程序执行。注意如果用户调试高级语言,因为系统要占用个断点,所以可设置的断点数为最大断点个数减。调试软件还提供次性断点执行到光标所在行。如果用户按热键,调试程序继续执行程序代码,直到它到达光标行处或调试程序遇到另个断点。查看变量显然,通过系列指令查看应用程序,了解导致的执行也是种非常有效的方法。软件提供了以下几种方法对变量进行查看。通过添加观察项菜单可以将用户希望观察的变量添加到观察窗口中,长期进行观察。用户程序在单步或断点停下时,将更新变量的取值。用户可以直接移动鼠标到相应的变量名上,点击鼠标左键,将出现个提示窗口,显示这个变量的当前值。用户还可以打开程序空间窗口内部数据窗口外部数据窗口进行数据块观察。更改数值如果用户在调试过程中了解到变量的内容超值未定义等会对程序性能产生影响或引起异常时,立即更改变量的内容是很有效的方法,以确保该值在正确范围内不会产生。软件提供系列更改变量数值的方法,以便用户能检查程序对整个变量值范围的反应,而无需为设置每个值而重新加载调试。在更改对话框中用户输入要更改的取值,点击确定按钮。用户可以在输入框中输入十六进制或十进制数据。程序调试过程整个程序是个主程序调用各个子程序实现功能的过程,要使主程序和整个程序都能平稳运行,各个模块的子程序的正确与平稳运行必不可少,所以在软件调试的最初阶段就是把各个子程序模块进行分别调试。首先要对计算程序进行调试,其中关键就是那个四字节除三字节的程序显得尤为重要,在整个程序中,四字节的被除数是确定的常数,而除数是测量记数的值,当各个模块调试时,我们可以先对除数先赋不同的值,利用查看内部数据的数据窗口观察出计算出来的结果和用计算器算得的结果是否致,可以举例多次数据,确保程序正确,才能得到想得到的数据。其次二进制到十进制的转换,我们依然可以利用上述列举的方法,多次给出数据,然后运行程序,可以设置观察变量,观察出程序转换的结果。最后拆分压缩码十进制以及最后的显示程序,可以利用上述提到的各种方法,观察内部的数据,缓冲数据的观察检查完毕后,调用显示程序,观察数码管上显示的数据是否是内存缓冲中需要显示的数据。综合调试在硬件和软件单独调试成功后进行软硬件综合调试,它可以分成以下几个步骤使霍尔传感器有方波信号输出使单片机获得中断信号,计算出转速值并存储通过数码管把测量的数据显示出来。通过通信使得机与单片机之间的通信成功。故障分析与解决方案故障出现情况霍尔传感器不能产生有效的电平,产生波形不稳单片机的中断服务程序不能执行,不管是定时中断还是外部中断中断执行低速情况也就是软件记数功能不对测得的转速不准确,而且在波形频率变化下显示转速却不变单片机显示部分无法工作,显示不稳定信号发生器模拟转速测量正确,接电机不稳定通信时单片机接收显示数据不正常,机接收乱码解决方案针对上述故障对应的解决方案硬件电路中霍尔传感器应工作在电压,中间引脚接地,数据线接单片机的外部中断。在电机的转轴上还要贴上粒磁钢,利用霍尔效应产生方波。利用万用表检查时发现接和地的上的线都坏了,重新用线接在电路板上。当波形出来后,显示的波形不稳,而且不够理想,后来在信号线与地之间接了的瓷片电容滤波。波形得到了大大改善首先检查程序中的开头,中断入口地址,发现中断定时的地址写成中断定时的入口地址了。外部中断没有执行跟没有中断信号加入有关系。在前面还没有解决的时候,我们暂时用信号发生器来代替外部中断的输入,由于中断执行与否我们没法看到,可以用设置中断点的方法或者利用示波器,在中断服务程序中重新编写些程序观察单片机的输出口的波形变换或者中断程序中让数码管点亮等直观可以看到的方法来检查中断的执行情况中断服务程序中程序设计有问题,要先读去反映转速的再去清,软件记数的高字节应该在定时中断中的服务程序中自增的同时清在外部中断程序中要读取三字节的记数值后同时清三个记数器,再从中断返回在确定转速计算程序的正确性的条件下出现了转速不准确,就是在调用转换程序时出现了问题,观察程序时发现调用子程序是传送的参数不对

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