基于單片機的電機轉速測量系統設計畢業設計論文附圖及源程序(完整版)

　　

【正文】 ~g 控制七個筆畫（段）的亮或暗，另一個控制一個小數點的亮和暗，這種筆畫式的七段顯示器能顯示的字符較少，字符的開頭有些失真，但控制簡單，使用方便。10MHZ時約為 1ms， 1MHZ時約為 10ms，所以一般為了可靠的復位， RST在上電 應保持 20ms以上的高電平。 畢業設計（論文）說明書 11 圖 42 CMOS 型單片機時鐘電路框圖 復位電路 計算機在啟動運行時都需要復位，使中 央處理器 CPU和系統中的其它部件都處于一個確定的初始狀態，并從這個狀態開始工作。 時鐘電路 時鐘電路是計算機的心臟，它控制著計算機的工作節 奏。如采用外部時鐘源驅動器件， XTAL2 應不接。 10./EA/VPP：當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內部程序存儲器。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 口： P2 口為一個內部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個 TTL 門電流，當 P2 口被寫 “1” 時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。 低功耗的閑置和掉電模式 數據保留時間： 10年 單片機模塊 根據系統功能要求以及單片機硬件電路設計思路（如圖 3－ 1）對單片機模塊進行設計，要使單片機準確的測量電機轉速，并且使測出的數據能顯示出來，所以整個單片機部分分為傳感器電路、時鐘電路、復位電路、執行元件以及顯示電路五個部分。主要編寫一個外部中斷服務程 序 INT_0，讀取記數值的三個字節，并再次清 0記數初值以便下次的記數和計算。 轉速測量部分 的 硬件設計思路：本次設計單片機部分的硬件框圖如 圖 2－ 1所示。 傳感器 單 片 機 AT89C51 電 平 轉 換 電 路 LED 顯示 驅動電路 送 PC 機界面 畢業設計（論文）說明書 3 系統要求及主要內容 將霍爾傳感器產生的脈沖信號輸出入到單片機的外部中斷 0 口，單片機工作在內部定時器工作方式 0，對周期信號進行內部記數，調用計算公式算出轉速，調用顯示程序顯示在 LED 上，同時通過串口向 上位機發送轉速數據。在這里懇請指導老師和各位專家老師批評指正。s widespread application, specially high performance price pared to monolithic integrated circuit39。電機在運行過程中，需要對其進行監控，轉速是一個必不可少的一個參數。數字式通常采用光電編碼器，霍爾元件等為檢測元件，得到的信號是脈沖信號。 本文重點是測量速度并顯示在 5位 LED 數碼管上。它具有功能強、體積小、可靠性高、應用簡單靈活，因而使用非常廣泛，有力地推動各行業的技術發展和更新換代。 傳感器電路、轉速測量、 LED 顯示、電平轉換電路設計等將在以下章節作詳細地設計。 畢業設計（論文）說明書 4 3 系統總體設計 硬件電路設計思路 硬件設計的任務是根據總體設計要求，在選擇的機型的基礎上，具體確定系統中所要使用的元器件，設計出系統的原理框圖、電路原理圖。 軟件工作流程： 霍爾傳感器利用磁電效應產生一周期脈沖向單片機的外部中斷 0（ ） 口 發送一個 中斷 信號， 定時器工作在內部定時， TH0、TL0 設定初值為 0，作為除數的低兩字節，利用軟件記數器、定時器 0 中斷的次數作為除數高字節。 整個單片機測量轉速系統為單片機控制模塊、霍爾傳感器模塊、發送模塊，各個模塊都承擔著各自的任務。 畢業設計（論文）說明書 7 圖 41 AT89C51 引腳圖 主要特性： 兩個 16位定時器 /計數器 口： P1 口是一個內部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。 9./PSEN：外部程序存儲器的選通信號。 振 蕩器特性： XTAL1 和 XTAL2 分別 為反向放大器的輸入和輸出。在閑置模式下， CPU 停止工作。清“ 0” PD，使振蕩器工作產生時鐘，單片機便正常運行。對于 MOS(AT89C51)單片機只要接一個電容至 VCC即可 (見圖 4－ 3)。 LED有單個 LED和八段 LED之分，也有共陰和共陽兩種。 所謂動態顯示，就一位一位地輪流點亮各位顯示器（掃描），對于每一位顯示器來說，每隔一段時間點亮一次。 畢業設計（論文）說明書 15 圖 47 五位動態顯示電路 霍爾傳感器簡介 霍爾器件概述 霍爾元件是一種基于霍爾效應的磁傳感器，已發展成一個品種多樣的磁傳感器產品族，并已得到廣泛應用。畢業設計（論文）說明書 16 前者輸出模擬量，后者輸出數字量。按照輸出信號的形式，可以分為開關型集成霍爾傳感器和線性集成霍爾傳感器兩種類型。為保證霍爾器件，尤其是霍爾開關器件的可靠工作，在應用中要考慮有效工作氣隙的長度。本次所采用的是 HIN232CP，我們要對其外圍電路進行設計，下面我們將詳細的敘述。 HIN232CPE 能將 RS232C 電平轉換成 TTL 電平，也能將 TTL 電平轉換成 RS232C 電平，只需單 +5V 供電，由內部升高電路產生 10V～ +12V。 下面我們將介紹除數是如何獲得的： 單片機的轉速測量完成，定時器 T0 作為內部定時器，外部中斷來的時候讀取 TH0， TL0，并同時清零 TH0、 TL0，使定時器再次循環計內部脈沖。 被除數初始化 讀取定時值 調用除法程序 返 回 開 始 畢業設計（論文）說明書 25 Y N 圖 5－ 3 除法程序流程圖 除 法 移位次數 計數器 被除數左移 1 位 被除數 除數 上商 1，減去除數 上商 0 計數器減 1 計數器 =0？ 返回 畢業設計（論文）說明書 26 按照數制轉換方法可以畫出流程圖。 上電前的調試 在上電前，我們必須確保電路中不存在斷路或短路情況，這一工作是整個調試工作的第一步，也是非常重要的一個步驟。電路上電檢查 7407是否接上電源和地讓其正常工作。 LCA51 軟件全面支持匯編語言 ， C51 語言， PL/M51 語言的編譯 /連接、調試。跟蹤應用程序使用戶能夠在運行應用程序時，看到 PC 指針在應用源代碼程序中的確畢業設計（論文）說明書 31 切位置， LCA51 提供以下方法對程序的執行進行跟蹤。如果用戶按熱鍵 F4，調試程序繼續執行程序代碼，直到它到達光標行處或調試程序遇到另一個斷點。 LCA51 軟件提供一系列更改變量數值的方法，以便用戶能檢查程序對整個變量值范圍的反應，而無需為設置畢業設計（論文）說明書 32 每個值而重新加載調試。 PC機與單片機之間的通信成功。在波形頻率改變而轉速不改變由于在調用顯示程序時候在調用之后在顯示這里死循環，不能適時進行計算了。 畢業設計（論文）說明書 36 參考文獻 [1].何立民 .單片機應用技術選編 .北京： 北京航空航天大學出版社， 1997， 10 [2].張有德 .單片微機原理、應用與實驗 .上海 :復旦大學出版社 ， 1997， 8 [3].李朝青 .單片機 amp。此次畢業設計任務是高精度大范圍的電機轉速測量系統，在實際調試中遇到的種種問題使我在設計與調試中學習到了許多知識。 畢業設計（論文）說明書 38 附 錄 附錄 1 電路原理圖 162738495DB9R2OUTR2INT2INT2OUTT1INVR1OUTC2R1INC2+T1OUTC1GNDV+VCCC1HIN232CPE1A1Y2A2Y3A3Y4A4Y5A5Y6A6YVCCGND7407TTLP2.0P0.0P2.1P0.1P2.2P0.2P2.3P0.3P2.4P0.4P2.5P0.5P2.6P0.6P2.7P0.7WRALE/PROGXTAL1PSENINT1P1.1INT0P1.2XTAL2P1.3VssP1.4RDP1.5T0P1.6T1P1.7RST/VPDP1.0EA/VppRXDVccTXDAT89C51abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpcom9DS1DPY_7SEG_DPabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpcom9DS2abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpcom9DS3abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpcom9DS4abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpcom9DS51 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 9RESPACK411.0592MCRYSTALC5 0.1ufC6 0.1ufC7 0.1ufC8 0.1ufC4 0.1ufC1 20pfC2 20pfC3 10uf5V5V5VccssR 10K5V5VAH41VOUTGNDVCC圖紙名稱基于單片機的轉速測量系統學院電氣工程與自動化學院專業班級電科041班指導老師郭順京編號1學號 作者 日期24李松 080614VCC畢業設計（論文）說明書 39 附錄 2 元器件清單 霍爾傳感器 AH41 一只 磁鋼 一只 鉭電容： f 五只 (C C C C C8) 晶振： 一只 瓷片電容： 20pf 二