简易小直流电机测速

科信学院

课程设计说明书（2012/2013学年第二学期）

课程名称：单片机应用课程设计

题目：简易小直流电机测速

专业班级：10级自动化三班

****：***

学号：*********

指导教师：苗敬利高敬格王巍杨怡君

设计周数：两周

设计成绩：

2013年6月27日

目录

摘要.......................................................................................................... ............................ (3)

1、课程设计目的 (4)

2、课程设计要求 (4)

3、课程设计器材 (4)

4、课程设计正文 (5)

4.1系统分析与实施 (5)

4.2硬件部分 (5)

4.2.1 STC90C52AD功能参数介绍 (5)

4.2.2时钟电路设计 (6)

4.2.3按键电路设计 (8)

4.2.4显示电路设计 (8)

4.2.5复位电路设计 (9)

4.2.6检测电机转速的电路设计 (10)

4.3系统硬件调试 (12)

4.3.1.调试方案 (12)

4.3.2.仿真调试结果 (12)

4.3.3硬件调试结果 (12)

4.4 软件设计 (14)

4.4.1软件系统分析 (14)

4.4.2 系统软件设计 (17)

4.4.3 系统软件实施与调试 (23)

5、课程设计总结 (23)

6、课程设计经验 (24)

7、参考文献 (24)

附录一、protel软件绘制的工作原理图 (11)

附录二、PROTUES软件绘制的仿真图 (13)

摘要

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，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，在工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合。对于工业测试，水利，机械等方面，转速是重要的控制参数之一。尤机在工业测试系统中，大部分旋转仪器需要测定目前的转速，对机械设备进行故障预防。因此，如何利用先进的数字技术和计算机技术改造传统的工业技术，提高监控系统的准确性，安全性，方便性是当前工业测控系统必须解决的一个问题。

转速测量方法较多，而模拟量的采集和模拟处理一直是转速测量的主要方法，这种测量方技术已不能适应现代科技发展的要求，在测量范围和测量精度上，已不能满足大多数系统的使用。随着大规模及超大规模集成电路技术的发展，数字系统测量得到普遍应用，特别是单片机对脉冲数字信号的强大处理能力，使得全数字量系统越来越普及，其转速测量系统也可以用全数字化处理。在测量范围和测量精度方面都有极大的提高。

简易小直流电机测速

一、设计目的

电动机转速测量

1. 实现对电动机转速的测量。

2. 实时显示直流电动机转速的实际测量值。

设计任务：利用单片机技术设计、制作一个显示电动机转速的速度测定系统。测量范围约为750～3000r/s，尽可能地提高测量误差，用4位LED数码管显示速度。

二.设计要求

1.用启动按键来启动单片机来检测电机的转速，用停止按键来停止检测。

2.用显示数码管来显示电机每秒中的转数。

三.设计器材

注释；所用到的直流电机本身就自带测量转速的传感器，所以在设计器材中就不需要传感器与驱动放大器ULN2003芯片

四.设计方案及分析

总体方案设计思路：

电机转动，利用电机本身自带的传感器采集信号并产生脉冲信号，送给单片机，单片机通过计数器计数计算，将采集到的信号用数码管显示出来，流程图如下：

电机传感器信号转换单片机处理数码管显示4.1 STC90C52AD功能参数介绍

图1 STC90C52AD

STC90C52AD 是由宏晶公司生产的高性能八位单片机。如图一所示。该芯片采用FLASH 存储技术，内部具有8KB 字节快闪存存储器，采用DIP 封装，是目前在中小系统中应用最为普及的单片机。

STC90C52AD 可构成真正的单片机最小应用系统，缩小系统体积，增加系统的可靠性，降低系统的成本。只要程序长度小于8K，四个I/O 口全部提供给用户。可用5V 电压编程，而且擦写时间仅需10 毫秒，仅为8751/87C51 的擦除时间的百分之一，与8751/87C51 的12V 电压擦写相比，易损坏器件，没有两种电源的要求，改写时不拔下芯片，适合许多嵌入式控制领域。工作电压范围（2.7V~6V），全静态工作，工作频率宽在0Hz～24MHz 之间，比8751/87C51 等51 系列的6MHz～12MHz 更具有灵活性，系统能快能慢。STC90C52AD 芯片提供三级程序存储器加密，提供了方便灵活而可靠的硬加密手段，能完全保证程序或系统不被仿制。P0 口是三态双向口，通称数据总线口，因为只有该口能直接用于对外部存储器的读/写操作。

STC90C52AD 单片机为40 引脚芯片如图1所示，在本设计中，主要用到P0 口、P2 口、P1.0 口及P3.0、P3.1、P3.2、P3.3 口。

P0 口：P0 口可作为通用I/O 口，但须外接上拉电阻，所以在设计显示数码管我们避免了使用P0 口这样大大简化了动态显示电路。

P1 口：8 位、双向I/0 口，内部含有上拉电阻。P1 口可作普通I/O 口。输出缓冲器可驱动四个TTL 负载；用作输入时，先将引脚置1，由片内上拉电阻将其抬到高电平。P1 口的引脚可由外部负载拉到低电平，通过上拉电阻提供电流。在FLASH 并行编程和校验时，P1 口可输入低字节地址。在串行编程和效验时，P1.5/MOSI,P1.6/MISO 和P1.7/SCK 分别是串行数据输入、输出和移位脉冲引脚。

P2 口：具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口。P2 口用做输出口时，可驱动4 各TTL 负载；用做输入口时，先将引脚置1，由内部上拉电阻将其提高到高电平。若负载为低电平，则通过内部上拉电阻向外部输出电流。在FLASH 并行编程和校验时，P2 口可输入高字节地址和某些控制信号。

单片机使用宏晶公司支持串口下载程序（ISP）的单片机，为STC90C52AD 课程设计配发的小电路板（ISP-MCU Basic circuit）电路原理图见图二。该板作为课程设计的核心电路板使用，板上有单片机及附属电路，RS-232 通信驱动电路，高低电平测试电路等。课程设计电路中需要的其他电路在此基础上扩展，通过插孔或导线连接。

4.2 硬件设计

4.2.1 方案设计

系统硬件部分包含输入模块，显示模块，控制模块，测速模块等，通过proteus进行硬件仿