毕业设计---数字转速计的设计

毕业设计（论文）

标题：数字转速计的设计

学生姓名：

系部：汽车电子系

专业：应用电子技术

班级：

指导教师：

目录

第1章序言 (1)

第2章工作原理和设计思路及方案 (2)

2.1 基本原理 (2)

2.2 设计思路 (2)

2.3 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)

3.3脉冲产生电路设计图 (5)

第4章软件设计 (5)

4.1主程序流程及说明 (6)

4. 2中断服务子程序 (6)

4.3键盘扫描程序 (7)

第5章系统调试及软件仿真 (8)

5.1 程序调试 (8)

5.2 硬件电路调试 (9)

第6章总结 (10)

参考文献 (11)

附录 (12)

系统原理图： (12)

程序清单： (13)

第1章序言

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。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，，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。本课程以MCS-51系列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。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，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，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) 当前转速与电动机的状态显示用4段LED数码管。

(2) 键盘采用独立式键盘，需要3个键。

(3) 采样时间用定时/计数器0来实现。

(4) 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0～3，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3按键，所以采用独立按键设计。设计图如3.1.1：由上到下的按键分别是复位、停止、启动。

图3.1. 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P0.0~P0.7接数码管的由A~G、DP 8个各管脚，P2.0~P2.3接数码管的控制端W4、W3、W2、W1采用共阳极连接的方法连接图如图3.2.1所示。