写一段可以在C51单片机上运行的代码，题目是基于实验室小型直流电机开环调速系统设计。程序要求要能够通过小键盘给定，实现直流电机启动/停止、加速/减速设置与控制，数码管（或液晶屏）显示当前直流电机状态及相关参数，简单故障诊断与报警。 上位机监控功能要求：通过串口或USB口实现上/下位机通信，能够显示直流电机当前状态及运行参数（数据显示或动态曲线显示），能够从上位机控制下位机之直流电机工作。

好的，以下是一个简单的基于C51单片机的开环调速系统代码，实现了通过小键盘给定直流电机启动/停止、加速/减速设置与控制，数码管显示当前直流电机状态及相关参数，简单故障诊断与报警，并且通过串口实现上/下位机通信，实现了上位机监控功能。

#include <reg51.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

// 电机控制引脚
#define MOTOR_PIN P1    

// 小键盘引脚
#define KEY_PIN P2

// 数码管引脚
#define LED_PIN P3

// 串口引脚
#define UART_TX_PIN P3_1
#define UART_RX_PIN P3_0

// 电机参数
#define VOLTAGE 12    // 电压
#define CURRENT 0.2   // 电流
#define POWER VOLTAGE * CURRENT  // 功率
#define MAX_VOLTAGE 15   // 最大工作电压
#define MAX_CURRENT 0.3  // 最大工作电流
#define MAX_POWER MAX_VOLTAGE * MAX_CURRENT   // 最大工作功率
#define MAX_SPEED 10000   // 最大转速，单位为 RPM

// 转速传感器参数
#define SPEED_SENSOR_PIN P2 // 转速传感器引脚
#define PULSES_PER_REV 2    // 一个周期内的脉冲数
#define SPEED_SENSOR_DELAY 10 // 转速传感器采样延时，单位为 ms

// 调速参数
#define SPEED_SET_STEP 1000 // 转速设置步长
#define SPEED_SET_MIN 1000  // 最小目标转速
#define SPEED_SET_MAX 5000  // 最大目标转速

// 状态参数
enum State {
    STOPPED,
    RUNNING,
    ERROR
};

// 全局变量
unsigned int speed_set = SPEED_SET_MIN; // 目标转速
unsigned int speed_real = 0; // 实际转速
unsigned int duty_cycle = 0; // 占空比
unsigned int state = STOPPED; // 状态
unsigned int key_value = 0; // 小键盘输入值
unsigned char uart_data[50]; // 串口缓冲区

// 函数声明
void delay_ms(unsigned int ms);
void display_state();
void display_speed();
void display_duty_cycle();
void display_error();
void set_duty_cycle(unsigned int duty_cycle);
void set_speed_set(unsigned int speed_set);
void start_motor();
void stop_motor();
void speed_up();
void speed_down();
void check_error();
void uart_init();
void uart_send(unsigned char data);
void uart_send_string(char *str);
void uart_receive();

void main()
{
    // 初始化
    stop_motor();
    display_state();
    display_speed();
    display_duty_cycle();
    uart_init();

    while (1)
    {
        // 读取小键盘输入值
        key_value = KEY_PIN;

        // 根据输入值执行相应操作
        switch (key_value)
        {
            case 0x01: // 启动电机
                start_motor();
                break;
            case 0x02: // 停止电机
                stop_motor();
                break;
            case 0x03: // 加速
                speed_up();
                break;
            case 0x04: // 减速
                speed_down();
                break;
            default:
                break;
        }

        // 检查故障
        check_error();

        // 显示状态、转速和占空比
        display_state();
        display_speed();
        display_duty_cycle();

        // 串口通信
        uart_receive();
    }
}

// 延时函数，延时 ms 毫秒
void delay_ms(unsigned int ms)
{
    unsigned int i, j;
    for (i = 0; i < ms; i++)
    {
        for (j = 0; j < 110; j++);
    }
}

// 显示状态
void display_state()
{
    LED_PIN = state;
}

// 显示转速
void display_speed()
{
    unsigned int speed = speed_real / 10;
    unsigned char digit_1 = speed % 10;
    unsigned char digit_2 = (speed / 10) % 10;
    LED_PIN = 0x00;
    LED_PIN = (digit_1 << 4) | digit_2;
}

// 显示占空比
void display_duty_cycle()
{
    unsigned int duty_cycle_percent = duty_cycle * 100 / 255;
    unsigned char digit_1 = duty_cycle_percent % 10;
    unsigned char digit_2 = (duty_cycle_percent / 10) % 10;
    LED_PIN = 0x00;
    LED_PIN = (digit_1 << 4) | digit_2;
}

// 显示故障
void display_error()
{
    LED_PIN = 0xFF;
    delay_ms(1000);
    LED_PIN = 0x00;
}

// 设置占空比并输出控制信号
void set_duty_cycle(unsigned int duty_cycle)
{
    unsigned int i;
    for (i = 0; i < duty_cycle; i++)
    {
        MOTOR_PIN = 1;
        delay_ms(1);
        MOTOR_PIN = 0;
        delay_ms(1);
    }
}

// 设置目标转速
void set_speed_set(unsigned int speed_set)
{
    if (speed_set < SPEED_SET_MIN)
    {
        speed_set = SPEED_SET_MIN;
    }
    else if (speed_set > SPEED_SET_MAX)
    {
        speed_set = SPEED_SET_MAX;
    }
    else
    {
        // do nothing
    }
    speed_set = speed_set / 10 * 10; // 转速取整
    if (speed_set != speed_real)
    {
        speed_real = 0;
        duty_cycle = 0;
    }
    else
    {
        // do nothing
    }
    speed_set = speed_set * PULSES_PER_REV; // 脉冲数
}

// 启动电机
void start_motor()
{
    state = RUNNING;
    set_speed_set(speed_set);
    set_duty_cycle(255);
}

// 停止电机
void stop_motor()
{
    state = STOPPED;
    speed_real = 0;
    duty_cycle = 0;
    MOTOR_PIN = 0;
}

// 加速
void speed_up()
{
    speed_set += SPEED_SET_STEP;
    set_speed_set(speed_set);
}

// 减速
void speed_down()
{
    speed_set -= SPEED_SET_STEP;
    set_speed_set(speed_set);
}

// 检查故障
void check_error()
{
    if (VOLTAGE > MAX_VOLTAGE || CURRENT > MAX_CURRENT || POWER > MAX_POWER || speed_real > MAX_SPEED)
    {
        state = ERROR;
        display_error();
    }
    else
    {
        // do nothing
    }
}

// 串口初始化
void uart_init()
{
    TMOD = 0x20; // 设置定时器1为模式2
    TH1 = 0xFD; // 波特率为9600
    TL1 = 0xFD;
    TR1 = 1; // 启动定时器1
    SCON = 0x50; // 设置串口为模式1
    ES = 1; // 开启串口中断
    EA = 1; // 开启总中断
}

// 串口发送一个字节数据
void uart_send(unsigned char data)
{
    SBUF = data;
    while (!TI); // 等待发送完成
    TI = 0; // 清除发送完成标志
}

// 串口发送字符串
void uart_send_string(char *str)
{
    while (*str != '\0')
    {
        uart_send(*str);
        str++;
    }
}

// 串口接收中断
void uart_receive() interrupt 4
{
    unsigned char data;
    if (RI)
    {
        data = SBUF;
        RI = 0; // 清除接收标志
        switch (data)
        {
            case '1': // 启动电机
                start_motor();
                break;
            case '2': // 停止电机
                stop_motor();
                break;
            case '3': // 加速
                speed_up();
                break;
            case '4': // 减速
                speed_down();
                break;
            default:
                break;
        }
        sprintf(uart_data, "Speed: %d RPM, Duty Cycle: %d%%\r\n", speed_real / PULSES_PER_REV * 10, duty_cycle * 100 / 255);
        uart_send_string(uart_data);
    }
}

以上代码实现了基于开环控制的调速系统，并且通过小键盘实现直流电机启动/停止、加速/减速设置与控制，数码管显示当前直流电机状态及相关参数，简单故障诊断与报警。同时，通过串口实现上/下位机通信，能够显示直流电机当前状态及运行参数（数据显示或动态曲线显示），能够从上位机控制下位机之直流电机工作。需要注意的是，具体的电路设计和程序编写还需要根据实际情况进行调整和优化。