基于单片机的直流电机转速测量与显示-精品
单片机控制电机转速并在LCD上显示
摘要随着科技的发展，单片机的应用随处可见，大到工业控制，小到小型玩具。
它的应用越发广泛，而我的题目就是单片机控制LCD显示直流电动机的转速。
在这次实验中，对敦煌实验箱的正确应用是一反面，同时对LCD芯片的应用和编程也是比较关键的一点，最后实验的调试和对单片机相应基础知识的巩固也是本实验的主要目的之一。
关键词：单片机；LCD；直流电机目录1、前言 (1)2、整体方案设计 (1)3、硬件设计布线图 (2)3.1硬件说明 (2)3.2 外形尺寸图 (3)3.3 模块引脚说明 (3)3.4 资料传输与接口时序 (4)3.4.1串行接口与串行传输资料 (4)3.4.2 串行接口时序图 (5)3.4.3串行接口特性 (5)3.5显示步骤 (6)3.6直流电机的组成结构及工作原理 (7)3.7 光电耦合器的组成及工作原理 (7)4、软件程序流程图 (8)5、程序调试 (9)5.1速度转换公式 (9)5.1.1 数字测速M法 (9)5.1.2 数字测速T法 (9)5.1.3数字测速M/T法 (10)6、调试中的问题并解决 (10)7、课设总结 (11)参考文献 (12)附录Ⅰ (12)单片机课程设计1、前言单片机全名为单片微型计算机，是微型计算机家族中的一个分类，是将CPU、存储器、总线、I/O接口电路集成在一片超大规模集成电路芯片上。
而本实验要做的是单片机控制LCD和直流电动机。
LCD的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。
是现在显示器的主流产品。
2、整体方案设计由于都念到了大四所以对做实验都有了一定的认识，所以在刚开始时就得做好对实验的整体设计，使自己在做实验的过程中不至于盲目耗费时间。
整体设计方案图如图示2-1。
图1-1整体思路3、硬件设计布线图硬件的设计最主要的就是用Pretues进行硬件的仿真搭接，如下图示3-1。
基于C51单片机直流电机测速仪设计
基于C51单片机直流电机测速仪设计摘要：电机的转速是各类电机运行过程中的一个重要监测量，测速装置在电机调速系统中占有非常重要的地位，特别是数字式测速仪在工业电机测速方面有独到的优势。
本文介绍了一种基于C51单片机的光电传感器转速测量系统的设计。
系统采用对射式光电传感器产生与齿轮相对应的脉冲信号，使用AT89C51单片机采样脉冲信号并计算每分钟内脉冲信号的数目，即电机对应的转速值，最终系统通过LCD实时显示电机的转速值。
经过软硬件系统的搭建，分别通过Protues软件系统仿真实验和实际电路搭建检查实验。
仿真实验表明本系统满足设计要求，并且结构简单、实用。
整个直流电机测速系统在降低测速仪成本，提高测速稳定性及可靠性等方面有一定的应用价值。
关键词：转速测量；光电传感器；单片机Based On C51 SCM Single DC Motor Speedometer DesignABSTRACT：Motor speed is all kinds of motor operation is an important process to monitor the amount of speed measuring device in the motor control system occupies a very important position, Especially the digital speedometer in the industrial motor speed has unique advantage. This paper describes a photoelectric sensor 51 SCM-based speed measurement system design. System uses a beam photoelectric sensor generates a pulse signal corresponding to the gear, the use of a sampling pulse signal AT89C51 SCM and calculating the pulse per minute, the number of signals that the speed of the motor corresponding to the value of the final system time through the LCD display the motor speed value.After a hardware and software system structures, respectively, through Protues software system to build the actual circuit simulation and experimental examination. Simulation results show that the system meets the design requirements, and the structure is simple and practical. DC Motor Speed entire system in reducing speedometer costs, improve reliability, speed stability and a certain application value.Keywords: Speed measurement; Photoelectric; Single chip micyoco目录1 绪论 (1)1.1 数字式转速测量系统的发展背景 (1)1.2 转速测量在国民经济中的应用 (1)1.3主要研究内容 (2)1.4 设计的目的和意义 (2)2 转速测量系统的原理 (4)2.1 转速测量原理 (4)2.2 转速测量计算方法 (5)3转速测量系统设计方案 (7)3.1 直流电机转速测量方法 (7)3.2 设计任务及方案 (8)4 直流电机测速系统设计 (9)4.1 单片机AT89C51介绍 (9)4.2 转速信号采集 (14)4.2 转速信号处理电路设计 (16)4.4 最小系统的设计 (17)4.4.1复位电路 (17)4.4.2 晶振电路 (20)4.5 显示部分设计 (20)5 直流测速系统仿真 (24)5.1 直流测速系统仿真 (24)5.1.1单片机最小系统仿真 (25)5.1.2 数码管显示仿真 (25)5.2 主程序流程设计 (26)5.2.1 主程序流程设计 (26)5.2.2 定时器的初始化 (27)5.3 实际电路实验 (28)参考文献 (30)致谢 (31)1 绪论1.1 数字式转速测量系统的发展背景在现代工业自动化高度发展的时期，几乎所有的工业设备都离不开旋转设备，形形色色的电机在不同领域发挥着很重要的作用。
51单片机的直流电机调速、测速以及显示系统
52.................................................................................................... 单清序程 2.4
53................................................................................................ 望展与论结 章五第
述概
1.1
述概
章一第
3
。图理原路电效等的构结部内器码译供提里盘光品产在。然 了目一�上BCP 在印经已围范址地�出输组8供提。器码译为作件器DLP用采 。口端出输挽推行并位8个1、口端入输阻高行并位8个1展扩 。储存据数量容大者或hsalF序程作用以可�器储存hsalF量容大BK215展扩 。MAR态静BK23展扩 。验实做户用便方�出引针插排双用部全口端O/I组4的机片单 。MORPEE的B652有 置内还片芯狗门看�外此。位复狗门看、位复键按、位复CR�选可式方位复 。便方了供提验实做 来振晶的点频它其成换替户用为�装安式座插用采�zHM2950.11认默�振晶 。能功真仿等问访备设围外、察观量变 、出跳、点断、速全、步单持支面全够能片芯真仿该。序程动驱的别特装安 要需不并且而�真仿线在件硬行进地便方够能�下持支的15C lieK具工发开 件软境环swodniW机片单核内1508的行流最前目在。片芯真仿的门专片1备配 。线载下的门专作制要需不�载下PSI现实能就�配标箱 验实CPOStramS随经已缆电该�缆电信通232-SR脑电通普根一要需只15kciuQ 。 序 程 户 用 载 下 式 方 � 程 编 可 统 系 在 � PSI 持 支 机 片 单 2DR15VL98P 的 备 配 。等等�TRAU 型强增 �IPS 件硬 � �便方不 �位复有只 2508� 醒唤可断中部外后式模电掉入进 �级先 优断中个 4�RTPD 双�式模速倍双�MAR 态静内片 BK1� �能功 PAI 和 PSI 持 支来用�hsalF 导引 BK8�hsalF 序程户用 BK46 置内如�能功强增多许有具 。核内 UPC 2508 letnI 型强增�2DR15VL98P 机片单型新体导半 spilihP 用采 � � � � � � �
基于单片机的直流电机转速测量与控制系统设计
（ １ ． 黄 冈师 范 学 院 机 电工 程 学 院 ， 湖北 黄州 ４ ３ ８ ０ ０ ０ ； ２ ． 黄 冈师 范 学 院 电子 信 息 学 院 ， 湖北 黄 州 ４ ３ ８ ０ ０ ０ ）
摘 要 介 绍 了基 于 单 片 机 的直 流 电机 转 速 测 量 与控 制 系统 的设 计 。该 系统 以 Ｓ Ｔ Ｃ ８ ９ Ｃ ５ ２单 片 机 为 核 心 ， 主 要 包 括 转 速 测 量 与显 示 、 转速 控制 、 电机 驱 动 等 模 块 。其 中 电 机 采 用 Ｌ ２ ９ ８ Ｎ 芯片驱动 ， 通 过 霍 尔 传 感 器 实 施
ｍｅ ｎｔ ａ ｎ ｄ ｄ ｉ ｓ ｐｌ ａｙ ｍｏ ｄｕｌ ｅ，ｓ ｐｅ ｅ ｄ ｃ ｏｎｔ ｒ ｏ ｌ ｍｏ ｄｕｌ ｅ，ｍ ｏ ｔ ｏｒ ｄ ｒ ｉ ｖｅ ｍ ｏｄｕ ｌ ｅ，ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｗｈｉ ｃ ｈ ｔ ｈ ｅ Ｌ２ ９８ Ｎ ｃ ｈ ｉ ｐ ｗａ ｓ ａ ｄｏ ｐｔ ｅ ｄ ｔ Ｏ ｄｒ ｉ ｖ ｅ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ａ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇｎ ｏｆ ＤＣ ｍ ｏｔ ｏ ｒ ｓ ｐｅ ｅ ｄ ｍｅ ａ ｓ ｕｒ ｅ ｍｅ ｎｔ ａ ｎｄ ｃ ｏ ｎｔ ｒ ｏｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｓ ｉ ｎ ｇｌ ｅ ｃ ｈ ｉ ｐ ｍｉ ｃ ｒ ｏｃ ｏｎ ｔ ｒ ｏ ｌ １ ｅ ｒ ｗａ ｓ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ —
ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ，ｔ ｈ ｅ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｄ ａ ｔ ａ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ Ｈａ ｌ ｌ ｓ ｅ ｎ ｓ ｏ ｒ ａ ｎ ｄ ｄ ｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｙ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ４ － ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ ｔ ｕ ｂ ｅ ，ＰＷ Ｍ ｗａ ｖ ｅ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ
基于89C51的直流电机转速的测量与控制
目录中文摘要 (1)英文摘要 (2)1 引言 (2)1.1 课题的研究意义 (2)31.2 设计任务 (3)2 系统设计及模块分析 (3)2.1系统平台简介 (3)2.2 PWM模块 (5)2.4 LCD模块 (5)3 系统的软件设计与实现 (8)3.1 系统软件简介 (9)3.2 编程语言简介 (9)3.3 设计流程及分析 (10)4 调试与实验结果 (13)4.1 系统测试结果 (14)4.2 设计心得 (14)结论 (14)谢辞 (14)参考文献 (14)附录 1 系统硬件原理图 (14)基于STC89C51直流电机控制系统的设计与实现摘要：转速是直流电机运行中的一个重要物理量，如何准确、快速而又方便地测量电机转速，极为重要。
本文阐述了基于单片机的直流电动机转速控制系统的特点和优势，介绍了在STC89C51单片机实验开发平台上，对直流电动机进行测速和控制的相关算法及软、硬件实现。
设计中软件设计采用C语言编程，硬件设计采用PWM方式驱动电动机，利用霍尔元器件测量电动机的转速，在液晶显示屏(LCD)上实时显示电机的转速值。
另外还可以通过3×3矩阵键盘输入电动机转速的设定值，在电动机转速的可控范围内控制电动机转速，使电动机的实际转速值等于设定值，并在液晶显示屏(LCD)上同时显示设定值与实际转速值，便于比较。
最后对实验数据进行了分析。
关键词：直流电动机，PWM，液晶显示屏(LCD)，转速测量Abstract: Speed is an important physical quantity in the operation of the DC-motor. How to measure the speed of DC-motor exactly, rapidly and conveniently is highly significant. The design expatiates on the advantages of SCM in the DC-motor speed modification system. The algorithm about the measurement and the control of the DC-motor, as well as the software and hardware methods to realize the requirement based on the STC89C51 experiment development platform is introduced. In this design, the PWM manner , while the Hall device is utilized to measure the speed of the motor. The numerical value will have a real-time display on the LCD screen. In addition, the setting value of the speed can be inputted through the 3×3 matrix keyboard. It can control the speed of the DC-motor in its controllable bounds, which makes the actual speed value equal to the setting value. The LCD screen will display the setting value and the actual speed value simultaneously that is convenient for the comparison between the two values. In conclusion, the data got from the experiment have been analyzed.Keywords: DC-motor, PWM, LCD, speed measurement1 引言1.1 课题的研究意义直流电机具有良好的起动、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动系统中得到了广泛的应用。
基于单片机软件实现直流电机PWM以及电机测速
基于单片机软件实现直流电机PWM以及电机测速叶祥祥温州大学物理与电子信息学院一、摘要利用AT89C51设计一个直流电机的软件模拟PWM驱动及测速系统。
单片机读取键盘值来设定转速和正反转，并且通过红外对管来测量转速。
本系统具有精度高，成本低，使用方便等优点。
关键词：AT89C51；PWM；测速。
引言随着社会的发展，各种智能化的产品日益走入寻常百姓家。
为了实现产品的便携性、低成品以及对电源的限制，小型直流电机应用相当广泛。
对直流电机的速度调节，我们可以采用多种办法，本文给出一种用单片机软件实现PWM调速的方法及红外对管测转速。
二、直流电机调速知道通过调节直流电机的电压可以改变电机的转速，但是一般我们设计的电源大都是固定的电压，而且模拟可调电源不易于单片机控制，数字可调电源设计麻烦。
所以这里用脉宽调制（PWM）来实现调速。
方波的有效电压跟电压幅值和占空比有关，我们可以通过站空比实现改变有效电压。
一般用软件模拟PWM可以有延时和定时两种方法，延时方法占用大量的CPU，所以这里采用定时方法。
三、直流电机旋转方向一般利用H桥电路来实现调速。
H桥驱动电路：图4.12中所示为一个典型的直流电机控制电路。
电路得名于“H桥驱动电路”是因为它的形状酷似字母H。
4个三极管组成H的4条垂直腿，而电机就是H中的横杠（注意：图4.12及随后的两个图都只是示意图，而不是完整的电路图，其中三极管的驱动电路没有画出来）。
如图所示，H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机。
要使电机运转，必须导通对角线上的一对三极管。
根据不同三极管对的导通情况，电流可能会从左至右或从右至左流过电机，从而控制电机的转向。
图4.12 H桥驱动电路要使电机运转，必须使对角线上的一对三极管导通。
例如，如图4.13所示，当Q1管和Q4管导通时，电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机，然后再经Q4回到电源负极。
按图中电流箭头所示，该流向的电流将驱动电机顺时针转动。
参考基于51单片机的电机转速测量与显示系统
摘要单片机又称单片微控制器（MCU），它把一个计算机系统集成到一个芯片上。
它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。
随着电子技术的迅猛发展，单片机技术也有了长足的发展，目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹，导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。
各种电机在工业得到广泛应用，为了能方便的对电机进行控制、监视、调速，有必要对电机的转速进行测量，从而提高自动化程度。
转速是工程上一个常用参数。
转速测量的方法很多，采用光电开关管测量转速是较为常用的测量方法。
在本系统设计中，我们以51单片机为核心控制单元，以红外对管（或称光/电，电/光二极管）为传感器，通过光电传感器实时采集电机转速并进行处理与显示，设计出一个电动机转速测量系统,并研究其测量精度、测量范围及响应速度.程序设计部分分为初始化模块、脉冲计数模块、计时模块、参数调整模块和显示模块.最后通过试验测试,得到了相应的技术参数,并对转速测量系统的误差进行了分析.要求设计的系统稳定可靠、抗干扰能力强、成本低，使用方便。
关键词：计算机应用，单片机，直流电机，转速注:本设计题目来源于自选AbstractSingle-chip, also known as single-chip microcontroller (MCU), it is a computer system integrated into a chip. It’s small size, light weight, cheap, for the learning, application and development of facilities provided. With the rapid development of electronic technology, single-chip technology has grown by leaps and bounds, the current single-chip microcomputer to infiltrate all areas of our lives, which is very difficult to find the area of almost no traces of single-chip, the missile's navigation devices, aircraft a variety of instrument control, computer network communications and data transmission, industrial automation, real-time process control and data processing, are widely used in a variety of smart IC card, limousine civilian security systems, video recorders, cameras, all Automatic washing machine control, as well as program-controlled toys, electronic pet, etc., which are inseparable from the single-chip microcomputer.A variety of motor is widely used in industry, in order to facilitate the conduct of motor control, monitoring, speed control, it is necessary to measure motor speed, thereby enhancing the degree of automation. Speed is a commonly used engineering parameters. A lot of speed measurement using photoelectric switch speed measurement is more commonly used measurement method.During the system design, we have 51 single-chip microcomputer as the core control unit, to infrared on the tube (or light / electricity, electricity / light emitting diode) for the sensor, photoelectric sensor, through real-time acquisition and processing motor speed and display , design a motor speed measurement system, and study the measurement accuracy, measuring range and response speed. programming initialization part is divided into modules, pulse counting module, timing module, parameter adjustment module and display module. Finally, the pilot test, by the corresponding technical parameters of the speed measurement system error is analyzed. the requirements of the system is stable and reliable, anti-interference ability, low cost and easy to use.Key words: Computer applications，Single-chip microcomputer，DC motor，Speed目录1绪论 (1)1.1题目背景及目的 (1)1.2题目研究方法 (1)2系统设计基础知识 (2)2.1直流电机的基本知识 (2)2.1.1 直流电机的工作原理 (2)2.1.2 电机的起／停控制 (3)2.1.3 电机的方向控制 (3)2.1.4 电机的速度控制 (4)2.251单片机的基础知识 (5)3系统总体方案设计 (13)3.1系统分析 (13)3.1.1 电机转速的测量 (13)3.1.2 电机转速的处理 (15)3.1.3 电机转速的显示 (15)3.2设计思路和方案 (15)3.3系统构成 (16)3.3.1 原理框图 (17)4硬件电路设计 (18)4.1电源电路 (18)4.2转速测量电路 (18)4.3LED显示模块 (20)4.4系统硬件设计 (20)5系统软件设计 (22)5.1计时方案的选择 (22)5.2软件结构划分 (23)5.2.1 计时模块 (23)5.2.2 转速计算模块 (24)结论 (26)参考文献 (27)致谢 (28)附录 (29)1 绪论1.1 题目背景及目的目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹，导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。
MCS-51单片机电机转速控制及测速显示系统
MCS-51单片机电机转速控制及测速显示系统简介MCS-51单片机是一种广泛应用于嵌入式系统的单芯片微型计算机。
本文将介绍基于MCS-51单片机的电机转速控制及测速显示系统。
该系统通过对电机信号进行处理，实现了对电机转速的控制和测速。
系统组成该系统由电机、电机驱动电路、MCS-51单片机、显示模块等组成。
电机驱动电路：使用了L298N电机驱动芯片，可以为电机提供双向直流电源。
该电子板还添加了变阻器控制，通过调节电子板上的两个旋钮来改变电机的转速和方向。
MCS-51单片机：采用AT89S52芯片，主控为MCS-51单片机，在控制电机的同时，还可以测量电机的转速。
通过单片机与电机驱动电路的控制，来控制电机的转速。
显示模块：采用了LCD2004液晶显示模块，可实现对转速和程序运行状态的显示。
系统原理当电机启动时，读取电机反馈的信号，并将该信号传递给MCS-51单片机进行处理。
根据控制算法，单片机输出PWM（脉冲宽度调制）信号给电机驱动模块，从而改变电机的转速和方向。
同时，单片机还可以测量电机旋转的速度，将其显示在LCD2004液晶显示器上。
当用户需要改变电机的转速时，可以通过旋转电子板上的旋钮来改变电机的转速和方向。
同时，LCD2004显示器可以显示电机的当前实际速度和设定速度，帮助用户更好的控制电机的运转。
系统功能该系统具有以下功能：1.控制电机的转速和方向；2.测量电机的转速；3.显示电机的当前实际速度和设定速度。
系统优势该系统采用MCS-51单片机，具有代码量小、容易维护、功耗低等优势，适合于嵌入式系统中的电机转速控制应用。
此外，显示模块也可以提供对系统状态的及时监控和反馈，便于故障排除。
本文介绍了基于MCS-51单片机的电机转速控制及测速显示系统。
该系统通过对电机信号进行处理，实现了对电机转速的控制和测速。
该系统具有代码量小、容易维护、功耗低等优势，适合于嵌入式系统中的电机转速控制应用。
同时，显示模块也可以提供对系统状态的及时监控和反馈，便于故障排除。
基于-51单片机的电机转速测量和显示系统
目录1 绪论 (2)1.1 题目背景及目的 (2)1.2 题目研究方法 (2)2 系统设计基础知识 (3)2.1 直流电机的基本知识 (3)2.2 51单片机的基础知识 (7)2.3 LED显示管 (10)2.4 传感器 (10)3 系统总体方案设计 (14)3.1 系统分析 (14)3.2 设计思路和方案 (16)3.3 系统构成 (17)4 硬件电路设计 (19)4.1 电源电路 (19)4.2 转速测量电路 (19)4.3 LED显示模块 (21)4.4 系统硬件设计 (21)5 系统软件设计 (23)5.1 计时方案的选择 (23)5.2 软件结构划分 (24)6设计心得与体会 (26)7参考文献 (26)摘要单片机又称单片微控制器（MCU），它把一个计算机系统集成到一个芯片上。
它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。
随着电子技术的迅猛发展，单片机技术也有了长足的发展，目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹，导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。
各种电机在工业得到广泛应用，为了能方便的对电机进行控制、监视、调速，有必要对电机的转速进行测量，从而提高自动化程度。
转速是工程上一个常用参数。
转速测量的方法很多，采用光电开关管测量转速是较为常用的测量方法。
在本系统设计中，我们以51单片机为核心控制单元，以红外对管（或称光/电，电/光二极管）为传感器，通过光电传感器实时采集电机转速并进行处理与显示，设计出一个电动机转速测量系统,并研究其测量精度、测量围及响应速度.程序设计部分分为初始化模块、脉冲计数模块、计时模块、参数调整模块和显示模块.最后通过试验测试,得到了相应的技术参数,并对转速测量系统的误差进行了分析.要求设计的系统稳定可靠、抗干扰能力强、成本低，使用方便。
--基于单片机的电机转速测量与显示系统设计
基于单片机的电机转速测量与显示系统设计张哲煜1，李玉杰2（1.北京工业大学电子信息与控制工程学院 北京 100124；2.北京印刷学院高端印刷装备信号与信息处理北京市重点实验室，北京,102600）摘要：针对当前工业控制领域中的电机转速显示，提出了一种基于AT89C2051单片机的全数字式转速显示系统设计方案，并完成系统的软硬件设计。
该系统通过硬件实现了电机转速采集、信息处理以及速度显示的架构；通过软件实现了计时、脉冲计数、转速计算以及转速显示的功能。
实验结果表明，系统结构简单，工作稳定可靠，达到了设计要求。
关键词：单片机；转速；编码器；电机中图分类号:TN79 文献标识码:ADesign of motor speed measurement and display system based onsingle chip microcomputerZhang Zheyu1,Li Yujie 2(1.electronic information & Control Engineering College,Beijing,1001242.Key Laboratory of Beijing City, city, city, city, Key Laboratory of high-end printing equipment andinformation processing, Beijing Institute of Graphic Communication,Beijing,102600)Abstract：In view of the current industrial control in the field of motor speed display,a full digital speed display system based on AT89C2051 microcontroller design scheme,and complete the system hardware and software design.The system realizes the structure of the motor speed,information processing and speed display through the hardware,and the function of the time, the pulse counting,the speed and the speed of the display are realized by the software.The experimental results show that the system is simple and reliable, and can meet the design requirements.Keywords：single chip microcomputer;speed;encoder;motor近年来，电机转速的测量在工业控制和民用电器领域中得到了较高的关注，尤其是在精确度和易于实现方面。
(完整版)基于单片机的直流电机测速、调速及显示系统毕业设计论文
基于单片机的直流电机测速、调速及显示系统设计摘要本文主要研究了利用Quick51系列单片机控制PWM信号从而实现对直流电机转速进行控制的方法。
单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广泛等优点，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。
目前，一个学习与应用单片机的高潮在全社会大规模地兴起。
学习单片机的最有效方法就是理论与实践并重，本文用8051单片机自制了一个采用了专门的芯片组成了PWM信号的发生系统，并且对PWM信号的原理、产生方法以及如何通过软件编程对PWM信号占空比进行调节，从而控制其输入信号波形等均作了详细的阐述。
还对直流电机的速度进行了测量和显示。
关键词：单片机、 PWM、调速、测速、显示系统目录摘要 (1)目录 (2)第一章概述 (3)1.1概述 (3)1.2 Quick51的技术简介和发展前景 (3)1.2.1 SmartSOPC与Quick51 (3)1.2.2 Quick51特性 (4)第二章总体方案设计 (5)2.1 8051单片机简介 (6)2.2 PWM信号发生电路设计 (12)2.2.1 PWM的基本原理 (12)2.3 128*64液晶显示 (13)第三章硬件设计与连接 (14)3.1传感器电路设计 (14)3.2 信号处理电路设计 (16)3.3存储器电路设计 (17)3.3.1 I2C总线概述 (17)3.3.2 存储器电路 (18)3.4 显示电路设计 (18)3.5 PWM信号发生电路设计 (19)第四章软件设计 (20)4.1系统软件总流程图 (20)4.2程序清单 (21)第五章结论与展望 (31)附录 (32)附一速度控制子程序 (32)附二电路图 (35)参考文献 (36)答辩问题 (37)第一章概述1.1概述本文主要研究了利用Quick51系列单片机，通过PWM方式控制直流电机调速的方法。
冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。
基于单片机的直流电机转速测量与显示-精品
目录绪论 (2)第1章参数计算与设备选型 (3)1.1控制芯片 (3)1.2测速发电机 (4)1.3模数转化器件——ADC0809 (6)第2章系统设计 (9)2.1 系统方框图 (9)2.2 硬件设计 (10)2.2.1 直流测速发电机………………………………………………102.2.2 ADC0809与单片机连接 (10)2.2.3 数码管 (11)2.2.4 综合接线图………………………………………………………112.3 软件设计 (12)2.3.1 程序设计思路说明………………………………………………122.3.2 总程序控制流程图………………………………………………132.3.3 ADC0809工作流程图及程序 (14)2.3.4显示部分工作流程图及程序 (15)第3章结论 (18)参考文献 (19)绪论在现代工业自动化高度发展的时期，几乎所有的工业设备都离不开电机，形形色色的电机在不同领域发挥着很重要的作用。
与之而来的问题是，如何更好地控制电机，对于不同的场合，对电机的控制要求是不同的，但大部分都会涉及到直流电机的转速测量，从而利用转速来实施对直流电机的控制。
直流电机转速作为直流电机的一项重要技术指标，在各个应用场合都有重要的研究价值，例如在发动机，电动机，机床主轴等旋转设备的试验运转和控制中，常需要分时或连续测量，显示其转速及瞬时速度等，转速是其他大部分技术参数的计算来源，因此，准确测量直流电动机的转速具有重要的研究意义和理论价值。
目前，对直流电动机的速度检测方法很多，从整体上可分为模拟检测和数字检测方法。
模拟检测：即利用测速电机作为发电机，通过检测反电势E的大小和极性可得到转速N和电机转向，采用这种方法直接可以得到转速N和输出电压的特性曲线，直观，但也有很多不足，比如在高速和低速情况下实际输出偏离理想特性。
数字检测技术：即通过分析数字信号产生的一系列脉冲间接获取电机转速。
如光电旋转编码器是将检测圆盘划分为等距的三个同心圆，最外环和次外环分别用等距的黑白条纹分开，且最外环和次外环的缝隙位置相位差为90度，用于判断电机的转速，最内环只有一个黑条纹，用作定位脉冲或者是复位脉冲，利用光电编码器输出的脉冲可以计算转速，具体的又可分为M法，T法和M\T法。
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目录绪论 (2)第1章参数计算与设备选型 (3)1.1控制芯片 (3)1.2测速发电机 (4)1.3模数转化器件——ADC0809 (6)第2章系统设计 (9)2.1 系统方框图 (9)2.2 硬件设计 (10)2.2.1 直流测速发电机 (10)2.2.2 ADC0809与单片机连接 (10)2.2.3 数码管 (11)2.2.4 综合接线图 (11)2.3 软件设计 (12)2.3.1 程序设计思路说明 (12)2.3.2 总程序控制流程图 (13)2.3.3 ADC0809工作流程图及程序 (14)2.3.4显示部分工作流程图及程序 (15)第3章结论 (18)参考文献 (19)绪论在现代工业自动化高度发展的时期，几乎所有的工业设备都离不开电机，形形色色的电机在不同领域发挥着很重要的作用。
与之而来的问题是，如何更好地控制电机，对于不同的场合，对电机的控制要求是不同的，但大部分都会涉及到直流电机的转速测量，从而利用转速来实施对直流电机的控制。
直流电机转速作为直流电机的一项重要技术指标，在各个应用场合都有重要的研究价值，例如在发动机，电动机，机床主轴等旋转设备的试验运转和控制中，常需要分时或连续测量，显示其转速及瞬时速度等，转速是其他大部分技术参数的计算来源，因此，准确测量直流电动机的转速具有重要的研究意义和理论价值。
目前，对直流电动机的速度检测方法很多，从整体上可分为模拟检测和数字检测方法。
模拟检测：即利用测速电机作为发电机，通过检测反电势E的大小和极性可得到转速N和电机转向，采用这种方法直接可以得到转速N和输出电压的特性曲线，直观，但也有很多不足，比如在高速和低速情况下实际输出偏离理想特性。
数字检测技术：即通过分析数字信号产生的一系列脉冲间接获取电机转速。
如光电旋转编码器是将检测圆盘划分为等距的三个同心圆，最外环和次外环分别用等距的黑白条纹分开，且最外环和次外环的缝隙位置相位差为90度，用于判断电机的转速，最内环只有一个黑条纹，用作定位脉冲或者是复位脉冲，利用光电编码器输出的脉冲可以计算转速，具体的又可分为M法，T法和M\T法。
此外，市场上已经有了技术成熟的电机测速装置，如利用霍尔元件设计制作的直流电机测速仪等，凭借其精度高，稳定性好等优势占有重要的一席之地。
而本次微机控制原理课程设计的任务是直流电机速度的测量与显示。
主要要求是通过测速直流发电机作为传感器，检测直流电机的转速，并输出与转速相关的电压，通过ADC0809芯片将测速发电机输出电压转换成电压的数字信号。
控制芯片采用AT89C51将采集转换后的数字信号进行处理，得到转速，并通过四位数码管予以显示。
整体上能够完成从转速检测到数据处理到显示的一整套功能。
第一章参数计算与设备选型1.1控制芯片本课题中控制芯片的作用主要是与ADC0809相连接，采集模数转换后得到的8位二进制码，经过公式计算后得到电压值，同时连接四位数码管进行显示。
综合考虑，选用AT89C51即满足要求。
一．简介AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器的低电压、高性能CMOS 8位微处理器。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。
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。
AT89C单片机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。
二．AT89C51引脚图如下：图1-1 AT89C51引脚图三．主要特性·与MCS-51 兼容·4K字节可编程FLASH存储器·寿命：1000写/擦循环·数据保留时间：10年·全静态工作：0Hz-24MHz·三级程序存储器锁定·128×8位内部RAM·32可编程I/O线·两个16位定时器/计数器·5个中断源·可编程串行通道·低功耗的闲置和掉电模式·片内振荡器和时钟电路1.2测速直流发电机一．简介直流测速发电机是一种测速元件，它把转速信号转换成直流电压信号输出。
直流测速发电机广泛地应用于自动控制、测量技术和计算机技术等装置中。
对直流测速发电机的主要要求是：（1）输出电压要严格地与转速成正比，并且不受温度等外界条件变化的影响；（2）在一定的转速下，输出电压要尽可能的大；（3)不灵敏区要小。
二．分类直流测速发电机可分为励磁式和永磁式两种。
励磁式由励磁绕组接成他励，永磁式采用矫顽力高的磁钢制成磁极。
由于永磁式不需另加励磁电源，也不因励磁绕组温度变化而影响输出电压，故应用较广。
三．输出特性根据已经学过的直流发电机的工作原理知，电刷两端的感应电势：E a=C eΦn=K e n （2-1）由上可知：1.电刷两端的感应电势与电机的转速成正比；2.直流发电机能够把转速信号换成电势信号，从而用来测速。
他励测速发电机接线图如下：图1-2 他励测速发电机接线图在上图正方向得：U a=E a-I a R a（2-2）I a=U a/R L（2-3）负载时测速发电机的输出电压为：（2-4）根据负载时测速发电机的输出电压公式知，直流测速发电机的输出电压与转速成正比，即U a=Cn。
采用55CY61时，最大转速2000r/min时最大输出电压为40v,因此C=50.由于ADC0809要求输入模拟电压信号在0~5v之间，因此需要有滑动变阻器进行电压范围调整，调整后输入到ADC0809的电压值缩小倍数为K=8。
例如，当检测到电压值为U=1V时，对应的转速为：n =U*K*C=1*8*50=400r/min再将运算后的n值用数码管显示出来即可。
1.3 模数转化器件——ADC0809一．简介ADC0809是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道，8位逐次逼近式A/D模数转换器。
其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。
是目前国内应用最广泛的8位通用A/D芯片。
二．引脚图图1-3 ADC0809引脚图ADC0809各脚功能如下：D7-D0：8位数字量输出引脚。
IN0-IN7：8位模拟量输入引脚。
VCC：+5V工作电压。
GND：地。
VREF（+）：参考电压正端。
VREF（-）：参考电压负端。
START：A/D转换启动信号输入端。
ALE：地址锁存允许信号输入端。
（以上两种信号用于启动A/D转换）.EOC：转换结束信号输出引脚，开始转换时为低电平，当转换结束时为高电平。
OE：输出允许控制端，用以打开三态数据输出锁存器。
CLK：时钟信号输入端（一般为500KHz）。
A、B、C：地址输入线。
三．主要特性1）8路输入通道，8位A/D转换器，即分辨率为8位。
2）具有转换起停控制端。
3）转换时间为100μs(时钟为640kHz时)，130μs（时钟为500kHz时）4）单个+5V电源供电5）模拟输入电压范围0～+5V，不需零点和满刻度校准。
6）工作温度范围为-40～+85摄氏度7）低功耗，约15mW。
四．分辨率ADC的分辨率是指使输出数字量变化一个相邻数码所需输入模拟电压的变化量。
常用二进制的位数表示。
A/D转换器的位数决定着信号采集的精度和分辨率。
8为A/D转换器的精度为：1/28=0.39%因此，输入为0~5v时，分辨率为：5/（28-1）=0.0196V五．工作时序图4所示是ADC0809的工作时序图。
从该时序图可以看出，地址锁存信号ALE在上升沿将三位通道地址锁存，相应通道的模拟量经过多路模拟开关送到A／D转换器。
启动信号START上升沿复位内部电路，START 的下降沿启动转换，此时转换结束信号EOC呈低电平状态，由于逐位逼近需要一定过程，所以，在此期间，模拟输入量应维持不变，比较器要一次次比较，直到转换结束，此时变为高电平。
若CPU发出输出允许信号OE(输出允许为高电平)，则可读出数据。
另外，ADC0809具有较高的转换速度和精度，同时受温度影响也较小。
图1-4 ADC0809的工作时序图六．A/D转换器的其他技术指标1.量化误差ADC把模拟量变为数字量，用数字量近似表示模拟量，这个过程称为量化。
量化误差是ADC的有限位数对模拟量进行量化而引起的误差。
实际上，要准确表示模拟量，ADC的位数需很大甚至无穷大。
一个分辨率有限的ADC的阶梯状转换特性曲线与具有无限分辨率的ADC转换特性曲线（直线）之间的最大偏差即是量化误差。
2.偏移误差偏移误差是指输入信号为零时，输出信号不为零的值，所以有时又称为零值误差。
假定ADC没有非线性误差，则其转换特性曲线各阶梯中点的连线必定是直线，这条直线与横轴相交点所对应的输入电压值就是偏移误差。
3.满刻度误差满刻度误差又称为增益误差。
ADC的满刻度误差是指满刻度输出数码所对应的实际输入电压与理想输入电压之差。
4.线性度线性度有时又称为非线性度，它是指转换器实际的转换特性与理想直线的最大偏差。
5.绝对精度在一个转换器中，任何数码所对应的实际模拟量输入与理论模拟输入之差的最大值，称为绝对精度。
对于ADC而言，可以在每一个阶梯的水平中点进行测量，它包括了所有的误差。
6.转换速率ADC的转换速率是能够重复进行数据转换的速度，即每秒转换的次数。
而完成一次A/D转换所需的时间（包括稳定时间），则是转换速率的倒数。
第2章系统设计2.1 系统方框图图2-1 系统方框图2.2 硬件设计2.2.1 直流测速发电机本课题选用55CY61系列他励测速发电机，由于ADC0809对输入模拟量信号要求电压在0~5V范围内，而测速直流发电机的输出电压普遍在几十伏，因此需要利用滑动变阻器使满额时电压值为5V。
接线如图：图2-2 发电机接线图图中，RV1起到了电压范围调整的作用，R1与C1构成了RC滤波电路，可有效滤除测速直流发电机输出中的杂波。
R2主要是限流电阻。
2.2.2 ADC0809与单片机连接ADC0809与51单片机之间的连接主要有两部分，一是地址部分，0809的A,B,C三个引脚决定IN0~IN7的选通，即地址问题，因系统中只用了IN0通道，因此将A,B,C接地，即000选定IN0；二是D0~D7的数据端口，接51单片机的P0口的八位；其次，由于ADC0809在进行A/D转换时需要有CLK信号，而此时的ADC0809的CLK是接在AT89C51单片机的P3.7端口上，也就是要求从P3.7输出CLK信号供ADC0809使用。
因此产生CLK信号的方法就得用软件来产生了。
其他控制引脚，EOC接P2.0口，OE接P2.1口，START接P2.2口。
综上所述，接线方式如下图所示：图2-3 ADC0809与单片机接线图2.2.3 数码管选用四位共阳数码管对转速值进行显示。