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1、 郑大自考毕业设计（论文）题目： 直流电机的转速测试 指导教师： - 职称： 副教授 学生姓名： - 学号：- 专 业： 电子信息工程 完成时间： 2013年4月21日 2013年4月21日摘要在工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，测量转速的方法分为模拟式和数字式两种。模拟式采用测速发电机为检测元件，得到的信号是模拟量。数字式通常采用光电编码器，霍尔元件等为检测元件，得到的信号是脉冲信号。随着微型计算机的广泛应用，特别是高性能价格比的单片机的出现，转速测量普遍采用以单片机为核心的数字式测量方法。本设计便是运用AT89C51单片机控制的智能化转速测量仪。电机在运行过程中，需要对其进行监
2、控，转速是一个必不可少的一个参数。本系统就是对电机转速进行测量，显示电机的转速，并观察电机运行的基本状况。本设计主要用AT89C51作为控制核心，由旋转传感器TRD-2E360A、字符型LCD1602显示器、光耦合器6N137构成。本设计重点是测量速度并显示在LCD显示器上。其优点硬件是电路简单，软件功能完善，测量速度快、精度高、控制系统可靠，性价比较高等特点。AbstractIn engineering practice, often will encounter all sorts of need to measure speed occasions, measuring speed me
3、thod is divided into analog and digital two. Analog using speed generator for detecting element, the signal is analog quantity. Digital usually adopts photoelectric encoder, hall element as detecting element, the signal is the pulse signal. With the wide application of micro computer, especially the
4、 performance and price is the emergence of the single chip microcomputer, speed measurement generally based on single-chip microcomputer as the core of the digital measurement method.This design is to use AT89C51 single-chip microcomputer control intelligent speed measuring instrument. Motor in the
5、operation process, the need to carry on the monitor, speed is a indispensable a parameter. This system is for the rotor speed measurement, display motor speed, and observe the basic condition of the motor running.This design mainly use AT89C51 as the control core, and the rotation sensor TRD - 2 e36
6、0a, character type LCD1602 display, optical coupler 6 n137 composition.This design is focused on measurement speed and displayed on the LCD display.Its advantages are simple hardware circuit, software function is perfect, measuring speed, high accuracy, the control system is reliable, price higher c
7、haracteristics.目录摘要IAbstractII目录III一、设计要求1二、系统设计思想2三、硬件电路原理图3四、硬件设计4（一）、单片机AT89C51介绍4（二）、最小系统的设计7（三）、光电编码器的原理及选型11（四）、光耦合器的原理及选型13（五）、字符型1062 LCD简介15五、系统软件设计17（一）、软件流程图17（二）、程序代码18总结24致谢25参考文献26一、设计要求电动机为风机、泵、压缩机和机床等各种设备提供动力，是工业生产中必不可少的动力驱动设备，在工业自动化系统中发挥着重要作用。由于电动机使用广泛，对电动机性能的检测也十分关键。其中电动机的转速的测量提供一种
8、简单、便捷、准确度较高的方法。根据实际要求，电动机转速测量实验中要实现的目标如下：1） 转速测量：通过对编码器旋转时产生的脉冲波的计数来计算出电动机的转速。2） 输入信号抗干扰：光耦合器使用的目的是，通过光耦合器的引入滤除输入信号中不必要的杂波。3） 电动机转速的显示：字符LCD显示器使用的目的是，将所得到电动机转速的数值输出显示。二、系统设计思想系统总体结构示意图如下所示：图2-1系统总体结构示意图原理概述：利用单片机的外部中断来计数。每当编码器旋转一周就会产生一个脉冲，由脉冲触发外部中断，累计外部中断的个数即可知道编码器旋转的圈数。利用单片机的定时器及软件定时产生1min的定时时间，在1m
9、in定时时间到时所计的外部中断的个数即为电动机的转速（r/min)。将转速参数传输至LCD1602中进行显示。三、硬件电路原理图硬件电路原理图如下：图3-1 硬件电路原理图光电编码器是由光栅盘和光电测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差/2的两路脉冲信号。本设计采用的编码器是TRD-2E360A旋转编码器，6N137是光耦合器。四、硬件设计（一）
10、、单片机AT89C51介绍AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。图4-1是常用的一种单片机，型号为AT89C51，它将计算机的功能都集成到这个芯片内部去了，就这么一个小小
11、的芯片就能构成一台小型的电脑，因此叫做单片机。图4-1 AT89C51芯片它有40个管脚，分成两排，每一排各有20个脚，其中左下角标有箭头的为第1脚，然后按逆时针方向依次为第2脚、第3脚第40脚。在40个管脚中，其中有32个脚可用于各种控制，比如控制小灯的亮与灭、控制电机的正转与反转、控制电梯的升与降等，这32个脚叫做单片机的“端口”，在单片机技术中，每个端口都有一个特定的名字，比如第一脚的那个端口叫做“P1.0”。AT89C51管脚分布如下图所示：图4-2 AT89C51管脚分布图1) VCC：供电电压，2) GND：接地。3) P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口
12、缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。4) P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。5) P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电
13、阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。6) P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT
14、89C51的一些特殊功能口。P3口管脚备选功能：a. P3.0 RXD（串行输入口）b. P3.1 TXD（串行输出口）c. P3.2 /INT0（外部中断0）d. P3.3 /INT1（外部中断1）e. P3.4 T0（记时器0外部输入）f. P3.5 T1（记时器1外部输入）g. P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）h. P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）i. P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。7) RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。8) ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
15、在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。9) /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。10) EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编
