基于單片機的扭矩測量

1、摘要電機最重要的參數(shù)之一。要合理使用電機，必須準(zhǔn)確測量扭矩。而且，扭矩的測量是機械產(chǎn)品開發(fā)研究、試驗分析、質(zhì)量檢測、型式識別、節(jié)能、安全或優(yōu)化控制中不可缺少的內(nèi)容。扭矩測量儀是科研部門和工業(yè)生產(chǎn)過程中必不可少的測試工具。因此，研制一種數(shù)字化、高精度的扭矩測量儀是非常實用的。在過去的扭矩測量中，電機、傳感器和負(fù)載是直接相連的。用這種方法構(gòu)成的電機轉(zhuǎn)矩測量儀結(jié)構(gòu)簡單，測量穩(wěn)定。但其結(jié)構(gòu)大、能耗高、價格高、測量誤差大。如果測量各種大扭矩電機，需要增加負(fù)載，這會導(dǎo)致測量儀器的尺寸和重量增加，并且受轉(zhuǎn)軸固有頻率的影響，不適合測量。 .高速電機。因此，本設(shè)計以ZJ傳感器為基礎(chǔ)，設(shè)計了以單片機為核心的數(shù)字高

2、精度扭矩測量儀。本次設(shè)計的扭矩測量儀可以測量各種電機，扭矩測量范圍有望達(dá)到0500.0Nm，還可以對扭矩超標(biāo)進(jìn)行報警。該系統(tǒng)設(shè)計的測量儀器具有測量范圍寬、精度高的特點。目前的測量儀器正朝著高精度、寬量程、小體積、低價格的方向發(fā)展。在這種情況下，可以說該測量儀器在扭矩測量領(lǐng)域具有很強的實用性和廣闊的發(fā)展前景。關(guān)鍵詞：扭矩測量，數(shù)字化，微控制器控制目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc292047226 摘要 PAGEREF _Toc292047226 h 1 HYPERLINK l _Toc292047227 摘要 PAGEREF _Toc292047227 h

3、2 HYPERLINK l _Toc292047228 第1章緒論 PAGEREF _Toc292047228 h 3 HYPERLINK l _Toc292047229 1.1主題背景與理論與實際意義 PAGEREF _Toc292047229 h 3 HYPERLINK l _Toc292047230 1.2課題 PAGEREF _Toc292047230 h 3發(fā)展現(xiàn)狀 HYPERLINK l _Toc292047231 1.3本課題的來源、設(shè)計要求及主要內(nèi)容 PAGEREF _Toc292047231 h 4 HYPERLINK l _Toc292047232 第二章總體方案演示 PA

4、GEREF _Toc292047232 h 5 HYPERLINK l _Toc292047233 第三章硬件電路設(shè)計 PAGEREF _Toc292047233 h 6 HYPERLINK l _Toc292047234 3.1硬件電路的總體結(jié)構(gòu)和工作原理 PAGEREF _Toc292047234 h 6 HYPERLINK l _Toc292047243 3.2 ZJ傳感器7的結(jié)構(gòu)和工作原理 PAGEREF _Toc292047243 h HYPERLINK l _Toc292047246 3.3信號放大比較電路設(shè)計 PAGEREF _Toc292047246 h 8 HYPERLINK

5、 l _Toc292047249 3.4主控模塊單片機系統(tǒng)設(shè)計 PAGEREF _Toc292047249 h 10 HYPERLINK l _Toc292047257 3.5顯示模塊設(shè)計 PAGEREF _Toc292047257 h 15 HYPERLINK l _Toc292047262 3.6 AD轉(zhuǎn)換電路設(shè)計 PAGEREF _Toc292047262 h 18 HYPERLINK l _Toc292047265 第4章軟件設(shè)計 PAGEREF _Toc292047265 h 20 HYPERLINK l _Toc292047266 4.1主程序設(shè)計 PAGEREF _Toc2920

6、47266 h 20 HYPERLINK l _Toc292047267 4.2初始化程序設(shè)計 PAGEREF _Toc292047267 h 22 HYPERLINK l _Toc292047268 4.3測量子程序設(shè)計 PAGEREF _Toc292047268 h 23 HYPERLINK l _Toc292047269 4.4串行通訊編程 PAGEREF _Toc292047269 h 25 HYPERLINK l _Toc292047270 4.5看門狗編程 PAGEREF _Toc292047270 h 26 HYPERLINK l _Toc292047273 至 PAGEREF

7、_Toc292047273 h 28 HYPERLINK l _Toc292047274 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc292047274 h 29 HYPERLINK l _Toc292047275 附錄一、硬件原理圖 PAGEREF _Toc292047275 h 30 HYPERLINK l _Toc292047276 附錄二。主要參考文獻(xiàn)和摘要 PAGEREF _Toc292047276 h 31 HYPERLINK l _Toc292047277 附錄三。部分節(jié)目清單 PAGEREF _Toc292047277 h 33第一章 簡介1.1 學(xué)科背景及理論和現(xiàn)實意義隨著生產(chǎn)和科學(xué)技

8、術(shù)的飛速發(fā)展，測量與測試技術(shù)作為一門涉及多種學(xué)科的綜合性科學(xué)技術(shù)，正在形成一個獨立的學(xué)科體系。扭矩是工業(yè)生產(chǎn)過程中的一個重要參數(shù)。為了保證正常生產(chǎn)，必須對扭矩進(jìn)行檢測和控制。扭矩測量是各種機械產(chǎn)品的開發(fā)研究、試驗分析、質(zhì)量檢驗、型式識別、節(jié)能、安全或優(yōu)化控制中不可缺少的內(nèi)容。例如，在各種發(fā)動機的開發(fā)調(diào)試過程中，需要了解發(fā)動機的性能是否符合要求，運轉(zhuǎn)是否正常，這就需要對扭矩進(jìn)行測量。其次，在各種電機運行過程中，往往需要設(shè)定轉(zhuǎn)矩的上限值，以保證電機的安全運行。通過扭矩總和的測量，當(dāng)超過上限值時發(fā)出報警信號。提醒用戶進(jìn)行相應(yīng)的操作。用于測量扭矩的傳感器、儀器和裝置已成為科研單位、大專院校、工廠、實驗

9、室或檢驗部門必不可少的測試工具；它們也是在電子計算機控制的生產(chǎn)或測試系統(tǒng)中提供扭矩信息的一個組成部分。在現(xiàn)代測量儀器中，數(shù)顯儀表發(fā)展迅速。該類儀表讀數(shù)直觀，信號可原傳或遠(yuǎn)傳，不易受干擾；測量精度高；測量結(jié)果易于自動記錄，或輸入電子計算機進(jìn)行數(shù)據(jù)處理等。數(shù)字式扭矩測量儀器在現(xiàn)代科學(xué)實驗中的應(yīng)用越來越廣泛。隨著數(shù)字時代的到來，以單片機為核心的微測控系統(tǒng)發(fā)展迅速，并已應(yīng)用于生產(chǎn)生活的方方面面，并迅速取代了傳統(tǒng)的同類產(chǎn)品。對于大多數(shù)扭矩測量系統(tǒng)而言，運行穩(wěn)定可靠、操作靈活簡便、省時、性價比高、擴展兼容性強、易于維護(hù)是基本要求。但對于大多數(shù)企業(yè)用戶來說，精度和實時性沒有實驗室要求那么高，中精度扭矩測量系

10、統(tǒng)基本可以滿足使用要求。1.2 學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀在人們的日常生產(chǎn)生活中，扭矩的測量隨處可見，從小型軸承、錄音機、縫紉機、洗衣機，到汽車發(fā)動機、機床主軸、船舶螺旋槳、飛機發(fā)動機等，都需要測量扭矩值。隨著生產(chǎn)生活要求的提高，傳統(tǒng)的低精度測量儀器已不能滿足人們的需要?，F(xiàn)在測量儀器正朝著高精度、寬量程、小體積、低價格的方向發(fā)展。單片機的出現(xiàn)使科學(xué)技術(shù)的發(fā)展向前邁進(jìn)了一大步。更廣泛地應(yīng)用于家用電器和工業(yè)。采用單片機進(jìn)行控制，可使扭矩測量儀的控制更加準(zhǔn)確、靈活、直觀。它使扭矩測量儀電路設(shè)計更簡單，具有非手動調(diào)節(jié)性能。數(shù)字時代的到來，為這些科技產(chǎn)品帶來了更有效、更準(zhǔn)確的數(shù)字信息?？傊?，現(xiàn)代扭矩測量儀是結(jié)合前沿技

11、術(shù)的產(chǎn)物。在現(xiàn)代社會的生產(chǎn)生活中，對扭矩和測量的準(zhǔn)確性提出了越來越高的要求。由于存在諸多缺陷，傳統(tǒng)的測量儀器逐漸被高精度的數(shù)字測量儀器所取代。核心部件之一傳感器尤為重要。人們先后開發(fā)了ZJ型傳感器、WS-1型智能傳感器、CZ型傳感器等各種型號的扭矩傳感器。本系統(tǒng)采用ZJ型扭矩傳感器。1.3 本課題的來源、設(shè)計要求及主要內(nèi)容目前市場上的扭矩測量儀器種類繁多，既有傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品，也有現(xiàn)代的高精度多功能產(chǎn)品。后者主要是基于現(xiàn)代單片機系統(tǒng)設(shè)計的。本次設(shè)計的扭矩測量儀基于AT 89C52單片機。系統(tǒng)開發(fā)。其中涉及傳感器技術(shù)、看門狗X5045保護(hù)電路、AT5289C單片機應(yīng)用系統(tǒng)、液晶顯示系統(tǒng)、報警系統(tǒng)。

12、設(shè)計要求和主要內(nèi)容包括：扭矩測量范圍0-500.0Nm以ZJ傳感器為對象，進(jìn)行信號調(diào)理電路的研究與設(shè)計。單片機存儲與測控電路的設(shè)計?？撮T狗電路的設(shè)計。鍵盤輸入和液晶顯示電路。485通信電路設(shè)計第二章 總體方案論證近年來，隨著電子測量技術(shù)的飛速發(fā)展，信號相位測量的方法也越來越完善。利用相位測量原理制成的相位扭矩測量儀也得到了廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計中使用的ZJ傳感器是利用磁電轉(zhuǎn)換原理制成的。為了準(zhǔn)確地從電機中提取扭矩和信息，傳感器通常將測量的信息轉(zhuǎn)換成電信號，并對電信號進(jìn)行存儲、傳輸、分析和計算，最后顯示測量結(jié)果。傳感器是整個測量儀器的核心。傳感器的選擇必須合理，保證在一定的工作環(huán)境下能正常工作。電機

13、轉(zhuǎn)矩的測量方法可分為傳動法、平衡力法和能量轉(zhuǎn)換法。平衡力法是在測量扭矩的相反方向上施加一個已知扭矩。當(dāng)傳動軸靜止或勻速轉(zhuǎn)動時，施加的扭矩等于測得的扭矩。這種方法簡單，但施加的扭矩或力和杠桿臂必須用另一種方法測量，這會給測量帶來一定的累積誤差。能量轉(zhuǎn)換法是利用能量守恒原理間接測量扭矩，不易實現(xiàn)。傳遞方式是將測得的扭矩傳遞給彈性元件，根據(jù)彈性元件物理參數(shù)的變化來測量扭矩。可變參數(shù)可以是變形、應(yīng)力或應(yīng)變等。使用的彈性元件是扭力軸。當(dāng)電機主軸轉(zhuǎn)動時，扭矩傳遞到扭軸上，扭軸上產(chǎn)生的應(yīng)變通過扭矩傳感器的電阻應(yīng)變片轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號，對信號進(jìn)行處理后致。到顯示屏以顯示扭矩值。ZJ傳感器利用磁電轉(zhuǎn)換原理，將轉(zhuǎn)

14、矩信號轉(zhuǎn)換為具有一定相位差的兩個電信號。系統(tǒng)設(shè)計框圖如圖2-1所示。輸入部分由通道1、2和相位檢測器組成。通道1和2分別是LM258和ADC0832組成的放大轉(zhuǎn)換電路。來自ZJ傳感器的電信號被送到儀器的通道1和通道2，經(jīng)過放大后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并產(chǎn)生一系列與相位差成正比的寬度。數(shù)字量。控制部分的核心是微處理器，將信號送到單片機進(jìn)行處理，在單片機中運算后得到扭矩測量值，送到液晶顯示。此外，電路中還增加了看門狗保護(hù)電路。微處理器微處理器顯示信號2通道2AD轉(zhuǎn)換信號1通道1圖 2-1 系統(tǒng)設(shè)計框圖第三章硬件電路設(shè)計3.1 硬件電路的總體結(jié)構(gòu)和工作原理3.1.1 硬件電路整體結(jié)構(gòu)本設(shè)計是一款基于ZJ傳

15、感器的扭矩測量儀，主要由輸入、控制和顯示輸出三部分組成。輸入部分由LM258構(gòu)成的放大電路、 ADC0832構(gòu)成的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、使用與門電路的鑒相器組成。此外，還增加了簡單的RC濾波電路和二極管保護(hù)電路，使系統(tǒng)更加穩(wěn)定?？刂撇糠钟葾T5289C單片機和看門狗X5045保護(hù)電路組成。顯示輸出部由液晶1602顯示。電路整體結(jié)構(gòu)框圖如圖3-1所示。ATAT89C52單片機驅(qū)動看門狗X5045液 晶按鍵扭矩鑒相傳感器信號1傳感器信號2LM258LM258AD轉(zhuǎn)換AD轉(zhuǎn)換圖 3-1 硬件電路總體結(jié)構(gòu)3.1.2硬件電路的工作原理本次設(shè)計的扭矩測量儀是采用相位差原理研制的。電機的轉(zhuǎn)矩和機械量通過ZJ傳感器轉(zhuǎn)

16、換成具有一定相位差的兩個電壓信號。經(jīng)LM258放大后，即可輕松測量。放大后的信號送入由ADC0832構(gòu)成的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。將模擬信號轉(zhuǎn)換成適合單片機處理的數(shù)字量。根據(jù)扭矩測量公式，扭矩測量是通過測量兩個信號的相位差，按照公式3-1計算扭矩值。（公式 3-1）式中R為傳感器的額定轉(zhuǎn)矩，F(xiàn)為傳感器系數(shù)，T 1為兩信號過零點的相位差，測得的各種信號值完成公式的計算，全部89C由單片機AT 52中的軟件實現(xiàn)，最后將計算值致到顯示部分。電路中加入的看門狗X5045起到保護(hù)和復(fù)位的作用。當(dāng)系統(tǒng)電壓不穩(wěn)定時，會自動發(fā)出復(fù)位信號，使整個系統(tǒng)復(fù)位。在生產(chǎn)中，我們不僅需要測量扭矩值，還要用這些值來控制我們的生產(chǎn)過程

17、。當(dāng)超過電機所能承受的扭矩時，單片機將控制蜂鳴器發(fā)出警報。3.2 ZJ傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理3.2.1 ZJ傳感器結(jié)構(gòu)ZJ型扭矩傳感器是利用磁電轉(zhuǎn)換和相位差原理，將扭矩和機械量轉(zhuǎn)換成具有一定相位差的兩個電壓信號的精密儀表。圖 3-2 是傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。它由端蓋、扭軸、齒輪、外齒輪、磁鋼、線圈軸承等組成。齒輪和磁鐵固定在套筒上，線圈固定在端蓋上，外齒輪固定在軸套上。扭力軸。圖3- 2 ZJ傳感器結(jié)構(gòu)圖3.2.2ZJ傳感器的工作原理, 外信號齒輪由鐵磁材料制成，而磁鋼則由永磁體制成。從永磁體通過氣隙、信號齒輪再到永磁體形成一個閉合回路。當(dāng)外齒輪轉(zhuǎn)動時，磁鋼與齒頂、齒谷之間的氣隙發(fā)生變化，即磁路中

18、的磁阻發(fā)生變化，永磁體的磁動勢不變。根據(jù)磁路的歐姆定律，已知線圈中的磁通量必須發(fā)生變化。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，在線圈中相應(yīng)產(chǎn)生近似正弦波的感應(yīng)電動勢e1和e2 。兩個感應(yīng)電動勢的初始相位差是恒定的。當(dāng)施加扭力時，扭軸發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，外齒輪與齒輪之間產(chǎn)生相對旋轉(zhuǎn)角 ，因此兩個感應(yīng)電動勢e1和e2的相位關(guān)系發(fā)生了變化，相位差異為=0+ 。相位差的變化量與相對旋轉(zhuǎn)角的關(guān)系為=Z，其中Z為外齒輪的齒數(shù)。由于扭軸彈性圓周上的外加力矩與機械扭角成正比，測量相當(dāng)于間接測量軸上的外加力矩，從而實現(xiàn)了將機械量轉(zhuǎn)化為電子量的過程。圖3-3是信號產(chǎn)生原理和時序波形圖。圖3- 3 信號產(chǎn)生原理及時序波形圖3.3信號放大比較

19、電路設(shè)計3.3.1調(diào)理電路設(shè)計在這種基于ZJ傳感器的扭矩測量儀的設(shè)計中，傳感器采集到的扭矩模擬信號需要經(jīng)過一系列處理后才能被單片機使用。為此，設(shè)計了一種基于LM258和AD的信號放大轉(zhuǎn)換電路，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，可用于單片機的運算處理。如圖3-4所示。傳感器采集的雙向信號比較小，不易處理。首先需要經(jīng)過無源RC濾波器處理后送入LM258雙運放進(jìn)行放大，得到易于處理的電壓信號。為了防止電壓過大，電路中還增加了二極管保護(hù)電路。單片機處理的是數(shù)字信號，所以需要將模擬電壓信號轉(zhuǎn)換成單片機可以處理的二進(jìn)制值。3.3.2LM258簡介LM358系列（包括LM158、LM258、LM358、LM2904

20、 ）由兩個獨立的高增益、部分頻率補償運算放大器組成。通過特殊設(shè)計，可在寬電壓范圍的單電源下工作。當(dāng)然，它也可以與雙電源一起工作。低電源電流與電源值無關(guān)。應(yīng)用包括轉(zhuǎn)換放大器、直流增益部分和所有常規(guī)運算放大器，它們更容易在單電源系統(tǒng)中實現(xiàn)。圖3-4信號調(diào)理電路圖3.4 主控模塊單片機系統(tǒng)設(shè)計3.4.1主控芯片AT5289C在設(shè)計中的應(yīng)用1 ） AT 89C52與外圍芯片的連接根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，在基于ZJ傳感器的扭矩測量儀的開發(fā)中，主控系統(tǒng)主要由ZJ傳感器、放大轉(zhuǎn)換電路、核心芯片AT 89C52和看門狗組成。芯片X5045、鍵盤和顯示電路共同實現(xiàn)了一個完整的扭矩計，可以測量各種電機的扭矩。52的

21、P 0 口89C與1602相連，構(gòu)成CPU與液晶之間的數(shù)據(jù)/指令傳輸。其中， P2端口的P2.0和P2.1分別與顯示液晶的RS和EN相連。端口P1的P1.1、P1.2、P1.3、P1.4分別與看門狗芯片X5045的SO、/CS、SCK、SI相連，組成看門狗電路，對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，防止死機。 P2.7 端口連接報警電路。 AT 89C52與外圍設(shè)備的連接結(jié)構(gòu)圖如圖3-5所示：ATAT89C52X5045液晶顯示報警圖3-5 AT 89C52與外圍設(shè)備的連接結(jié)構(gòu)圖本設(shè)計中AT 89C52使用的管腳介紹主控部分采用ATMEL公司AT 52 89C，外接12M石英晶振，復(fù)位電路。該系列單片機采用先進(jìn)的C

22、MOS工藝制造，具有無損Flash程序存儲器，均支持12時鐘和6時鐘操作。 AT 89C52是一款低壓、高性能的CMOS 8位微處理器，帶有8 K字節(jié)的閃存可編程和可擦除只讀存儲器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory），俗稱單片機。該器件采用 ATMEL 高密度非易失性存儲器制造技術(shù)制造，并與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) MCS-51 指令集和輸出引腳兼容。 ATMEL 的 AT 52 在單芯片中結(jié)合了多功能 8 位 CPU 和閃存，89C是一種高效微控制器，可為許多嵌入式控制系統(tǒng)提供靈活且廉價的解決方案。它包含 256 字節(jié)RAM 、 3

23、2 條 I/O線、 3個 16 位定時器/計數(shù)器、 6輸入4優(yōu)先級嵌套中斷結(jié)構(gòu)、2 個帶有片上振蕩器和時鐘電路的串行I/O端口。此外，由于器件的靜態(tài)設(shè)計，它提供了較寬的工作頻率范圍和兩種軟件可選的省電模式空閑模式和掉電模式，其中空閑模式凍結(jié)CPU ，但RAM 、定時器，串行和中斷系統(tǒng)仍然有效。掉電模式保留RAM容量，但凍結(jié)振蕩器，導(dǎo)致所有其他片上功能停止工作。由于設(shè)計是靜態(tài)的，因此可以在不丟失用戶數(shù)據(jù)的情況下停止時鐘，并且可以從時鐘停止的位置恢復(fù)操作。的部分AT 89C52的引腳功能描述如下：VCC：電源。GND：接地。P1 端口：P1 端口是一個 8 位雙向 I/O 端口，提供上拉電阻。 P

24、1端口緩沖器可以接收和輸出4TTL柵極電流。 P1端口引腳寫1后上拉高電平，可作為輸入使用。當(dāng)P1端口被外部拉低到低電平時，它會輸出電流，這是由于該部分的上拉。在本設(shè)計中， P1端口主要用于與看門狗芯片X5045一起構(gòu)成系統(tǒng)保護(hù)電路。當(dāng)測得的扭矩值超過規(guī)定的上限時，產(chǎn)生復(fù)位信號，起到保護(hù)作用。P2 端口：P2 端口是一個帶有上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。 P2 端口緩沖器可以接收和輸出 4 個 TTL 柵極電流。當(dāng) P2 端口寫入 1 時，其引腳被上拉電阻上拉。拉高并用作輸入。因此，當(dāng)它作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，電流就會輸出。這是由于上拉。當(dāng) P2 端口用于外部程序存儲器或

25、16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器訪問時，P2 端口輸出地址的高 8 位。當(dāng)給定地址時1”，它利用外部上拉。 P2口在讀寫外部8位地址數(shù)據(jù)存儲器時，輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2口電路接收AD0832的CS、DI、DO、CSCK。P3口：P3口引腳為8個雙向I/O口，帶上拉電阻，可接收和輸出4路TTL門極電流。當(dāng) P3 端口寫入 1”時，它們被上拉為高電平并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，因此 P3 端口將輸出電流（ILL）。這是由于上拉的緣故， P3端口也可以作為AT 52的一些特殊功能端口，如下圖：89C表3-1 P3 口線的特殊功能嘴線特殊功能信號名稱P3.0接收端串行數(shù)據(jù)接收P3

26、.1TXD串行數(shù)據(jù)傳輸P3.2/INT0外部中斷0應(yīng)用P3.3/INT1外部中斷1應(yīng)用P3.4T0定時器/計數(shù)器0計數(shù)輸入P3.5T1定時器/計數(shù)器1計數(shù)輸入P3.6/寫外部RAM寫選通P3.7/RD外部RAM讀選通RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，將 RST 引腳保持高電平兩個機器周期。在設(shè)計中，它與X5045的復(fù)位管腳相連，構(gòu)成CPU的復(fù)位電路。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入，部分時鐘工作電路的輸入。XTAL2：反相振蕩器的輸出。AT 89C52的內(nèi)存系統(tǒng)介紹單片機的存儲器由三部分組成，分別是程序存儲器（包括芯片程序存儲器，大小與芯片型號有關(guān)）、芯片數(shù)據(jù)存儲器（包括RAM存儲器00H

27、FFH，共256字節(jié)；特殊功能寄存器），外部數(shù)據(jù)存儲器（0000HFFFFH，共64KB）。1.程序記憶對于具有片上 ROM 的微控制器，片上程序存儲器和外部程序存儲器地址空間重疊。如果/Vpp管腳為高且程序計數(shù)器PC小于或等于片內(nèi)ROM的地址空間，指令將從片內(nèi)程序存儲器中刪除（此時信號無效） ;并且當(dāng)PC超過片內(nèi)ROM的地址空間時，自動到外部程序存儲器指令，即在P0口輸出低8位地址（A0A7），輸出高8 -P2 端口的位地址（A15A8）。當(dāng)/Vpp 引腳為低電平時，總是從外部程序存儲器中獲取指令。2.片上數(shù)據(jù)存儲器片上數(shù)據(jù)存儲器由部分 RAM 和特殊功能寄存器組成。對于89C52 個芯片，

28、RAM 的容量為256字節(jié)（00H F 1.片上RAMAT 52 芯片的 RAM 容量為89C128字節(jié)，根據(jù)用途可分為工作寄存器區(qū)、位尋址區(qū)和用戶數(shù)據(jù)存儲區(qū)（可用作用戶 RAM 和堆棧區(qū)）。工作寄存器區(qū)域由 32 個字節(jié)組成。 00H 到 1FH 的單元分為 4 個區(qū)域，每個區(qū)域有 8 個字節(jié)，R0 到 R7 作為這 8 個字節(jié)的寄存器名稱。20H2FH單元，共16個字節(jié)，屬于位尋址區(qū)。該區(qū)域可以逐字節(jié)或逐位讀寫。30H 單元以后可用作用戶 RAM 區(qū)或堆棧區(qū)的一部分。 AT 89C52 為 30H- 7FH ，還有80個字節(jié)可用作用戶 RAM 或堆棧區(qū)。復(fù)位后，堆棧指針 SP 指向地址 0

29、7H。所以一般需要修改，將SP設(shè)置在2FH以上。3.特殊功能寄存器由于單片機集成了一些常用的I/O口、串口、定時器/計數(shù)器、中斷控制器等，這些I/O接口單元電路的寄存器也位于CPU部分，統(tǒng)稱為特殊功能寄存器（SFR，即特殊功能寄存器）。AT 89C52CPU 也有 CPU 寄存器的字節(jié)地址。例如，累加器 Acc 字節(jié)為 0E0H。這種單片機共有27個特殊功能寄存器，地址分散在80HFFH之間。3.4.2看門狗電路設(shè)計一、X5045簡介看門狗電路是嵌入式系統(tǒng)所需的抗干擾措施之一。工控系統(tǒng)在運行時，通常會遇到各種現(xiàn)場干擾?？垢蓴_能力是衡量工業(yè)控制系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)。指數(shù)?？撮T狗（W a tchdo

30、g）電路是自監(jiān)控系統(tǒng)運行的重要保證，幾乎所有的工控系統(tǒng)都包含看門狗電路?？撮T狗電路一般有兩種：軟件看門狗和硬件看門狗。軟件看門狗不需要外部硬件電路，但系統(tǒng)需要分配定時器資源，這在很多系統(tǒng)中是很難做到的，而且如果系統(tǒng)軟件運行不正常，看門狗系統(tǒng)也可能會癱瘓，硬件看門狗是真正意義上的“程序運行監(jiān)視器”，所以在本次設(shè)計中，我將使用X5045芯片設(shè)計新的硬件看門狗電路，具有體積小、I/O口線少、方便等特點編程。圖 3- 6 X5045 管腳圖2 、X5045看門狗電路設(shè)計X5045 硬件連接圖如圖3-7所示。 X5045芯片包含看門狗定時器，可以通過軟件預(yù)設(shè)系統(tǒng)的監(jiān)控時間。如果在看門狗定時器的預(yù)設(shè)時間內(nèi)

31、沒有總線活動，X5045 將輸出 RESET 高電平信號，使 CPU 復(fù)位。在圖 3-7 的電路中，CPU 的復(fù)位信號是看門狗復(fù)位。其中/CS、SI、SO、SCK管腳均與89CAT 52的P 1端口相連， / WP為寫保護(hù)輸入端接高電平。圖3-7看門狗電路原理圖3.5顯示模組設(shè)計系統(tǒng)采用1602字符液晶顯示系統(tǒng)的電壓、電流、電源的功率和溫濕度信號，達(dá)到顯示電池狀態(tài)的目的。3.5.1液晶簡介1602為工業(yè)字符液晶，可同時顯示16x02或32個字符，可顯示16列2行字符。 1602字符液晶通常有14針線或16針線，具有顯示質(zhì)量高、液晶顯示質(zhì)量高、無閃爍、數(shù)字接口、低功耗等特點，適用于顯示字母、數(shù)字

32、、符號等。表 3-2 為 LCD 引腳接口：3.5.2 1602液晶模組控制器的11條控制指令如表3-3所示：序列號操作說明RS讀/寫D7D6D5D4D3D2D1D01清晰的顯示00000000012光標(biāo)返回000000001*3設(shè)置輸入模式00000001ID小號4顯示開/關(guān)控制0000001DC乙5光標(biāo)或字符移位000001S/C右/左*6設(shè)置功能00001深度學(xué)習(xí)F*7設(shè)置字符生成內(nèi)存地址0001字符生成內(nèi)存地址8設(shè)置數(shù)據(jù)存儲器地址001顯示數(shù)據(jù)存儲器地址9讀取繁忙標(biāo)志或地址01高爐柜臺地址10將數(shù)據(jù)寫入 CGRAM 或 DDRAM）10要寫入的數(shù)據(jù)11從 CGRAM 或 DDRAM 讀

33、取11讀取數(shù)據(jù)內(nèi)容表3-3控制命令 其中 * 代表任意級別1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕操作和光標(biāo)操作都是通過指令編程實現(xiàn)的。 （注：1為高電平，0為低電平）命令1：清除顯示，命令代碼為01H，光標(biāo)復(fù)位到地址00H。命令 2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回地址 00H。命令 3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動方向，高電平向右，低電平向左 S：屏幕上的所有字符是向左還是向右移動。高電平有效，低電平無效。命令 4：顯示開關(guān)控制。 D：控制整體顯示的開啟和關(guān)閉，高電平表示開啟，低電平表示關(guān)閉顯示 C：控制光標(biāo)開啟和關(guān)閉，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。

34、命令5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：電平高時移動顯示的文字，電平低時移動光標(biāo)。指令6：功能設(shè)置指令 DL：高電平時4位總線，低電平時8位總線 N：低電平時單行顯示，高電平時雙行顯示 F：低電平時5x7點陣字符，5x10點陣級別高時顯示矩陣字符。指令 7：字符發(fā)生器 RAM 地址設(shè)置。指令8：讀忙信號和光標(biāo)地址 BF：是忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或數(shù)據(jù)，低電平表示不忙。3.5.3LCD讀寫時序：讀取狀態(tài)進(jìn)入RS=L, R/W=H, E=H 輸出 D0D7=狀態(tài)字寫命令進(jìn)入RS=L，R/W=L，D0D7=指令碼，E=高脈沖輸出讀取數(shù)據(jù)進(jìn)入RS=H, R/W=H, E=H 輸出 D0D

35、7=數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)進(jìn)入RS=H，R/W=L，D0D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖輸出表 3-4 LCD 讀寫時序表3.5.4 1602 LCD與MCU的接口設(shè)計1602字符的LCD可以支持4位和8位并行通信，這里我用8作為并行通信。 LCD 1602是一種慢速顯示設(shè)備，本系統(tǒng)中的單片機要處理很多程序。如果使用串行通信，液晶顯示可能不流暢，所以液晶和單片機使用并行接口。通過調(diào)節(jié)滑動變阻器旋鈕來改變VL引腳的電壓來調(diào)節(jié)液晶的對比度。液晶的RS端接單片機的P2.7口。由于系統(tǒng)只需要向液晶寫入數(shù)據(jù)，因此RW端直接接地，使能端E接單片機的P2.6端口。數(shù)據(jù)端與單片機的P0口相連，提供液晶顯示的數(shù)據(jù)。 LCD 與單片

36、機的接口如圖 3-8 所示：圖 3-8 LCD 硬件連接圖3.6 AD轉(zhuǎn)換電路設(shè)計本系統(tǒng)電壓經(jīng)電阻分壓后送至AD采集0-5v電壓信號，再轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送至單片機。與電壓類似，電流值流過采樣電阻所產(chǎn)生的電壓信號用于得到相應(yīng)的電流值。都必須使用AD模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，本系統(tǒng)使用ADC0832作為AD芯片。3.6.1常用AD轉(zhuǎn)換器介紹常用的AD轉(zhuǎn)換器有并行比較型、反饋比較型和間接AD轉(zhuǎn)換器。并行比較型由電壓比較器、寄存器和代碼轉(zhuǎn)換器三部分組成。其特點是：由于并行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時間僅受比較器、觸發(fā)器和編碼電路的延遲時間限制，因此轉(zhuǎn)換速度快；隨著分辨率的提高，元件的數(shù)量應(yīng)該呈幾何級數(shù)增加；當(dāng)使用這種包含寄存器的并行

37、AD轉(zhuǎn)換電路時，可以不需要額外的積分保持電路。反饋比較型常采用計數(shù)型和逐次比較型兩種方案；轉(zhuǎn)換電路由比較器、DA轉(zhuǎn)換器、計數(shù)器脈沖源、控制門和輸出寄存器組成。逐次比較型AD轉(zhuǎn)換器完成一次轉(zhuǎn)換所需的時間與其位數(shù)和時鐘脈沖的頻率有關(guān)。位數(shù)越少，時鐘頻率越高，轉(zhuǎn)換所需的時間就越短。該AD轉(zhuǎn)換器具有轉(zhuǎn)換速度快、精度高的特點。間接AD轉(zhuǎn)換器有兩種類型：電壓-時間轉(zhuǎn)換型和電壓-頻率轉(zhuǎn)換型。間接轉(zhuǎn)換AD主要是通過將輸入電壓信號轉(zhuǎn)換為時間或頻率來實現(xiàn)的，目前應(yīng)用不多。3.6.2 ADC0832介紹ADC0832是一款8位分辨率、雙通道A/D轉(zhuǎn)換芯片。因其體積小、兼容性強、性價比高等特點，受到MCU愛好者和企業(yè)

38、的歡迎，普及率高。輸入輸出電平兼容TTL/CMOS，輸入電壓在05V之間，工作頻率可達(dá)250KHZ，轉(zhuǎn)換時間僅為32S。并且根據(jù)雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗，減少數(shù)據(jù)錯誤，轉(zhuǎn)換速度快，穩(wěn)定性強。獨立的芯片使能輸入，使多設(shè)備連接和處理器控制更加方便。通過DI數(shù)據(jù)輸入，可以輕松實現(xiàn)通道功能選擇。引腳功能 CS 片選使能，低電平芯片使能。 CH0 模擬輸入通道0，或用作IN+/-。 . CH1 模擬輸入通道1，或用作IN+/-。 DI數(shù)據(jù)信號輸入，選擇通道控制。 DO數(shù)據(jù)信號輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。 CLK 芯片時鐘輸入。 Vcc/REF 電源輸入和參考電壓輸入（多路復(fù)用）。單片機對ADC0832的控制原理

39、：設(shè)計電路時，DO、DI、CLK可以分別接到單片機的P3.3、P3.4、P3.5端。進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時，必須將CS使能端置于低電平并保持低電平，直到轉(zhuǎn)換完成。此時芯片開始轉(zhuǎn)換，同時處理器向芯片時鐘輸入端CLK輸入時鐘脈沖，DI端通過DI端輸入通道功能選擇的數(shù)據(jù)信號。在第一個時鐘脈沖下沉之前，DI 端必須為高電平，表示啟動信號。在第 2 和第 3 個脈沖的下沉前，應(yīng)向 DI 端子輸入 2 位數(shù)據(jù)以選擇通道功能。當(dāng) 2 位數(shù)據(jù)為“1”或“0”時，CH0 只進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。 2 位數(shù)據(jù)為“1”、“1”時，CH1 僅進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。當(dāng)2位數(shù)據(jù)為“0”和“0”時，以CH0作為正輸入端IN+，CH1作為負(fù)輸

40、入端IN-進(jìn)行輸入。當(dāng)2位數(shù)據(jù)為“0”或“1”時，將CH0作為負(fù)輸入端IN-，CH1作為正輸入端IN+。這一次，通道 0 和通道 1 用于 AD 轉(zhuǎn)換。 ADC0832與單片機的接口電路如圖3-9所示：圖 3-9 ADC0832 與單片機接口第四章軟件設(shè)計4.1 主程序設(shè)計本設(shè)計程序主要包括五個部分：系統(tǒng)初始化模塊、測量模塊、串口通訊模塊、看門狗程序模塊和顯示模塊。系統(tǒng)初始化模塊包括存儲單元和變量緩沖區(qū)的初始化、定時器設(shè)置、中斷向量設(shè)置和每個芯片引腳的初始化定義。測量模塊主要完成副和扭矩的測量，這也是本次設(shè)計要完成的主要工作。串行通訊模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)與計算機的相互致和接收，使計算機可以控制過程?？?/p>

41、門狗程序模塊保護(hù)單片機系統(tǒng)，在系統(tǒng)跑偏或出現(xiàn)其他異?，F(xiàn)象時完成系統(tǒng)的復(fù)位。顯示模塊是完成測量結(jié)果的顯示功能。整個測量系統(tǒng)要完成的工作是測量扭矩和數(shù)值并顯示出來，所以顯示模塊也是一個非常重要的部分。主程序設(shè)計應(yīng)先初始化系統(tǒng)，然后打開中斷，開始測量扭矩和。然后調(diào)用顯示子程序來顯示測量結(jié)果。本設(shè)計還需要完成與計算機的數(shù)據(jù)交換，因此需要一個串行通信程序通過485總線與計算機傳輸數(shù)據(jù)。主程序流程圖如圖 4-1 所示。開開 始系統(tǒng)初始化開中斷開始測量調(diào)顯示子程序完成與PC機的數(shù)據(jù)交換結(jié) 束圖 4-1 軟件程序的一般流程圖4.2 初始化程序設(shè)計系統(tǒng)的初始化是一項既復(fù)雜又重要的工作。初始化程序主要完成設(shè)計中使

42、用的存儲單元的初始化、串口通信的初始化、看門狗電路的初始化、1602的初始化、T0、T1、T2的初始化以及中斷的設(shè)置向量。定義定義RAM單元RS485初始化X5045初始化1062液晶初始化T0，T1初始化圖 4-2 初始化程序流程圖4.3 測量子程序設(shè)計測量子程序主要完成扭矩和轉(zhuǎn)速的測量。根據(jù)公式 N=60 C/(T P) 得到速度測量值。定時器T2用于測量1分鐘的時間，T1計算1分鐘內(nèi)的信號脈沖個數(shù)，然后根據(jù)測速公式計算出速度值。根據(jù)公式T=5 R F T 1 /T 2得到扭矩測量值。T0的GATE門用于測量信號的相位差，即T 1 ，可以根據(jù)到從之前的速度測量中獲得的值。信號的周期，即T

43、2 =60/C，然后根據(jù)扭矩測量公式計算扭矩值。速度和轉(zhuǎn)矩的程序流程圖分別如圖4-3和4-4所示。保護(hù)現(xiàn)場預(yù)設(shè)值保護(hù)現(xiàn)場預(yù)設(shè)值T2定時50ms循環(huán)實現(xiàn)定時一分鐘關(guān)定時器2TH2，TL2重設(shè)置關(guān)計數(shù)器1恢復(fù)現(xiàn)場中斷返回T1計數(shù)器清零重新測量開始送1602顯示調(diào)轉(zhuǎn)速計算公式保護(hù)TH1 TL1恢復(fù)現(xiàn)場中斷返回利用T0 GATE門測出相位差T測量信號周期調(diào)轉(zhuǎn)矩計算公式送LED顯示重新測量開始T0 GATE門清零保護(hù)現(xiàn)場圖 4-3 轉(zhuǎn)速測量程序流程圖 圖 4-4 扭矩測量程序流程圖4.4串行通訊編程串口通信程序主要包括兩部分，一是把數(shù)據(jù)從電腦傳給單片機，二是把數(shù)據(jù)從單片機通過串口傳給電腦，可以直接在主程

44、序中調(diào)用。該子程序的流程圖如下。開始開始保護(hù)現(xiàn)場致？致數(shù)據(jù)到計算機致完？恢復(fù)現(xiàn)場接受完？接收計算機數(shù)據(jù)中斷返回YYYNNN圖 4-5 串口中斷服務(wù)程序流程圖4.5 看門狗編程本文看門狗程序設(shè)計框圖如下圖所示開始開始看門狗初始化設(shè)置復(fù)位時間返回圖 4-6 看門狗程序設(shè)計框圖看門狗電路的定時時間可以由具體應(yīng)用的循環(huán)周期來決定，通常略小于系統(tǒng)正常工作時的最大循環(huán)周期時間。編程時可以在軟件的適當(dāng)位置添加喂狗指令，使看門狗的計時時間永遠(yuǎn)不會達(dá)到預(yù)設(shè)時間，系統(tǒng)不會復(fù)位正常工作。當(dāng)系統(tǒng)跑偏，通過軟件陷阱等其他方法無法捕捉回程序時，看門狗計時時間迅速增加到預(yù)設(shè)時間，強制系統(tǒng)復(fù)位?？撮T狗定時器的預(yù)設(shè)時間由 X5

45、045 的狀態(tài)寄存器的相應(yīng)位設(shè)置。 X5045狀態(tài)寄存器共有6個含義，其中WDl、WD0與看門狗電路有關(guān)，其余位與EEPROM的工作設(shè)置有關(guān)。W Dl=0，WD0=0，預(yù)設(shè)時間為1.4sW Dl=0，WD0=1，預(yù)設(shè)時間為0.6sW Dl=1，WD0=0，預(yù)設(shè)時間為0.2sW D1=1，WD0=1，禁止看門狗工作。結(jié)論與展望本文設(shè)計的基于ZJ傳感器的扭矩測量儀采用相位差測量技術(shù)，結(jié)合單片機處理技術(shù)，完成扭矩的高精度測量，并采用數(shù)顯功能。解決了傳統(tǒng)扭矩測量儀結(jié)構(gòu)龐大、能耗高、易產(chǎn)生誤差、測量范圍有限等問題。單片機實現(xiàn)的扭矩測量系統(tǒng)不僅可以高精度測量扭矩值，而且加入串行通訊后，可以方便地與計算機進(jìn)

46、行數(shù)據(jù)收發(fā)，實現(xiàn)智能化控制。與以往的扭矩測量系統(tǒng)相比，以ZJ傳感器和AT 52單片機系統(tǒng)為核心的設(shè)計方案89C具有以下優(yōu)點：智能化設(shè)計，精度高，可以更準(zhǔn)確地測量扭矩；控制電路簡單易懂；增強了系統(tǒng)的抗干擾功能；附加功能簡單方便。本次設(shè)計中使用的ZJ傳感器由于自身技術(shù)的限制，在一定程度上受到了限制，測量精度和測量范圍也受到了一定的限制，所以本次設(shè)計的扭矩測量儀還是有一些不足的地方。然而，隨著現(xiàn)代傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展，各種新型的、智能化的傳感器將不斷被開發(fā)出來。所以我們將能夠選擇更好的傳感器來代替設(shè)計中的傳感器，使測量系統(tǒng)功能更強大。目前的測量儀器正向高精度、測量范圍寬、體積小、價格低等方向發(fā)展。本

47、次設(shè)計的扭矩測量儀是高精度、測量周長的數(shù)字測量系統(tǒng)。因此，本研究具有非常廣闊的發(fā)展前景和價值。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，本課題開發(fā)的扭矩測量系統(tǒng)可以選用更精密的傳感器，以提高其測量精度和測量范圍。還可以增加報警電路和更好的抗干擾系統(tǒng)，提高整個測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性和抗干擾功能。至畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束，這也是我在大學(xué)里最后一次設(shè)計。我的導(dǎo)師為我提供了良好的設(shè)計條件和細(xì)心的指導(dǎo)。導(dǎo)師前瞻的科學(xué)思維、寬廣的專業(yè)知識和兢兢業(yè)業(yè)的工作精神，讓我佩服，讓我受益匪淺。在導(dǎo)師的指導(dǎo)和幫助下，我順利完成了本次設(shè)計任務(wù)，在此向?qū)煴硎咀钫\摯的感謝！從一開始的選題確定，到開題報告的完成，初稿的修改，終稿的調(diào)整，論文格式的問

48、題，直到終稿，導(dǎo)師從始至終給予了很多關(guān)心和幫助，這使我完成了工作。在論文的過程中，我受益匪淺，再次在這里深深地感受到了。這個畢業(yè)設(shè)計既是我大學(xué)四年所學(xué)知識的總結(jié)和應(yīng)用，也是我進(jìn)入社會、上班前的一次測試和考察。雖然畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)完成，但是由于我們所學(xué)的知識有限，在設(shè)計中遇到了很多問題，很多方面還不夠全面。希望導(dǎo)師在以后的工作和專業(yè)發(fā)展上能繼續(xù)給予指導(dǎo)。通過幫助豐富自己來了解更多信息！最后，感謝母校一直以來對我的老師和領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心！參考1 王興志，鐘愛琴，王磊，王山。 AT89C51系列單片機原理與接口技術(shù)M.航空航天大學(xué), 2004.52 王行知.單片機應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù)M.：航空航天大學(xué)，2004

49、.3 梁建華.單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與產(chǎn)品開發(fā)M ：人民郵電，2004.114又一.扭矩測量技術(shù)M.：中國計量，19865 敏，陳夢，文凱。數(shù)字式高精度扭矩測量儀的研制J.電工技術(shù)雜志，2004-01, 80-826 馮勝，光輝基于單片機的扭矩測量系統(tǒng)J.儀器技術(shù)和傳感器，問題 06, 2000, 21-237 孟祥貴，慧琳，孟春無源RS-232/RS-485智能轉(zhuǎn)換器J大學(xué)學(xué)報（來自自然科學(xué)版), 2004-02, 43-458 周凱，郭麗麗.一種利用MAX485實現(xiàn)單片機與PC機串行通信的方法J.應(yīng)用科技, 2003-03, 27-299 司宏，慧琳電機轉(zhuǎn)矩測量方法分析J光學(xué)精密工程，2002

50、 年 6 月 10 日第 3 卷，290-29510 劉永林，宋汝江，田振銀，國宏。 PCDIY最新顯示集成電路M希望電子, 2002.12,11 凌，高寧寧基于ZJ傳感器的扭矩測量儀的研制J.職業(yè)大學(xué)學(xué)報，2004 年 12 月第 18 卷第 4 期，12-1512 嚴(yán)石，主編。數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第4版）M.：高等教育，199813 康華光，主編。模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第4版）M.：高等教育，199914 姚雷，郝紅旗 S3C44B0X同步串口(SIO)驅(qū)動ZLG7289的設(shè)計與編譯J.科技新聞信息（學(xué)術(shù)研究）, 2007-07, 72-7615永雄新編單片機原理與應(yīng)用M.：電子科技大學(xué)，200

51、3.16 艾倫里夫?，F(xiàn)場總線路線和時間表?？刂婆c儀表 J,1995.5, 153-1551 7 AT89C52.DataSheeEB/OL.atmel./dyn/products/product_card附錄 1 硬件原理圖附錄二 主要參考文獻(xiàn)和摘要 1 王行知，鐘愛琴，王磊，王山89C。 AT51系列單片機原理與接口技術(shù)M.航空航天大學(xué)，2004-5-1摘要： AT51系列單片機以其優(yōu)異的性能和價格優(yōu)勢89C成為替代MCS51單片機的主流機型之一，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。全書分8章，系統(tǒng)、詳細(xì)地介紹了AT51系列17種單片機的結(jié)構(gòu)、原理及特點；單片機指令系統(tǒng)及程序設(shè)計；常用外圍芯片的并行和串

52、行擴展技術(shù)及應(yīng)用實例89C；電源接口與控制技術(shù)；還介紹了各類單片機的主要電氣特性、封裝形式和選型指南。2又一。扭矩測量技術(shù)M.：中國計量，1986摘要：本書全面論述了扭矩測量的原理和方法，系統(tǒng)介紹了光學(xué)、光電、磁電、磁彈性、相位、應(yīng)變、電容、機械、液壓、氣動和鋼弦等各種測量傳感器和儀器。 ;對扭矩測量傳感器彈性元件的設(shè)計制造方法和扭矩信號的傳遞方法進(jìn)行了專門的說明；分別介紹了液壓、電力、渦流、磁粉等各種扭矩測量裝置以及用電機和飛輪測量扭矩的方法。 . 3 敏，陳夢，文凱數(shù)字式高精度扭矩測量儀的研制J. HYPERLINK %20%20%20%20:/ t _blank 電工技術(shù)學(xué)報, HYPE

53、RLINK %20%20%20%20:/ t _blank 2004-01 , 80-82摘要：介紹了一種由JN338數(shù)字扭矩傳感器和單片機組成的數(shù)字扭矩測量儀。該儀器具有全數(shù)字化、測試精度高、智能化程度高等特點。詳細(xì)介紹了傳感器的結(jié)構(gòu)和硬件電路，給出了軟件設(shè)計流程圖。4馮勝，廣匯.基于單片機的扭矩測量系統(tǒng)J.儀器技術(shù)與傳感器, HYPERLINK %20%20%20%20:/ t _blank 2000-06 , 21-23摘要:采用ZJ扭矩傳感器和8098單片機構(gòu)建了一個小型、智能的相位扭矩測量系統(tǒng)。它利用8098單片機的高速輸入HSI元件，對傳感器輸出的兩路同頻交變信號進(jìn)行相位比對和“測

54、頻”，得到扭矩信息。該系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)簡單，測量實時性好，精度高，抗干擾能力強。它可以測量高扭矩和低（甚至零）扭矩。5孟祥貴，慧琳，孟春無源RS-232/RS-485智能轉(zhuǎn)換器J HYPERLINK %20%20%20%20:/ t _blank 大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版） , HYPERLINK %20%20%20%20:/ t _blank 2004-02 , 43-45摘要:設(shè)計了一種無源RS-232/RS-485智能轉(zhuǎn)換器，詳細(xì)描述了從RS-232串口竊電使MAX485完全由硬件控制的硬件實現(xiàn)電路。該轉(zhuǎn)換器具有體積小、電路結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠等特點，能滿足大部分工業(yè)現(xiàn)場的應(yīng)用要求。6周凱，郭麗麗

55、.一種利用MAX485實現(xiàn)單片機與PC機串行通信的方法J. HYPERLINK %20%20%20%20:/ t _blank 應(yīng)用科技, HYPERLINK %20%20%20%20:/ t _blank 2003-03 , 27-29文摘:介紹了MAX485芯片的使用和采用MAX485接口的通信電路,給出了MCS51單片機與PC機點對點串行通信的程序設(shè)計。7 凌，高寧寧基于ZJ傳感器的扭矩測量儀的研制J.職業(yè)大學(xué)學(xué)報，2004 年 12 月第 18 卷第 4 期，12-15摘要：介紹了一種基于ZJ傳感器的扭矩測量儀的設(shè)計。測量儀采用單片機技術(shù)，可快速采樣、分析并準(zhǔn)確顯示信號。 8 嚴(yán)石，主

56、編。數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第4版） M .：高等教育，1998摘要：本書主要內(nèi)容包括：數(shù)字邏輯基礎(chǔ)、邏輯門電路、組合邏輯電路分析與設(shè)計、常用組合邏輯功能器件、觸發(fā)器、時序邏輯電路分析與設(shè)計、常用時序邏輯功能器件、存儲器和可編程邏輯電路。編程邏輯器件、脈沖生成和轉(zhuǎn)換、模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器以及數(shù)字系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識。 9 康華光，主編。模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第4版） M .：高等教育，1999摘要：本書主要介紹電子系統(tǒng)與信號、半導(dǎo)體二極管及其基本電路、半導(dǎo)體三極管及放大電路、場效應(yīng)晶體管放大電路、功率放大電路、集成電路運算放大器、反饋放大電路、信號運算處理電路、信號發(fā)生電路、直流穩(wěn)壓電源及電子電路的計算機輔助分析

57、與設(shè)計。10 雷耀，郝紅旗 S 3C44B0X同步串口(SIO)驅(qū)動ZLG 7289的設(shè)計與編程J. HYPERLINK %20%20%20%20:/ t _blank 科技情報（學(xué)術(shù)研究） , 2007, 07期, 72-76摘要：本文3C詳細(xì)介紹了S 44B0X同步串口（SIO）的編程原理，以ZLG 7289芯片驅(qū)動鍵盤和LED顯示屏。 LED設(shè)計和編程。 11 雷圣印，周元志 X5045芯片在單片機系統(tǒng)中的應(yīng)用研究 J .理工大學(xué)學(xué)報（信息與管理工程版 HYPERLINK %20%20%20%20:/ t _blank ） ， HYPERLINK %20%20%20%20:/ t _bl

58、ank 2003-03，28-31摘要： X5045芯片是美國Xicor公司生產(chǎn)的專用集成芯片，集成了門限定時器和電壓監(jiān)測功能。介紹了門控定時器X5045芯片的結(jié)構(gòu)、功能和工作原理，并給出了在單片機系統(tǒng)中的應(yīng)用實例；89C給出了X5045芯片與AT52單片機之間的硬件接口電路。附錄三部分程序清單#include#include #include #define DATA_1602 P0 /定義數(shù)據(jù)端口#define uchar 無符號字符#define uint 無符號整數(shù)無效初始化設(shè)備（無效）；無效Reset_Sources_Init（無效）；無效UART0_Init（無效）；無效SYSCL

59、K_Init（無效）；無效端口初始化（無效）；無效計時器初始化（無效）；無效ADC_Init（無效）；無效中斷初始化（無效）；無效延遲（無符號整數(shù)q）；無效ADC（無效）；無效 LED_Disply（無效）；void vUart0SendByte(unsigned char Num);void 兩成盤段(void);無效ADResult_Out（無效）；/ / 全局常量/ #define BAUDRATE 115200 / UART 的波特率，以 bps 為單位#define SYSCLK 11059200 / SYSCLK 頻率 (Hz)#define LED P2#define LED_C

60、S P3#define SHIFTSELECT P1無符號整數(shù) pdata i = 0; / 延遲計數(shù)器無符號字符 pdata Count_124us = 0; /定時器0 106.5us無符號整數(shù) pdata Count_20ms = 500; /UART輸出次數(shù)unsigned char pdata Count_DuZuan = 0;無符號字符 pdata Zero_count = 0;unsigned char pdata Test_count = 0;無符號字符 pdata maoci_count = 0;無符號字符 ZeroTest_Flag = 0 x00;無符號字符數(shù)據(jù) ManZ