基于51单片机的电机转速测量与显示系统课程设计
基于C51单片机直流电机测速仪设计
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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单片机测电机转速LCD显示
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主程序* 文件名称: Jiuzhouxuese.c 转速计的设计(LCD显示)的主程序* 原理: T1计数,T0计时,电动机每转动一周产生16个脉冲,T1采集一分钟内的脉冲数,后即可计算出转速* 版本信息: 2011-10-23---------------------------------------------------------------*/#include "LCD1602.h"#include<reg51.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charbit flag; //计满1秒钟标志位uchar count=100; //储存定时器T0中断次数uint Speed; //储存电机转速uchar DispBuffer[4];//存放转换成液晶显示字符(ASCII)的数组/*------------------------------------------------------------功能:主函数说明:使用晶振为12MHz的芯片,定时0.01秒。
计时器初值为C=65536-0.01/10^(-6)=0D8F0H---------------------------------------------------------------*/void main(void){TMOD=0x51;//T1工作于计数模式1,T0工作于计时模式1;TH0=0xd8; //定时器T0赋初值TL0=0xf0;EA=1; //开总中断ET0=1; //定时器T0中断允许TR0=1; //启动定时器T0while(1){TR1=1; //计数T1启动TH1=0; //计数T1高8位赋初值0TL1=0; //计数T1低8位赋初值0flag=0; //时间还未满1秒钟while(flag==0) //时间未满等待Speed=(TH1*256+TL1)*60/16; //计算速度,每周产生16个脉冲}}/*-------------------------------------------------------------函数功能:定时器T0的中断服务函数--------------------------------------------------------------*/void Time0(void ) interrupt 1 using 1 //定时器T0的中断编号为1,使用第1组工作寄存器{count--; //T0每中断1次,count减1LCD_Initial();//液晶初始化if(count%4==0){DispBuffer[0]=Speed/1000+0x30; //将显示数据并分解出千位转换成ASCII码}if (count%4==1){DispBuffer[1]=Speed%1000/100+0x30;//将显示数据并分解出百位转换成ASCII码}if(count%4==2){DispBuffer[2]=Speed%100/10+0x30;//将显示数据并分解出十位转换成ASCII码}if(count%4==3){ DispBuffer[3]=Speed%10+0x30 ; // 将显示数据并分解出个位转换成ASCII码}LCD_Prints(1,0,DispBuffer);//LCD显示数据while(0);if(count==0) //若累计满100次,即计满1秒钟{flag=1; //计满1秒钟标志位置1count=100; //清0,重新统计中断次数}TH0=0xf0; //定时器T0重新赋初值TL0=0xd8;}LCM1602驱动程序/************************************* *************************************File Name: LCD1602.hAuthor: JiuzhouxunseCreated: 2011/10/23************************************* ************************************* */#ifndef _LCD_1602_H#define _LCD_1602_H#include<reg51.h>#include<intrins.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned char定义接口************************************* sbit LcdRs = P2^0;sbit LcdRw = P2^1;sbit LcdEn = P2^2;sfr DBPort = 0x80;//P0=0x80,P1=0x90,P2=0xA0,P3=0xB0.数据端口//内部等待函数************************************* ************************************* unsigned char LCD_Wait(void){LcdRs=0;LcdRw=1; _nop_();LcdEn=1; _nop_();//while(DBPort&0x80),在用Proteus仿真时,屏蔽此语句,否则会进入死循环!LcdEn=0;return DBPort;//向LCD写入命令或数据************************************* ***********************#define LCD_COMMAND 0 // 命令#define LCD_DATA 1 // 数据#define LCD_CLEAR_SCREEN 0x01// 清屏#define LCD_HOMING 0x02 // 光标返回原点void LCD_Write(bit style, unsigned char input){LcdEn=0;LcdRs=style;LcdRw=0; _nop_();DBPort=input; _nop_();//注意顺序LcdEn=1; _nop_();//注意顺序LcdEn=0; _nop_();LCD_Wait();}//设置显示模式************************************* ***********************#define LCD_SHOW 0x04 //显示开#define LCD_HIDE 0x00 //显示关#define LCD_CURSOR 0x02 //显示光标#define LCD_NO_CURSOR 0x00 //无光标#define LCD_FLASH 0x01 //光标闪动#define LCD_NO_FLASH 0x00 //光标不闪动void LCD_SetDisplay(unsigned char DisplayMode){LCD_Write(LCD_COMMAND,0x08|DisplayMode);}//设置输入模式************************************* ***********************#define LCD_AC_UP 0x02#define LCD_AC_DOWN 0x00// 为缺省设置#define LCD_MOVE 0x01 // 画面可平移#define LCD_NO_MOVE 0x00//画面不可平移void LCD_SetInput(unsigned char InputMode){LCD_Write(LCD_COMMAND,0x04|InputMode);}//初始化LCD********************************* ***************************void LCD_Initial(){LcdEn=0;LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38);//8位数据端口,2行显示,5*7点阵LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38);//此句不能省LCD_SetDisplay(LCD_SHOW|LCD_NO _CURSOR); //开启显示, 无光标LCD_Write(LCD_COMMAND,LCD_CL EAR_SCREEN); //清屏LCD_SetInput(LCD_AC_UP|LCD_NO_ MOVE); //AC递增, 画面不动}//************************************ ************************************ void LCD_Pos(unsigned char x, unsignedchar y){if(y==0)LCD_Write(LCD_COMMAND,0x80|x); if(y==1)LCD_Write(LCD_COMMAND,0x80|(x-0 x40));}void LCD_Prints(uchar x,uchar y, unsigned char *str){while(*str!='\0'){LCD_Write(LCD_DATA,*str);str++;}}Proteus仿真图。
基于51单片机的直流电机转速测控系统设计
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基于51单片机的直流电机转速测控系统设计0 引言目前使用的电机模拟控制电路都比较复杂,测量范围与精度不能兼顾,且采样时间较长,难以测得瞬时转速。
本文介绍的电机控制系统利用PWM 控制原理,同时结合霍尔传感器来采集电机转速,并经单片机检测后在显示器上显示出转速值,而单片机则根据传感器输出的脉冲信号来分析转速的过程量,并超限自动报警。
本系统同时设置有按键操作仪表,可用于调节电机的转速。
1 系统方案的制定直流电机控制系统主要是以C8051 单片机为核心组成的控制系统,本系统中的电机转速与电机两端的电压成比例,而电机两端的电压与控制波形的占空比成正比,因此,由MCU 内部的可编程计数器阵列输出PWM 波,以调整电机两端电压与控制波形的占空比,从而实现调速。
本系统通过霍尔传感器来实现对直流电机转速的实时监测。
系统的设计任务包括硬件和软件两大部分,其中硬件设计包括方案选定、电路原理图设计、PCB 绘制、线路调试:软件设计包括内存空间的分配,直流电机控制应用程序模块的设计,程序调试、软件仿真等。
2 硬件设计C8051 是完全集成的混合信号系统级MCU 芯片,具有64 个数字I/O 引脚,片内含有VDD 监视器、看门狗定时器和时钟振荡器,是真正能独立工作的片上系统,并能快捷准确地完成信号采集和调节。
同时也方便软件编程、干扰防制、以及前向通道的结构优化。
本单片机控制系统与外部连接可实时接收到外部信号,以进行对外部设备的控制,这种闭环系统可以较准确的实现设计要求,从而制定出一个合理的方案,图1 所示是电机测控系统框图。
本系统先由单片机发出控制信号给驱动电机,同时通过传感器检测电机的转速信号并传送给单片机,单片机再通过软件将测速信号与给定转速进行比较,从而决定电机转速,同时将当前电机转速值送LED 显示。
此外,也可以通过。
基于51单片机的直流电机转速测控系统设计
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基于51单片机的直流电机转速测控系统设计—内容提要:随着现代科技的不断发展,现在的电子产品越来越多,在早期,电子产品一般是纯硬件电路,没有使用单片机,电路复杂难以设计,也难以检查问题,随着微控制技术的不断完善和发展,集成芯片越来越多,单片机便出来了,换言之,单片机的应用是对传统控制技术的一场革命。
具有划时代的意义。
在电机控制方面也是靠人的感觉,没有侧速和侧距的概念,以前人机界面一般采用LED数码二极管,随着LCD液晶显示器的出现,人机界面更加人性化、智能化,它能显示数字、汉字和图象,控制LCD液晶显示器也很方便,电路设计也比较简单;加上单片机,组合实现的功能也比较强大,还可方便以后电路的升级与扩展。
本文结合LCD显示、电机控速、红外侧距、键盘操作等多种技术,实现了基于51单片机的电机转速测量控制系统的设计。
本文从第二章方案论证与选择开始,就阐述了该系统的基本工作原理、所采用的相关技术等,进而交代了电机转速测量控制的实现方法。
最后重点阐述了LCD液晶显示和案键部分。
该设计经过测试,实现了在LCD上的菜单多级滚动显示,达到预期的设计效果。
基于该系统在LCD上实现菜单控制系统在电路图设计比较方便,主要分为四部分,电源部分、安键部分、LCD显示部分和控制部分;较复杂的是在控制软件部分,软件控制部分分为三部分,一部分是安键判断部分、菜单控制部分和显示部分。
关键词:单片机电机液晶显示器按键红外元件目录一、引言 4二、方案论证 4(一)基于嵌入式单片机的设计方案 4(二)基于EDA为核心的设计方案 5(三)方案选择 5三.结构设计 5(一)CPU控制模块 6(二)键盘模块7(三)LCD液晶显示模块7(四)电源模块8(五)红外侧距模块9(六)PWM电机控制模块9四、各硬件模块设计9(一)电源设计9(二)键盘设计10(三)LCD液晶显示设计11(四)CPU硬件设计13(五)时钟模块15(六)红外测速模块15(七)电机模块16五、软件设计17(一)初始化和主程序模块17(二)按键模块19(三)显示部分21(四)电机程序设计说明35六、测试报告35七、总结38八、附录38参考文献591 引言直流电机监控系统是机电产品中的重要环节,其控制性能反映了机电设备的控制质量。
C51单片机在电机转速测量仿真系统中的设计
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C51 单片机在电机转速测量仿真系统中的设计单片机电机转速测量系统仿真系统采用单片机中T1 计数器对转速脉冲进行计数。
定时器T1 工作于外部事件计数方式,对转速脉冲计数; T0 工作于定时器方式。
每到1 s 读1 次计数值,此值即为脉冲信号的频率,根据式(1)可计算出电机的转速。
转速检测装置的软件系统主要包括:测速主程序、数据处理子程序和显示子程序。
单片机上电后,系统进入准备状态。
首先进行初始化,然后读取脉冲数据进行运算,将转速显示在LCD 上。
需要这款仿真及C 语言程序的爱好者可从文章配图左上角网址上了解。
该单片机电机转速测量系统仿真仿真采用测频法“M法”测量电机转速。
即在一定测量时间T 内,测量脉冲发生器(替代输入脉冲)产生的脉冲数m1 来测量转速,计算式如下:n=60m/TP,式中:P-为转轴转一周脉冲发生器产生的脉冲数;n-转速单位:(转/分);T-定时时间单位:(秒)。
在该方法中,测量精度是由于定时时间T 和脉冲不能保证严格同步,以及在T 内能否正好测量外部脉冲的完整的周期,可能产生的1 个脉冲的量化误差。
因此,为了提高测量精度,T 要有足够长的时间。
定时时间可根据测量对象情况预先设置。
设置的时间过长,可以提高精度,但在转速较快的情况下,所计的脉冲数增大(码盘孔数已定情况下),限制了转速测量的量程。
而设置的时间过短,测量精度会受到一定的影响。
转速部分软件设计思路:AT89S52 单片机的P3.5 口接收传感器的信号。
电路由显示电路、AT89S52 单片机,单片机时钟电路,复位电路,等组成。
中断服务程序INT0,软件需要解决的是定时器T0 的记数和外部计数器T1 的协调工作。
由于测量的转速范围大,所以低速和高速都要考虑在内,软件工作流程:传感器检测出电机转动一转的脉冲数,由单片机的P3.5 端口送入单片机,由单片机的内部计数器T1 计数,启动计数时,发送一个信号TR0=1,内部定时器T0 开始时,TH0、TL0 设定初值为0。
基于51单片机测电机转速的设计
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基于51单片机测电机转速的设计[摘要]:本课题设计了一种基于单片机的电子测速仪,测速仪以89C51为数据处理主控芯片。
测速仪的主要组成部分:霍尔传感器、以89C51芯片为核心的密码锁的数据处理与控制电路、输出显示电路。
另外系统还有LED报警灯,单片机复位电路等。
测速电路的关键问题是物理信号到电信号的转换,以及脉冲的产生、报警与复位。
同时该测速仪具有低能耗、体积小、使用方便,非接触等优点,具有很强的使用价值[关键词]:单片机;测速仪51 singlechip design of measurement of motor speed based onAbstract:This project is to design a kind of electronic measurement instrument based on single chip microcomputer, velocimetry using 89C51 as main control chip data processing.Main components: Holzer velocimetry sensors, taking the 89C51 chip as the corecryptographic data processing and control circuit, the lock output display circuit.Another system and LED warning lamp, microprocessor reset circuit etc.. The keyproblem of conversion speed measuring circuit is a physical signal to electrical signal,and the pulse generation, alarm and reset. At the same time, the instrument has theadvantages of low energy consumption, small volume, convenient use, non - contactand other advantages, has the very strong use valueKeywords:MCU; velocimetry目录第一章绪论 (3)1.1测速仪的背景与分类 (3)1.2测速仪的运用于发展 (3)1.3本设计的意义与要求.................................................. .1 第二章单片机测速仪的主要元件介绍.. (2)2.1单片机89c51的介绍 (2)2.2 霍尔元件的介绍 (5)2.3比较器LM393的介绍............................................................................. (6)第三章基于单片机测速的工作概述以及原理分析 (9)3.1基于单片机测速的工作概述 (9)3.2系统硬件总电路图............................................................................. .. (9)3.3检测电路模块............................................................................. (9)3.4复位电路模块 (10)3.5晶振电路模块 (11)3.6电源电路模块 (11)3.7显示电路模块............................................................................. (12)3.8报警电路模块............................................................................. (12)第四章单片机测速系统组成 (13)4.1转速测量系统原理框图 (13)4.2系统软件框图 (13)第五章系统软件设计 (14)5.1系统流程序 (14)5.1.1系统主程序流程图............................................................................. (14)5.1.2测速程序流............................................................................. . (15)5.1.3 显示流程图............................................................................. (16)5.2程序............................................................................. . (21)第六章单片机测速电路实物运行 (22)6.1实物整体图......................................................... .226.2 测速显示 (23)6.2.1转速显示............................................................................. (23)6.2.2低速报警显............................................................................. . (24)6.2.3高速报警显示............................................................................. (25)小结............................................................................. ............................................................................... . (26)致谢 (27)附录一单片机测速PCB原理图............................................................................. . (28)附录二单片机测速元器件清单............................................................................. .. (29)参考文献............................................................................. ............................................................................... . (30)第一章绪论1.1测速仪的分类目前测量电机转速的方法很多,按照不同的理论方法,先后产生过模拟测速法(如离心式转速表、用电机转矩或者电机电枢电动势计算所得)、同步测速法(如机械式或闪光式频闪测速仪)以及计数测速法。
基于51单片机数字转速测量仪设计
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单片机与按 键控制模块
显示模块
脉冲发生器 模块
DS1302时间 日期模块
语音模块
温度测量显 示模块
单片机主控模块
显示模块
两个MC74HC02AN分别通 过或非经过单片机实现对于两 个锁存器74LS573的选择和 控制,而ULN2803A则通过 提供驱动电流实现对于不同位 的显示。
脉冲发生器模块
若需要源程序请发邮件 1011524260@
• • • • •
用555振荡器脉冲模拟转速 显示时间,语音问候,转速测量 具有实时年月日显示与切换功能。 实现了温度测量显示 报出测得的转速
555构成 的多谐 振荡电 路
温度 转速 显示 显示日历 显示来自89C52单片 机
语音问候
显示驱 动电路
发送44开始转 换
发送CC
延时,复位
语音模块设计
S1 • 利用实验指导书上的实验24,对语音芯片进行录音,并记录各个 语音的地址
S2
• 在主程序中加入各个语音的地址和播放语音子程序
S3
• 调用测量转速子程序
S4
• 根据测得的转速数据,按位搜索语音芯片内的地址, 进行播放
动态扫描数码管程序流程
主程序接收所显示数 组,初始位码
开定时器,进 入循环扫描
扫描一周期后 重置位码继续 扫描
由位码查询第 几位
按地址传送段 码与位码
读取数组,查 询段码
S1
• 检测S1是否按下 • 如果按下S1键,启动日历模块,并向DS1302置入初值
S2
• 运行显示程序,将当前日历显示在数码管上
555构成的多
谐振荡器进行 模拟 555产生的频率 约为63.44Hz到 533.33Hz
课程设计基于单片机的直流电机测速调速及显示系统设计
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基于单片机的直流电机测速、调速及显示系统设计课程设计报告题目: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要紧研究了利用Quick51系列单片机操纵PWM信号从而实现对直流电机转速进行操纵的方式。
单片机具有体积小、功能强、本钱低、应用面普遍等优势,能够说,智能操纵与自动操纵的核心确实是单片机。
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式确实是理论与实践并重,本文用8051单片机自制了一个采纳了专门的芯片组成了PWM信号的发生系统,而且对PWM信号的原理、产生方式和如何通过软件编程对PWM信号占空比进行调剂,从而操纵其输入信号波形等均作了详细的论述。
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)Quick51的技术简介和进展前景 (3)1.2.1 SmartSOPC与Quick51 (3)1.2.2 Quick51特性 (4)第二章整体方案设计 (5)8051单片机简介 (6)PWM信号发生电路设计 (12)2.2.1 P WM的大体原理 (12)128*64液晶显示 (13)第三章硬件设计与连接 (13)传感器电路设计 (13)信号处置电路设计 (16)存储器电路设计 (17)I2C总线概述 (17)存储器电路 (18)显示电路设计 (18)PWM信号发生电路设计 (19)第四章软件设计 (20)系统软件总流程图 (20)程序清单 (21)答辩问题 (22)第一章概述1.1概述本文要紧研究了利用Quick51系列单片机,通过PWM方式操纵直流电机调速的方式。
冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其成效大体相同。
PWM操纵技术确实是以该结论为理论基础,使输出端取得一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲,用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。
按必然的规那么对各脉冲的宽度进行调制,既可改变逆变电路输出电压的大小,也可改变输出频率。
转速测量系统设计基于51单片机的转速测量系统
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由专业人员将敏感元件和相应的测量电路、传递机构以适当的形式制成不同类型、不同用处的传感器,根据原理输出电量。该电量可以是模拟量或数字量,现代传感器还可以输出开关量,用于数字逻辑电路。
(3)通过测量仪表拾取被测信号
目前有许多测量仪表用于各种测量中,有大信号输出、有BCD码输出等,但价格昂贵,专业性强,一般不适合通用系统。通用的转速测量系统大都采用一种俗称“码盘”的传感装置,将圆形的码盘固定在转轴上,码盘上有若干规则排列的小孔,用光电偶来输出电信号,以反映转速对应关系,即是将转轴的速度以脉冲形式反映出来,通常有计要求,在系统工作原理的基础上,具体确定系统中所要使用的元器件,设计出系统的原理框图、电路原理图。
摘要
本文是基于51单片机的转速测量系统,其测量方法较多,随着单片机对脉冲信号的处理能力越来越强大,使得全数字量系统越来越普及,并且使转速测量系统也可以用全数字化处理。
本设计利用霍尔效应对旋转物体进行检测的转速测量系统。该系统采用UGN3144霍尔传感器把转速信息转换为电压输出,输出电压经整形电路送入STC89C51单片机进行数据处理并用四位7段LED显示器显示测量结果。文中首先阐述了构成该系统的原理、硬件的实现方法,在该系统中对信号频率进行测量是首要任务,通过各种测量方法的对比下,该系统应采用测频法测量。其次,在软件设计部分,此系统包含系统初始化程序的设计、数据接收和处理程序的设计、显示程序的设计三个模块。最终,给出各部分的原理框图、电路图及转速测量的程序流程图,并编出其具体的程序。
3.单片机
单片机是整个测量系统的主要部分,担负对前端脉冲信号的处理、计算、以及信号的同步,计时等任务,其次,将测量的数据经计算后,将得到的转速值传送到显示接口中,用数码管显示数值。在本系统中考虑到计数的范围、使用的定时,计数器的个数及I/O口线,预选用89C51单片机。具体工作情况在后讨论。
基于单片机的电机转速测量系统设计
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基于单片机的电机转速测量系统设计一、绪论电机是现代工业生产中常用的电力传动装置,其转速的准确测量对于工业生产的稳定运行和质量控制具有重要意义。
本文设计了一种基于单片机的电机转速测量系统,通过对电机转速的实时监测和数据采集,实现对电机运行状态的有效控制和管理。
二、系统设计方案1.硬件设计:a.使用单片机作为控制核心,选择适合的单片机芯片,如STC89C52b.采用光电传感器作为转速检测元件,通过将光电传感器的发光管与光敏电阻相对应,并将其安装在电机转轴上,当转轴旋转时,光敏电阻会根据光线的变化产生电信号,通过电压变化实现转速测量。
c.添加滤波电路,通过对信号进行滤波处理,保证测量结果的稳定性和准确性。
d.利用LCD液晶显示模块,显示电机的实时转速。
e.设计相关电源和电路,保证系统正常运行。
2.软件设计:a.使用C语言编程,通过单片机的编程框架,编写测量转速的程序。
b.通过定时器中断的方式,实时采集光电传感器的信号,并进行信号处理,得到电机的实时转速值。
c.将转速值存储在内部存储器中,以备后续分析和处理。
d.利用LCD液晶显示模块,将转速值显示在LCD屏幕上,实现实时监测。
三、系统特点1.精确度高:通过光电传感器和滤波电路的配合使用,能够准确测量电机的转速,保证测量结果的准确性。
2.实时监测:通过单片机的编程,能够实时监测电机的转速,及时发现异常情况并进行处理。
3.数据采集:可以将转速数据存储在内部存储器中,方便后续分析和处理,实现对电机的有效控制和管理。
4.易于操作:通过LCD液晶显示模块,能够直观地显示转速值,操作简单方便。
5.低成本:该系统采用单片机作为核心,硬件设备简单,成本较低。
四、系统优化1.添加报警功能:当电机转速超过设定值或低于设定值时,系统能够及时发出警报提示操作人员,防止电机在异常情况下继续运行,保护设备安全。
2.添加通信功能:通过添加通信模块,将转速数据传输至上位机或者其他设备,实现对电机的远程监控和控制。
00基于51单片机的电机转速测量与显示系统
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ORG 0000H ;单片机主程序入口地址LJMP MAINORG 0003H ; 外部中断0入口地址LJMP INTER0ORG 000BH ; 定时器0入口地址LJMP TIMER0INIT_T0: ; 子程序,初始化定时器0MOV TMOD,#01H ; 定时器0工作方式1,16位计数器MOV R2, #20 ; 1s=1000ms=20*50msMOV TL0,#00H ; 对于f=11.0592MHz的晶体振荡器MOV TH0,#4CH ; (2^16-x)*(f/12)=50ms,x=4C00H SETB ET0SETB EASETB TR0RET ; 返回,returnMAIN: ; 主程序MOV SP,#60H ; 设置堆栈位置MOV R0,#44H ; 显示数据开始存放地址MOV R1,#0 ; 数码管位数MOV 43H,#1 ; 千位MOV 42H,#2 ; 百位MOV 41H,#3 ; 十位MOV 40H,#4 ; 个位SETB EX0 ;初始化外部中断0,允许中断源SETB EA ;初始化外部中断0,允许总中断SETB IT0 ;初始化外部中断0,下降沿触发方式CALL INIT_T0 ; 调用子程序初始化定时器0LOOP1: MOV A,@R0MOV DPTR,#TAB01MOVC A,@A+DPTRMOV P0,A ; 向数码管发送数据MOV A,R1MOV DPTR,#TAB02MOVC A,@A+DPTRMOV P2,A ; 选中某个数码管CALL DELAY ; 延时INC R0 INC R1CJNE R1,#4,LOOP1 ; 4个数码管显示完毕?MOV R0,#44H ; 显示数据开始存放地址MOV R1,#0JMP LOOP1 ; 反复执行DELAY: ; 延时子程序MOV R6,#2 ; (R6)=2DEL01: MOV R7,#250 ; (R7)=250DEL02: DJNZ R7,DEL02 ; R7减1不等于0跳转DJNZ R6,DEL01 ; R6减1不等于0跳转RET ; 返回TIMER0: ; 定时器0中断服务程序MOV TL0,#00H ; 对于f=11.0592MHz的晶体振荡器 MOV TH0,#4CH ; (2^16-x)*(f/12)=50ms,x=4C00HDJNZ R2,END_T0 ; 如果不到20次中断则不足1s MOV R2, #20 ; 1s=1000ms=20*50msMOV A, 40H ;准备显示个位MOV 44H, AMOV A, 41H ;准备显示十位MOV 45H, AMOV A, 42H ;准备显示百位MOV 46H, AMOV A, 43H ;准备显示千位MOV 47H, AMOV 40H, #0 ; 准备下一次测量转速MOV 41H, #0 ; 准备下一次测量转速MOV 42H, #0 ; 准备下一次测量转速MOV 43H, #0 ; 准备下一次测量转速END_T0:RETI ; 中断返回,return interruptINTER0: ; 外部中断0中断服务程序MOV A,40HINC AMOV 40H,ACJNE A,#10,END_EX0MOV 40H,#0 ;个位大于10则修改为0,十位加1 MOV A,41HINC AMOV 41H,ACJNE A,#10,END_EX0MOV 41H,#0 ;十位大于10则修改为0,百位加1 MOV A,42HINC AMOV 42H,ACJNE A,#10,END_EX0MOV 42H,#0 ;百位大于10则修改为0,千位加1 MOV A,43HINC AMOV 43H,ACJNE A,#10,END_EX0MOV 43H,#0 ;千位大于10则修改为0END_EX0:RETI ; 中断返回,return interruptTAB01:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,099H ; 01234 段码DB 092H,082H,0F8H,080H,090H ; 56789段码DB 088H,083H,0C6H,0A1H,086H,08EH ; ABCDEF段码TAB02:DB 0EH,0DH,0BH,07H; 数码管位选END ; 程序结束。
MCS-51单片机电机转速控制及测速显示系统
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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
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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。
基于单片机的电机测速及显示课程设计
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单片机创新设计报告设计题目:基于单片机的电机测速及显示学院:机电工程学院专业:测控技术与仪器班级学号: 071 姓名:董新彬同组人员:李爽、朱浩波指导教师:王军冯梅林设计时间: 2010、10、10--2010、10、30单片机简介 (3)1.1单片机历史 (3)1.2 AT89C51的主要特性 (4)1.3管脚说明 (5)1.4振荡器特性 (7)1.5芯片擦除 (8)二、硬件电路的设计 (8)2.1 AT89C51下载器部分 (8)2.2电机驱动部分 (11)三、程序设计 (16)3.1 下载器程序 (16)3.2电机测速程序 (24)四、总结 (37)五、参考文献 (38)单片机简介单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。
概括的讲:一块芯片就成了一台计算机。
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。
同时,学习使用单片机了解计算机原理与结构的最佳选择。
1.1单片机历史1)第一阶段(1976-1978):单片机的控索阶段。
以Intel公司的MCS – 48为代表。
MCS – 48的推出是在工控领域的控索,参与这一控索的公司还有Motorola 、Zilog等,都取得了满意的效果。
这就是SCM的诞生年代,―单机片‖一词即由此而来。
2)第二阶段(1978-1982)单片机的完善阶段。
Intel公司在MCS – 48 基础上推出了完善的、典型的单片机系列MCS –51。
它在以下几个方面奠定了典型的通用总线型单片机体系结构。
①完善的外部总线。
MCS-51设置了经典的8位单片机的总线结构,包括8位数据总线、16位地址总线、控制总线及具有很多机通信功能的串行通信接口。
②CPU外围功能单元的集中管理模式。
③体现工控特性的位地址空间及位操作方式。
④指令系统趋于丰富和完善,并且增加了许多突出控制功能的指令。
3)第三阶段(1982-1990):8位单片机的巩固发展及16位单片机的推出阶段,也是单片机向微控制器发展的阶段。
单片机课程设计,电动机转速测量
![单片机课程设计,电动机转速测量](https://img.taocdn.com/s3/m/5a1c6b3d5727a5e9856a6157.png)
一、设计题目与要求电动机转速测量1 . 4位数码管显示转速2. 用按键切换显示设计任务:利用光电接近传感器和单片机技术设计、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、方案选定1 、选择实现转速测量的方法(1)根据测量方法分类转速是电动机极为重要的一个状态参数,在很多运动系统的测控中,都需要对电机的转速进行测量,速度测量的精度直接影响系统的控制情况,它是关系测控效果的一个重要因素。
不论是直流调速系统还是交流调速系统,只有转速的高精度检测才能得到高精度的控制系统。
在电机的转速测量中,影响测量精度的主要因素有两个:一是采样点的多少,采样点越多,速度测量结果越精确,尤其是对于低转速的测量。
二是采样频率,采样频率越高,采样的数据就越准确。
常用的数字测量方法电机转动速度的数字检测基本方法是利用与电动机同轴连接的光电脉冲发生器的输出脉冲频率与转速成正比的原理。
根据脉冲发生器发出的脉冲速度和序列,测量转速和判别其转动方向。
根据脉冲计数来实现转速测量的方法主要有:M 法(测频法)、T法(测周期法)和M/T法(频率/周期法)。
M法(测频法)在规定的检测时间内,检测光电脉冲发生器所产生的脉冲信号的个数来确定转速。
虽然检测时间一定,但检测的起止时间具有随机性,因此M法测量转速在极端情况下会产生士1个转速脉冲的误差。
当被测转速较高或电机转动一圈发出的转速脉冲信号的个数较大时,才有较高的测量精度,因此M法适合于高速测量。
T法(测周期法)是测量光电脉冲发生器所产生的相邻两个转速脉冲信号的时间来确定转速。
相邻两个转速脉冲信号时间的测量是采用对已知高频脉冲信号进行计数来实现的。
在极端情况下,时间的测量会产生士1个高频脉冲周期,因此T法在被测转速较低(相邻两个转速脉冲信号时间较大)时,才有较高的测量精度,所以T法适合于低速测量。
M/T法(频率/周期法)是同时测量检测时间和在此检测时间内光电脉冲发生器所产生的转速脉冲信号的个数来确定转速。
基于单片机的电机转速测量系统设计
![基于单片机的电机转速测量系统设计](https://img.taocdn.com/s3/m/5250d846a55177232f60ddccda38376baf1fe0fa.png)
基于单片机的电机转速测量系统设计摘要测速是工农业生产中经常遇到的问题,使用单片机技术设计测速仪表具有很重要的意义。
要测速,首先要解决是采样的问题。
在使用模拟技术制作测速表时,常用测速发电机的方法,即将测速发电机的转轴与待测轴相连,测速发电机的电压高低反映了转速的高低。
使用单片机进行测速,可以使用简单的脉冲计数法。
只要转轴每旋转一周,产生一个或固定的多个脉冲,并将脉冲送入单片机中进行计数,即可获得转速的信息。
系统结构本文主要针对电机的转速进行测量,然后用数码管把电机的转速显示出来。
装置主要有两部分构成。
1光电测速部分。
2测得的脉冲处理处理和显示部分。
光电测速部分主要由光电传感器构成。
脉冲处理部分主要经施密特触发器对接收到的脉冲进行波形校正,由单片机的T1口输入,经80C51处理后显示输出电机的转速。
脉冲信号的获得可以有多种方式来获得脉冲信号,这些方法有各自的应用场合。
下面逐一进行分析。
霍尔传感器霍尔传感器是对磁敏感的传感元件,常用于开关信号采集的有CS3020、CS3040等,这种传感器是一个3端器件,外形与三极管相似,只要接上电源、地,即可工作,输出通常是集电极开路(OC)门输出,工作电压范围宽,使用非常方便。
如图所示是CS3020的外形图,将有字面对准自己,三根引脚从左向右分别是Vcc,地,输出。
S3020外形图传感器获得脉冲信号,其机械结构也可以做得较为简单,只要在转轴的圆周上粘上一粒磁钢,让霍尔开关靠近磁钢,就有信号输出,转轴旋转时,就会不断地产生脉冲信号输出。
如果在圆周上粘上多粒磁钢,可以实现旋转一周,获得多个脉冲输出。
在粘磁钢时要注意,霍尔传感器对磁场方向敏感,粘之前可以先手动接近一下传感器,如果没有信号输出,可以换一个方向再试。
这种传感器不怕灰尘、油污,在工业现场应用广泛。
光电传感器光电传感器是应用非常广泛的一种器件,有各种各样的形式,如透射式、反射式等,基本的原理就是当发射管光照射到接收管时,接收管导通,反之关断。
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□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
二、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意?
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
作者签名:日 期:
学位论文原创性声明
本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
三、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意?
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3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
建议成绩:□优□良□中□及格□不及格
(在所选等级前的□内画“√”)
指导教师:(签名)单位:(盖章)
年 月 日
评阅教师评阅书
评阅教师评价:
一、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
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三、论文(设计)水平
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2)工程设计类题目的图纸,要求部分用尺规绘制,部分用计算机绘制,所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画
3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印
4)图表应绘制于无格子的页面上
5)软件工程类课题应有程序清单,并提供电子文档
5.装订顺序
1)设计(论文)
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
建议成绩:□优□良□中□及格□不及格
(在所选等级前的□内画“√”)
评阅教师:(签名)单位:(盖章)
年 月 日
教研室(或答辩小组)及教学系意见
教研室(或答辩小组)评价:
一、答辩过程
1、毕业论文(设计)的基本要点和见解的叙述情况
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
4、研究方法的科学性;技术线路的可行性;设计方案的合理性
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
5、完成毕业论文(设计)期间的出勤情况
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
二、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
7)参考文献
8)致谢
9)附录(对论文支持必要时)
2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括:任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)。
4.文字、图表要求:
1)文字通顺,语言流畅,书写字迹工整,打印字体及大小符合要求,无错别字,不准请他人代写
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
评定成绩:□优□良□中□及格□不及格
教研室主任(或答辩小组组长):(签名)
年 月 日
教学系意见:
系主任:(签名)
作者签名:日期: 年 月 日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
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涉密论文按学校规定处理。
作者签名:日期Байду номын сангаас 年 月 日
导师签名: 日期: 年 月 日
注意事项
1.设计(论文)的内容包括:
1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)
2)原创性声明
3)中文摘要(300字左右)、关键词
4)外文摘要、关键词
5)目次页(附件不统一编入)
6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论
2)附件:按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订
指导教师评阅书
指导教师评价:
一、撰写(设计)过程
1、学生在论文(设计)过程中的治学态度、工作精神
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、对答辩问题的反应、理解、表达情况
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
3、学生答辩过程中的精神状态
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
二、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格