电动机转速测量系统的设计毕业设计论文(编辑修改稿)

电动机转速测量系统的设计毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

尺寸 : (W H)mm。 引脚功能 第 1脚： VSS 为地电源。 第 2脚： VDD 接 5V正电源。 第 3脚： VO 为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个 10K的电位器调整对比度。 第 4脚： RS 为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。 第 5脚： R/W 为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。 当 RS 和 R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当 RS 为低电平 R/W为高电平时可以读忙信号，当 RS 为高电平 R/W 为低电平时可以写入数据。 第 6脚： E 端为使能端，当 E 端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。 第 7～ 14脚： D0～ D7为 8位双向数据线。 第 15脚：背光源正极。 第 16脚：背光源负极。 LCD 显示电路 本设计中 LCD 显示器的 714脚接单片机的 P0口， RS接 ， RW 接 ， EN 接 9 ，同时加上上拉电阻，该 LCD显示器为两行显示，第一行显示测得的当前速度值，第二行显示设置的高速值，低速值。 电路设计如下图 311所示。 图 311 液晶显示电路 本系统需要对预设的高低速值进行设置，需要用到键盘，键盘一般分为独立式键盘和矩阵键盘。 当按键数量较少时，用独 立键盘较合适。 当按键数量较多时，往往采用矩阵式键盘，可以节省 I/O 接口线，而且键位越多，情况越明显，矩阵键盘用 I/O 接口线组成行、列结构，键位设置在行列 的交点上。 例如 4*4的行、列结构可组成 16个键的键盘，比一个键位用一根 I/O 接口线的独立式键盘少了一半的 I/O 接口线。 在本设计中，矩阵式键盘直接连接于单片机的 P1口。 P1的 8条 I/O口线分为 4条行线和 4条列线 ， ， ， 按键开关的两端分别接在行线和列线上。 其接口电路见图 312。 图 312 键盘电路图 由图和相应的键的键值定义的各个键的功能如下： S1~S4 号键： 高速值 10，高速值 1，高速值 +1，高速值 +10； S5~S8 号键： 低速值 10，低速值 1，低速值 +1，低速值 +10； 10 S9~S12 号键： 无定义； S13~S16 号键： 按键声开，按键声关，报警声开，报警声关。 蜂鸣器报警电路设计 蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中，作为发声器件。 蜂鸣器发声原理：电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场来驱动振动膜发声的，因此需要一定的电流才能驱动它， 单片机 IO 引脚输出的电流较小，单片机输出的 TTL 电平基本上驱动不了蜂鸣器，因此需要增加一个电流放大的电路。 报警模块主要负责声音报警，报警电路均比较简单，声光报警由单片机引脚接上拉电阻，晶体管及扬声器构成，电路 接线图见 图 313。 图 313 蜂鸣器报警电路 蜂鸣器的正极性的一端连接到 5V电源上面，另一端连接到三极管的集电极，三极管的基极和一个 1K的电阻串联由单片机的 ，当 ，电路导通，蜂鸣器响，当 ，电路不导通，蜂鸣器不响，由 101010‥的高低电平，驱动声光报警电路报警。 当测得的转速不足所设定的低速值时，则发光二极管 DS3亮。 若测得的转速值高于所设计的高速值时，则发光二极管 DS5亮。 当测得的转速值在设定的低速值和高速值之间时，则发光二极管 DS4亮。 11 第四章 软件设计 系统开发环境 随着单片机开发技术的不断发展，单片机的开发软件也在不断发展， Keil 软件是目前流行的用于开发 51 系列单片机的软件。 该软件提供了包含 C 编译器、宏汇编、链接器库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（μVision）将这些部分组合在一起。 运行 Keil 软件需要 Pentium 或以上的 CPU， 16MB 或更多 RAM、 20MB 以上空闲的硬盘空间、 Win9 NT、 Win20 WinXP 等操作系统。 其界面见图 51. 图 41 Kell 运行环境界面 系统开发语言 KeilC51 是美国 Keil Software 公司出品的 51系列兼容单片机 C语言软件开发系统。 与汇编相比， C 语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。 用过汇编语言后再使用 C来开发，体会更加深刻。 C 语言具有良好的模块化，容易阅读和维护等优点。 由于模块化，用 C 语言编写的程序有很好的可移植性，功能化代码能够很方便地从一个工程移植到另一个工程，从而减少开发时间。 用 C 语言编写程序比用汇编编写程序更符合人们的思考习惯，开发者可以更专心地考虑算法 而不是考虑一些细节问题，这样就减少了开发和调试时间。 使用像 C 这样的语言，编写者不必十分熟悉处理器的运算过程。 很多处理器支持 C编译器，这意味着对新的处理器也能很快上手，而不必知道处理器的具体内部结构，这使得用 C 语言编写的程序比汇编程序有更好的可移植性。 所以在本毕业设计中选用单片机 C语言来进行程序代码的编写。 12 软件总体设计 根据系统要求，对软件进行了整体设计，该软件系统实现的功能是在单片机内部计数，在计算出转速后进行显示，设定按键的各个功能，实现声光报警。 整个系统软件由主程序、 T0 中断服务子程序 ，键盘扫描子程序，转速值计算显示子程序，蜂鸣器子程序及延时子程序等组成。 软件总体框图见图 42。 系 统 主 程 序T O 中 断 服 务 子 程 序 键 盘 扫 描 子 程 序转 速 值 计 算 及 显 示子 程 序初 始 化蜂 鸣 器 报 警 子 程 序 图 42 总体框图 主程序主要完成系统初始化功能，包括 LCD 显示初始化，定时 /计数器初始化，中断开、关等功能。 中断程序主要完成定时、计数功能。 转速值显示子程序主负责将测得的当前转速值的显示和设定的高速、低速值的显示。 蜂鸣器程序主要完成报警功能。 主程序流程图见图 43。 L C D 液 晶 显 示 初 始 化定 时 /计 数 器 初 始 化C P U 开 中 断定 时 器 T 0开 中 断启 动 定 时 器 T 0， 计 数 器 T 1开 始等 待 中 断 图 43主程序流 程图 13 第五章 系统调试 Protues 仿真 Proteus 软件是一种低投资的电子设计自动化软件，提供可仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元器件和多达 30多个元件库。 Proteus 软件提供多种现实存在的虚拟仪器仪表。 此外， Proteus 还提供图形显示功能，可以将线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示出来。 这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标，例如极高的输入阻抗、极低的输出阻抗，尽可能减少仪器对测量结果的影响， Proteus 软件提供丰富的测试信号用于电路的测试。 一台计算机、一套电子仿真软件，在加上一本虚拟实验 教程，就可相当于一个设备先进的实验室。 以虚代实、以软代硬，就建立一个完善的虚拟实验室。 在计算机上学习电工基础，模拟电路、数字电路、单片机应用系统等课程，并进行电路设计、仿真、调试等。 在 Proteus 软件中画出原理图 ,向单片机中加入需要调试的程序的 HEX 文件 ,便可以进行调试了 . 利用 Proteus 实现单片机系统开发过程一般分为四步： Proteus 平台上进行单片机系统电路设计、选择元器件、接插件、连接电路和电气检测等（简称 Proteus 电路设计）； Proteus 平台上进行单片机系统源程序设计、 编辑、汇编编译、调试，最后生成目标代码文件（ *.hex）（简称 Proteus 软件设计）； Proteus 平台上将目标代码文件加载到单片机系统中，并实现单片机系统的实时交互、协同仿真（简称 Proteus 仿真）； ，安装实际单片机系统电路，并将目标代码文件（ *.hex）下载到实际单片机中运行、调试。 若出现问题，可与 Proteus 设计与仿真相互配合调试，直至运行成功（简称实际产品安装、运行与调试）。 笔者的实践证明：按照 Proteus 仿真通过的设计来安装的实际系统，只要安装正确、元器件无误，焊接 牢靠，基本都能顺利通过 [。 由于在虚拟仿真电路图中，没有电机及传感器， 在 Proteus 软件里仿真的效果图如下所示： 14 系统调试结果 调试结果，系统实现预期各个功能： （ 1）在 LCD 液晶显示器上实时显示测得的转速值。 （ 2）按键时各个按键的功能完全实现。 （ 3）超过了预定的高速值或低于预定的低速值时，蜂鸣器报警，同时相应的灯亮。 15 结 论 此次毕业设计是我大学生活中重要的一步，经过几个月的努力终于按要求完成本设计任务 书的要求，获得预期的效果，期间也提高了自身各方面的能力，从开题到查资料、设计电路、编写程序直到完成设计，每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。 本毕业课题是电动机转速测量系统的设计，所设计的系统能实现以下功能： ，输出信号经信号调理后，通过单片机对连续脉冲计数来实现转速测量； LCD1602液晶显示器实时显示所测得的转速值；。 低速值进行相关设置；。 通过这短短的几月的设计，也得到了很多收获。 首先，巩固了以前学 习的知识，更深层次地研究和学习电子方面的知识和原理； 其次，加强了单片机知识的掌握，提高了对单片机键盘模块、显示模块、测量模块等周边模块应用的能力，特别是在调试过程中掌握了软件和硬件充分结合的调试方法，体会到了实践中得出理论、理论中去实践的研究学习过程。 本次设计让我深深的感受到以后在做任何事情时，我们需要的不仅是知识，还需要细心，需要耐心，需要实践。 16 致 谢 本文介绍的应用于霍尔传感器系统在电机转速这一领域的应用，实现了单片机对电机转速的测量以及和 PC通信的数据传送。 可以对电机转速 的平稳性做个分析。 关于本次毕业设计，感受颇多。 总的来说是可以的，富有收获的，尽管其中充满了艰辛与困难。 但看到自己的成果时，所有的艰辛与疲倦都抛到了九霄云外。 一种成就感在心头油然而生。 另外一方面，在自己的亲身实践中，也发现了自己的一些不足的地方，有待进一步提高与改善。 此次毕业设计任务是高精度大范围的电机转速测量系统，在实际调试中遇到的种种问题使我在设计与调试中学习到了许多知识。 整个毕业设计过程是对自己大学三年所学知识归纳总结和应用，也。