《基于单片机的电机测速显示系统设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机的电机测速显示系统设计（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、黄冈职业技术学院黄冈职业技术学院毕业设计说明书课题名称：电机测速显示系统设计系 别 专 业 班 级 姓 名 学 号 2 指导教师 时间：2010 年10月10日2010年 10月 25日（共2 周） 目录摘要IAbstract II第1章 绪论1第2章 转速测量系统的总体方案22.1 硬件设计方案22.2 软件设计方案2第3章 主程序的设计说明43.1 主程序说明4第4章 单片机的转速测量方法及原理54.1单片机测量转速的方法5 4.1.1 测频法“M法”的工作原理5 4.1.2 转速传感器的简介64.2 速度检测电路的软件设计7第5章LED显示电路的软件设计95.1显示接口电路的程序设计95
2、.2显示器的显示方式10 5.2.1 静态显示10 5.2.2 动态显示105.3 系统的数码管连接方式10第6章 键盘电路的软件设计116.1键盘的工作原理116.2键盘扫描方式和接口电路126.3键盘键值分配及按键功能设定12第7章 报警电路的软件设计147.1 报警电路功能的介绍147.2 报警电路软件设计14总 结15参考文献16附录1 总体控制电路原理图：17摘要转速是工程中应用非常广泛的一个参数，其测量方法很多，随着单片机对脉冲数字信号的处理能力越来越强大，使得全数字量系统越来越普及，并且使转速测量系统也可以用全数字化处理。 本论文是基于51单片机的转速测量系统，本设计利用光电传感
3、器对旋转物体进行检测的转速测量系统。该系统采用光电传感器把转速信息转化为电脉冲信号, 将其输入信号送入AT89C51单片机进行数据处理并用四位7段LED显示器显示测量结果。文中首先阐述了该系统测量转速的意义、优势，以及硬件的实现方法，在该系统中对信号频率进行测量是首要任务，而经过分析，基于测频法“M法” 测量速度，电路和程序均较为简单，且可以在一定的条件下满足精度的要求，故本设计中采用M法进行测量。其次，在软件设计部分，此系统包含数据接收和处理程序的设计、显示程序的设计，键盘扫描程序的设计及报警电路程序的设计四个模块。此次课题完成了硬件和软件系统的设计，实现了转速测量系统的测量，转速计算、显示
4、功能，以及键盘的高低速报警的功能，完成了设计的要求。关键词：单片机 转速测量 软件设计AbstractSpeed is widely applied in engineering is a parameter, the measurement method of pulse, along with many MCU of digital signal processing ability more powerful, make whole digital system is becoming more and more popular, and make speed measuring sys
5、tem can also use digital processing.This paper is based on the speed of the 51 SCM system, the design of measuring using photoelectric sensor of a rotating object detection speed measuring system. The system adopts photoelectric sensor information into the speed, the electrical signal input signals
6、are sent AT89C51 data processing and seven LED display four measurements. Firstly expounds the significance of measuring speed, advantages, and method of realization of hardware, the system of signal in frequency measurements are primary task, and through the analysis of frequency measurement method
7、, based on the M measuring speed, circuit and procedures are relatively simple, and can satisfy certain conditions, so the precision requirement of design of measuring method using M. Secondly, in the software design of the system, data processing program includes reception and the design, display d
8、esign, the program design of the keypad scanning routines and alarm circuit design program four modules.The subjects completed the hardware and software design of the system, realized the speed measuring system of measurement, calculation, display, speed and high speed of the keyboard function, comp
9、leted the alarm design requirements.Keywords: SCM Speed measuring Software design第1章 绪 论目前单片机在工业控制、数据采集、智能化仪表等领域应用越来越广泛，极大地提高了这些领域的技术水平和自动化程度。单片机的开发应用已成为高科技和工程领域的一项重要内容。同时，单片机相关的技术、技能业已成为我们大学生必修的科目之一。单片机其优良的性价比，决定了它在各个相关领域都有极大的发展，它的发展正处于方兴未艾的时期。转速是工程中应用非常广泛的一个参数，它的测量方法有很多，而模拟量的采集和模拟处理一直是转速测量的主要方法，这种
10、测量已不能适应科技发展的要求，在测量范围和测量精度上，已不能满足大多数系统的使用。而随着大规模集成电路的高速发展，特别是单片机对脉冲数字信号的强大处理能力，可以增大电机转速的测量范围及提高其精确度。所以转速测量系统用全数字化处理比以前的测量方法更优越。常用的检测方法有机械式，光电式，霍尔式，频闪法等，本课题主要是采用AT89C51单片机进行转速测量，它以MCS-51为内核与MCS-51系列的软硬件兼容。设计成的一种全数字化测量系统在测量范围与精度上都有很大的提高。 本课题以单片机技术为核心，设计成的全数字化测量系统在工业控制和生活电器方面都有极大的应用。在工业方面，它可以作为工业控制中的某一部
11、分，如数控车床的电机转速检测和控制、水泵流量控制以及其它需要利用转速检测来进行控制的地方。在电器方面，由于是全数字化处理所以能很方便的和工业控制机进行连接，实行远程管理和控制。总而言之，转速测量系统的研究是一件非常有意义的课题，它的研究结果可以应用于我们的实际生活。第2章 转速测量系统的总体方案2.1 硬件设计方案根据要求，设计硬件系统结构如下图2.1所示。光电传感器信号处理 单 片 机 LED显示键盘 报警 图2.1硬件系统结构框图当电动机转速测量范围在0-3000r/m时，该测试系统可以正常工作，并可以通过键盘设定低速、高速报警。同时准确显示转速值，并且精确到个位数（每分钟1转）。AT89
12、C5 1系列单片机是美国ATMEL公司的8位Flash单片机产品。它以MCS-51为内核与MCS-51系列的软硬件兼容。它具备低成本、体积小，运算速度快,损耗低,采用精简指令,性能稳定等特点.本设计采用AT89C51单片机进行设计。直接应用AT89C51的I/O口进行设计，其P1口作键盘输入，P0和P2口低四位作LED显示输出，P3.5输入转速采样信号，P3.0输出报警信号。时钟采用内部振荡方式获得，时钟频率范围0-16MHz，采用上电自动复位和按键复位都有效的复位方式。32个可编程双向I/O口 128x8bit内部RAM(可扩充64kB外部存储器) 2个16位可编程定时/计数器，5.0V工作
13、电压，可编程全双工串行通信口，PDIP和PLCC封装形式 兼容TTL和CMOS逻辑电平。2.2 软件设计方案本设计的软件部分分为多个模块，每个模块实现的功能又由多个子程序来实现。其程序与程序之间的关系如图2.2所示。输定转速入设范围子程序import主程序报警BJLED显示十进制调整HTX返回主程序TON 中断键盘扫描延时NYojing YN是否报警图2.2 软件结构框图先根据实际需要先用键盘设置好最低转速0r/m和最高转速3000r/m，电动机开始工作的时间，每转一圈测速传感器就记录一次，每5S显示更新一下转速，其具体的速度由数码管来体现并显示。工作时当电机的转速超过了实际设定的数值，工作程
14、序就会自动跳转到报警程序，报警电路开始工作，进行报警提示，这样既保护了电机，又显示了电机的转速数值，如果没有超过这个设定的转速范围，则进行下一轮的循环测试。第3章 主程序的设计说明3.1 主程序说明 程序开始首先输入子程序import输入高低限参数。然后退出输入子程序开始测速，循环测速时间为5S。每次测得的转速分别与上下限值比较，然后调用HTX子程序将转速值转换为BCD码形式的显示数，再调用LED显示子程序将转速输出显示。结束后进行下一次测速，不停的对转速进行检测下面的设计包含单片机的转速测量方法及原理，LED显示电路的软件设计，键盘电路的软件设计以及报警电路的软件设计。其中LED显示电路的软件设计是完成数字的显示功能，从P0口输出段选信号控制LED各段将其点亮，P2口低四位输出位选信号，同一时刻只有一位被选中。从P2口输出依次从高到低，选中某一位时从P0口输出显示代码和显示相应位的数字。四位输出完毕后结束程序。 主程序设计流程图如图3.1所示。开始中断是否报警报警返回主程初始化设置定时器计算转速值存入30H，31H中调用输入子程序设置转速高低限键盘扫描LED显示是否 图3.1
