数字转速表的设计课+++程+++设++计

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1、精美排版 湖南工程学院 课 程 设 计 课程名称课程名称 课题名称课题名称 专专 业业 班班 级级 学学 号号 姓姓 名名 指导教师指导教师 2005 年年 3 月月 11 日日 精美排版 湖南工程学院 课 程 设 计 任 务 书 课程名称 单片机原理与应用单片机原理与应用 课 题 数字转速表的设计数字转速表的设计 专业班级 电气工程 学生姓名 学 号 指导老师 审 批 任务书下达日期 2005 年 3 月 7 日 任务完成日期 2005 年 3 月 12 日 精美排版 目目 录录 一、一、 前言前言 二、二、系统工作原理系统工作原理 三、三、总体设计总体设计 1、设计方案设计方案 2、硬件任

2、务及结构框图硬件任务及结构框图 3、软件任务及模块图软件任务及模块图 4、各模块说明各模块说明 5、内存空间分配内存空间分配 四、四、结束语结束语 五、五、程序清单程序清单 六、六、附录附录 系统原理图系统原理图 七、参考资料七、参考资料 八、课程设计评分表八、课程设计评分表 精美排版 前言 单片机课程是已们实践性很强的专业技术课程，初学者 只有通过大量的编程、实验、调试、设计制作等一系列的实 践环节的训练，才能真正理解单片机软件及硬件设计和调试 技巧，才能灵活的运用单片机的各条指令系统和各种开发调 试工具，设计出高效、可靠、低功耗、体积更小的单片机应 用系统，充分体现单片机的嵌入式应用特色。

3、要进行单片机 的开发、实验及课程设计等，必须有一套软硬件开发工具， 这样可以省下许多宝贵的时间及精力，提高工作效率。单片 机是计算机家族的一个重要分支，它具有体积小、价格低、 面向控制的特点，适用于各种工业控制、仪器仪表装置，在 人类生产和生活的各个领域都有极为广泛的应用。 近年来，微型计算机的发展速度足以让世人惊叹，以计 算机为主导的信息技术作为一种崭新的生产力，正在向社会 的各个领域渗透，也使机电一体化的进程大大加快。 机电一体化是当今制造技术和产品发展的主要倾向，也是我 国机电工业发展的必由之路。可以认为，它是用系统工程学 的观点和方法，研究在机电系统和产品中如何将机械、计算 机、信息处

4、理和自动控制技术综合应用，以求机电系统和产 品达到最佳的组合。机电一体化产品所需要的是嵌入式微机， 而单片机具有体积小、集成度高、功能强等特点，适于嵌入 式应用。智能仪器、家用电器、数控机床、工业控制等机电 设备和产品中竟相使用单片机。 就目前而言，单片机的发展势头依然不减，各种型号和 功能更强的单片机和超级接口芯片不断出现，进一步向高层 次发展的重要标志就是构成多机系统和分布式网络。世界上 单片机芯片的产量以每年 27%的速度递增，到本世纪初已达 30 亿片，而我国的年需求量也超过了亿片的数量，这表明单 片机有着广阔的应用前景。本课程主要针对目前我国早期应 用比较广泛的“MCS-51”单片机

5、进行系统的讲解和分析。为使 用和开发各类机电一体化设备和仪表建立基础。 精美排版 二基本原理二基本原理 利用 8031 作为主控器组成一个转速表。电机转速采用光电脉 冲传感器来测量，设置定时器/计数器 T0 和 T1，利用其内部定时 器 T1 设置为定时方式，且定时时间为 1s。计数器 T0 设置为外部 脉冲计数工作方式，设在 1s 内测量的脉冲个数为 n，又由于脉冲 频率为 60 个脉冲/转，故测到转速 n 就是脉冲频率。定时 1s，在 1s 内允许中断，每中断一次，软件计数器加 1，1s 后，关闭中断， 则软件计数器即为 1s 内的脉冲数，通过计数一定时间内通过定时 器的脉冲数通过软硬件结

6、合工作即可测出电机的转速。 三总体设计思路三总体设计思路: 1.设计方案 该系统的功能概括起来就是能测量当前电机的转速，并且 进行超速报警。要完成此功能，关键在于转速的测量，电机转速 采用传感器或由信号发生器的方波脉冲信号来模拟，因此只要在 给定的时间内对脉冲计数，即可测出转速。例如，可将脉冲信号 接到引脚，外部中断 1 选择边沿触发方式。MCS-51 单片机内有两 个定时器/计数器 T0 和 T1，利用其内部定时器 T1 设置为定时方 式，且定时时间为 1s。计数器 T0 设置为外部脉冲计数工作方式， 设在 1s 内测量的脉冲个数为 n，又由于脉冲频率为 60 个脉冲/转， 故测到转速 n

7、就是脉冲频率。定时 1s，在 1s 内允许中断，没中 断一次，软件计数器加 1，1s 后，关闭中断，则软件计数器即为 1s 内的脉冲数，设为 m ，则转速 n=m。 我们采用 8031 作为基本元件. 在 P3.6 口输入脉冲, 按下启 动键后开始输入脉冲, 输入脉冲的同时,定时器和计数器开始工作, 这期间允许中断,当定时器到时时,定时器和计数器停止工作。此 时计数器已经统计 1s 内的脉冲数即转速。 2.硬件电路的设计方案 根据设计要求和设计思路，硬件电路有三部分组成，即单片 机按键电路，LED 显示器电路和程序存储器 在单片机中，定时功能既可以由硬件（定时/记数器）实现， 也可通过软件定时

8、实现。硬件定时是利用单片机内定时器定时， 启动以后定时器可与 CPU 并行工作，不占用 CPU 时间，CPU 有较 高的工作效率。采用硬件定时和软件定时并用的方式，即用 T0 精美排版 溢出中断功能实现 50ms 定时，通过软件延时程序实现 1s 定时。 定时器的 TMOD 用于设置定时器/计数器的工作方式 03，并确定 用于定时还是用于计数。TCON 主要功能是为定时器在溢出时设定 标志位，并控制定时器的运行或停止等。 硬件电路设计图 3.软件设计方案 根据设计要求和设计思路，进行模块设计。8279 的初始化 程序模块，定时计数程序模块，数制转换模块，显示模块，转速 测量模块。 (1)显示当

9、前转速 转速的显示我们采用了动态扫描的工作方式，LED 数码显示 管采用 4 联工阴极显示器，该器件内部已将 4 个数码显示器的同 名字段端并接在一起，从上到下 4 个数码管的公共阴极分别由一 个引脚引出，L1L4 表示。P1 口为字型口，P2 口为字位口，每 个口都经过集电极开路形式的驱动器 74LS47 驱动。 LED 显示器 脉冲源 光耦 8031程序存储器 键盘 精美排版 得到脉冲个数 n T0 开始定时 T1 开始计数 Y N 显示子程序 显示当前转速程序流程图 (2)键盘处理程序流程图 系统操作说明 按下 A 键，进入显示当前转速功能 按下 B 键，进入显示给定上限值转速功能 按下

10、 C 键，进入修改上限值转速功能 按下 D 键，进入清除显示功能键。 脉冲个数 m 转化 为转速 n 启动 返回 MMmaxx 报 警 程 序 精美排版 对于数字键 09，只有在进入 C 键功能后才有效，其它时刻按下任何 一个数字键将无效。而在进入 C 键功能键后，还未输完四个数字 键之前，随意输入任何一个功能键将视之无效。 N Y 指向命令口 设置读 FIFO 命令字 读键值 功能键？ 查功能地址转移表 转向各功能键处理程序 恢复现场 保护现场 返回 精美排版 (3)报警程序流程图 开始 T1 初始化 启动 T11500？ R6=0？ ？ 重赋初值 R7=0？ 发出嘀嘀声报 警 返回 当转速

11、超过给定的上限值 1500 转/分时，根据要求要作出报警 提示，我们的设计是转速超过规定值时，接在 P3.6 口的喇叭发出 精美排版 “嘀嘀的响声” ，同时数码显示器显示 FFFF。还有当转速值超过 4 位时喇叭也发出警报声。是利用定时器 T1 与软件一起实现的。报 警的解除需要按下停止按扭来进行，否则将一直持续. (4)十进制转换为二进制程序框图 N Y 由于给定的转速上限值是以十进制的形式存在于 44H- -47H 单元中，而比较程序所需要的是二进制数，故把二进制数 转换成十进制数。转换后十进制数存入在 R3R4 中。 (5)脉冲个数的求取 千位的求取是这样的,该数值先减去 1000,这时

12、标志位加 1,如 果差值还大于 1000,则返回继续作差,直到差值小于 1000 为止,这 时往下执行,由于在上述过程中多加了一个 1,所以这时标志位还 应当再减去一个 1.百位及个位的求取按照同样的道理进行,这样 3R2 0R3 (R0) R4 R2R4*10R3R4 (R0)+1R0 (R3R4)+(R0) R3R4 赋初值 R2-1=0? 返回 精美排版 所记标志位即我们计数器的读数. Y N 4内存空间分配 地址分配作用 40H-43H 存放上限值转速 50H-51H 存放测到的脉冲个数 初值 A B=A-1000 B1000? 标志位加 1 标志位-1 返回 精美排版 52H-53H

13、存放当前转速结果单元 四四 总结与体会总结与体会 一份耕耘，一份收获。通过两周的单片机课程设计，使我对 汇编语言有了进一步的认识。为了以后使自己能进一步学好该门 科以及其它的科目，我深深地感到要有科学的思维方法和学习方 法是极其重要的。 实习已经很快的过去，蓦然回首，深深的认识到汇编的重要 性。由于对微机原理的课程有点茫然，所以拿到数字转速表这个 课题时不知道是如何下手，一下子没有头绪。于是去图 书馆查 找了相关资料后开始理清了设计的思路。从程序设计到上机调试 以及说明书的编写，都花费了不少的时间，还好课题能够顺利通 过。小小的胜利给了我自己很大的信心。这其中也出现了不少的 问题。比如调试过程

14、中，使我花费了不少工夫重温系统软件的应 用，真是有种“才下眉头，又上心头”的感觉。尽管在课程设计 当中遇到了不少的问题，但在老师及同学的帮助下迎刃而解了。 做完设计我进一步认识到，任何事情，开始的时候，都感觉 很难。但，只要有信心克服困难，坚持到底，永不气馁，就能达 到胜利的彼岸。还有，在搞设计的时候，查阅资料也是很重要的， “他山之石，可以攻玉” ，掌握足够的信息，就是掌握成功的关 键。 回顾这两周的课程设计，我的收获很大，巩固了这学期所学 的单片机这门课程，并且把以前所学的知识复习了，还自学了很 多关于芯片的知识。认为和以前进行的课程设计一样，开始总是 一片茫然，但在老师的指导下，将逐步打

15、开思路，万里长征终于 走出了第一步，经过同组同学的讨论，仔细分析，终于定下了方 案。 ，通过对这些问题的分析讨论，我对数字转速表的工作原理 和工作方式有了更深的理解，更多的是使我初步形成了一种全局 考虑，对问题各个击破的设计思路。 总之，这次课程设计相对来说比较成功，要感谢各位老师的 耐心指导，也离不开全组成员的共同努力。我相信不管做什么课 程设计，只要是大家一起多问多想多讨论，都将会有多的收获， 都能取得成功。 精美排版 五五.程序清单程序清单 ORG 0000H SJMP MAIN ORG 0003H SJMP FWE0 ORG 000BH SJMP FWT0 ORG 0013H SJMP

16、 FWE1 ORG 001BH SJMP FET1 ORG 0030H ; 设置中断向量 MAIN: MOV TMOD,#52H ；写入工作方式字 MOV TH1,#00H MOV TL1,#00H ；写入计数初值 MOV TH0,#56 MOV TL0,#56 MOV R1,#50H ；初始化定时器：T1 为计 数方式 1 ，T0 为计数方式 0 MOV R4,#50 ；R4 为辅助 T0 计时 MOV R0,#40H ；R0 作为指针 SETB ET1 SETB ET0 SETB EX0 SETB EX1 SETB IT0 SETB IT1 SETB EA ；开放中断，并设置中断 方式 MOV 50H,#08H MOV 51H,#06H MOV 52H,#02H MOV 53H,#01H ；用做显示时的片选 SJMP $ 精美排版 FWE0：SETB TR0 SETB TR1 ；启动定时器 0 和 1 SETB P3.6 ；显示正常发光 CLR IE0 ；启动完毕，关外部中断 RET1 FWE1：CLR TR0 CLR TR1 ；停止定时器 T0 和 T1 CLR P3.6 ；不显