数字转速表课程设计报告

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1、目录第 1 章 概述 0.2.1 基本原理 22.2 设计思路 22.3 设计方案 2第 3 章 硬件电路设计 4.3.1 按键设计电路图 4.3.2 显示电路设计图 4第 4 章 软件设计 6.4.1 主程序流程及说明 64. 2中断服务子程序 74.3 键盘扫描程序 7第 5 章 系统调试及软件仿真 9.5.1 程序调试 95.2 硬件电路调试 10第 6 章 总结 1.2第 6 章 总结 1.2参考文献 1.4附录 A1.5系统原理图： 15附录 B1.6程序清单： 16第1章 概述随着科学技术特别是微型计算机技术的高速发展，单片微机技术也获 得了飞速发展。目前，单片机已经在日常生活和控

2、制领域等方面得到广泛 的应用，它正为我国经济的快速发展发挥着举足轻重的作用。作为自动化 专业的一名工科学生应该牢牢掌握这一重要技术。而课程设计这一环节是 我们提高单片机应用能力的很好机会， 也是我们学好这一课程的必经环节。 通过课程设计可以进一步巩固我们前面所学理论知识，使我们对单片机理 论知识有一个深刻的认识和全面的掌握。另外通过这一真正意义上的实践 活动，我们可以从中发现自己不足之处并能够在自己的深思下和老师的指 导下得到及时的解决。再次，它能使我们的应用能力和科技创新能力得到 较大的提高。本课程设计是单片机系统在测速方面的简单应用。目前单片机技术已 经在电机转速等为控制对象的控制系统中得

3、到了广泛的应用，而在这一控 制过程中必须通过单片机来测量转速。基于此本课程设计利用89C51 单片机及外围电路来设计一个数字转速表。通过测量转速所对应的方波脉冲来 测量转速，其转速可以通过键盘输入给定，同时其具体数值也可以在 LED 上显示出来。单片机作为嵌入式微控制器在工业测控系统，智能仪器和家用电气中 得到广泛应用。虽然单片机的品种很多，但 MCS-51系列单片机仍不失为单 片机中的主流机型。本课程一 MCS-51系列以及派生系列单片机芯片为主介 绍单片机的原理与应用，与其特点是由浅入深，注重接口技术和应用。 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。

4、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。第 2 章 工作原理和设计思路及方案2.1 基本原理本次课程设计用STC89C52乍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，通过设置定时器/计数器T0为1S,设置定时器/ 计数器 T1 为计数器对光电传感器传过来的脉冲进行计数， 电动机测速采用 测周法，

5、即每旋转一周产生一个脉冲，则设在 1s内测量的脉冲个数为n， 故测到转速 n 就是脉冲频率， 再乘以 60 就是电动机的转速， 单位为 r/min 。 在此期间定时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合工作即可测出电机的转速。2.2 设计思路为了确定其设计方案，首先必须构思好初步的设计思路。根据设计要 求和实验仿真条件，初步的设计思路可以总结如下：1) 用信号发生器来产生频率为 0-500Hz 的方波脉冲信号 。(2)当前转速与电动机的状态显示用 4段LED数码管。3) 键盘

6、采用独立式键盘，需要 3 个键。4) 采样时间用定时 /计数器 0来实现。5) 用定时 /计数器 1 来统计采样时间内的脉冲数，进而计算转速。2.3 设计方案根据设计要求和设计思路，可以确定该系统的设计方案，图 1 为该系 统设计的硬件电路设计框图。硬件主要由三部分组成，即单片机、键盘、 LED显示器。单片机采用STC89C52要求测量的脉冲直接用另一个单片机 产生提供。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寸间，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，

7、即用 TO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TMO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。TCONt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。硬件电路设计如图2.1所示图2.1硬件电路设计#第3章硬件电路设计3.1按键设计电路图对于按键电路的设计可以有 2种方式：一种方式是直接按键设计，也 称独立按键，这种设计电路适用于按键较少的控制，具有按键电路简单， 编程方便等优点；另一种方式是矩阵式键盘的设计，它适用于对控制按键 较多的电路控制， 占用较少的I/O接口，但是按键电路复杂，编程比较复 杂。本课题总共需要

8、3按键，所以采用独立按键设计。设计图如 3.1.1 :由2G-4 CL1 JL1_L1宁1Z-上到下的按键分别是复位、停止、启动。P2.5/A13P2.5/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3 2/1NTDP3.3flhTT1P3.4/T0P3 5/T1P3.&WRP3.7/RD图3.1.1按键电路3.2显示电路设计图本课题所采用得是由LED （数码管）作为显示电路，用以显示由单片 机所接收的脉冲转换来的BCD码，以及开始测速时的各种状态。硬件电路 连接是单片机P0.0P0.7接数码管的由AG、DP 8个各管脚，P2.0P2.3接 数码管的控制端 W4、W3、W2、W1采

9、用共阳极连接的方法连接图如图 3.2.1 所示。POD/COFD/11 叽他eR0.3/SO3HQ.4/W4r: h/.cf.PD.7/MJ7P2g 毗.1昶 PJ.2/1W Pi.3M1395gJi.图321显示电路3.2脉冲产生电路设计图在实际做试验是由另一块单片机产生脉冲， 在本次设计中我让另一块单 片机输入1Hz频率的脉冲，并把脉冲接到现实的单片机的 P3.5 口进行计数#图3.#第4章软件设计4.1主程序流程及说明本次设计用TO做定时器定时时间为50ms、T1作计数器，都设置为工 作方式一。如图4.1.1所示图4.1.1主程序流程图4. 2中断服务子程序图421中断程序流程图4.3键

10、盘扫描程序数字转速表的键盘操作应具有3个功能，即：启动、停止、复位。本次采用的是直接连接的独立式按键， 在键盘扫描过程中必须解决以下问题： 1、是否有键按下；2、是哪一个键按下；3是不是有抖动；4、按键是不是 松开。故在程序应该注意以上问题，不然会产生问题，不能正确的对按键 进行识别。图4.3.1为键盘流程图：图431按键流程图#，选择添加文件到工程，选到刚才新建的文件然程选择, 选申Cputput 中的 Creat有错误修改后再编译链接。1当编译结果中没出现错误时证明该程序HI不存 口 ”*P0.0/aD039 I在语法错误C20 是仿真部分：运行 根据原理图画出仿真 所产生的后缀名出为36

11、0raC310uF30d/min。莎XTAL1P0.0/A D0果题所要求的/功XTAL2P0.3/A D3teus的 IS0SAD4P0.6/A D6待仿真图换好后7P2.0/A8文牛,按开始键psenP2.3/A11ALEP2.4/A12EAP2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P1.0P3.0/RXDP1.1P3.1/TXDP1.2P3.27iNT0P1.3P3.3/iNT1P1.4P3.4/T0P1.5P3.5/T1P1.6P3.6/WRP1.7P3.7/RDAT89C511617则需242526272810111213141234567818pro36后进入;33双击21要

12、进行仿真真界面将所需元件选AT89C52导入 Ke点击工x文件,先择好,iluVsio n2当输入脉冲为nT 0t-C=La oSW1(3)SW1SW1(2)SW-ROT-4j0011SW1(4)6HZ时输第5章系统调试及软件仿真5.1程序调试试验所涉及的2个软件Keil uVsion2 和proteus,以下是仿真步骤。程序调试部分：uVsion2先新建一个工程，选择芯片为 AT89C52然后点击是,然后弹出是否加入标准启动文件，点击否，再新建一个文件，保存 为“文件名.C”。然后点开工程窗口的TC122pf匚轨19U1C218XTAL1XTAL222pfR1RSTP0.0/AD0P0.1/

13、AD1P0.2/AD2P0.3/AD1P0.4/AD4P0.5/Ad5P0.6/AD6P0.7/AD乙3938373635343332C310uF293031PSEN ALEEAP2.0/AP2.1/AP2.2/A1P2.3/A1P2.4/A1P2.5/A1P2.6/A1P2.7/A182192202312 345678P1P1P1P1P1P1P1P101234567AT89C51nqrnUJ uIIID10214P3.0/RXP3.1/TX一P3.2/INT U-EP3.3/INT113P3.4/T P3.5/T P3.6/WRP3.77RiR2MR?Hr?RZF10kSW1(4)SW1q

14、SW1SW-ROT-45.2硬件电路调试硬件调试的步骤如下：接通电源和数据线，通过软件将在Keil uVsion2 中生成的HEX文件下载到单片机板子上，先对板子关电当显示请上电时按 下单片机上的电源开关按钮上电下载程序到单片机中，通过按键和LED的显示进行调试。当程序下载完之后，按下电源开关，LED上显示初始状态，按下启动键 显示接收数据的状态，按下停止键后显示当前所记录的数据，按下复位键 则显示初始状态 , 关闭所有数码管，为全黑状态。#第 6 章 总结实验表明，本系统的设计在功能上完全满足要求，说明设计是有效的。具体来说，键盘上的各键都有效果，且能实现其功能；显示器也完全能满 足要求；转速的测量基本上无误差，之所以还存在很小的误差是因为在计 算上计算误差。总的来说，本设计是合理的，但应当指出的是此系统还可以采用其它 更好的方案