MCS-51单片机电机转速控制及测速显示系统

//实例100：电机转速表设计#include<reg51.h> //包含单片机寄存器的头文件#include<intrins.h> //包含_nop_()函数定义的头文件sbit RS=P2^0; //寄存器选择位，将RS位定义为P2.0引脚sbit RW=P2^1; //读写选择位，将RW位定义为P2.1引脚sbit E=P2^2; //使能信号位，将E位定义为P2.2引脚sbit BF=P0^7; //忙碌标志位，，将BF位定义为P0.7引脚unsigned char code digit[ ]={"0123456789"}; //定义字符数组显示数字unsigned int v; //储存电机转速unsigned char count; //储存定时器T0中断次数bit flag; //计满1秒钟标志位/*****************************************************函数功能：延时1ms(3j+2)*i=(3×33+2)×10=1010(微秒)，可以认为是1毫秒***************************************************/void delay1ms(){unsigned char i,j;for(i=0;i<10;i++)for(j=0;j<33;j++);}/*****************************************************函数功能：延时若干毫秒入口参数：n***************************************************/void delay(unsigned char n){unsigned char i;for(i=0;i<n;i++)delay1ms();}/*****************************************************函数功能：判断液晶模块的忙碌状态返回值：result。

#include <reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar code tab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//段码表p0口uchar code tab_bit[]={0x07,0x0b,0x0d,0x0e};//位码表p2口低四位uchar count; //计数器,显示程序通过它得知现正显示哪个数码管uint shuzhi;uchar disp_buf[4]; //4字节的显示缓冲区void timer1() interrupt 3 //中断一次时间为3ms显示一位数码管值，显示一轮时间12ms,1s 动态显示80多次{uchar tmp;static unsigned int js=0;js++;TH1=(65536-3000)/256;TL1=(65536-3000)%256; //定时时间为3000个周期tmp=tab_bit[count]; //取位值P2=P2|0x0f; //P2与00001111B相或P2=P2&tmp; //P2与取出的位值相与tmp=disp_buf[count]; //取出待显示的数tmp=tab[tmp]; //取字形码P0=tmp;count++;if(count==4) count=0;}void main(){uint tmp;shuzhi=0;TMOD=0x15; //定时器0工作于计数方式1,定时器1工作于定时方式1TH1=(65536-3000)/256;TL1=(65536-3000)%256;//定时时间为3000个周期TR0=1; //计数器0开始运行TR1=1;EA=1;ET1=1;for(;;){tmp=shuzhi;disp_buf[3]=tmp%10;tmp/=10;disp_buf[2]=tmp%10;tmp/=10;disp_buf[1]=tmp%10;tmp/=10;disp_buf [0]=tmp%10;}}。

目录摘要 (2)一、设计题目与要求 (3)1 、选择实现转速测量的方法 (3)（1）根据测量方法分类 (3)（2）根据工作原理分类 (4)（3）几种具体的测量方法 (5)（4）光电开关具体的类型 (5)2 、测量系统的构成 (6)（1）信号拾取 (6)（2）整形倍频 (7)（3）单片机模块 (8)三、硬件电路设计 (9)1 .原理分析 (9)（1）显示部分 (9)（2）复位电路 (10)（3）信号 (10)（4）单片机时钟 (11)四、系统程序设置与调试 (12)1、单片机控制部分硬件调试 (12)2、数码管LED电路调试 (12)3、发送部分硬件电路调试 (12)（1）秒信号的产生 (14)（2）数码管的显示 (14)4、系统流程 (16)五、程序调试 (16)1 .基于Keil的程序调试 (16)实验总结 (21)原理图 (22)附录 (23)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。

摘要在工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，测量转速的方法分为模拟式和数字式两种。

模拟式采用测速发电机为检测元件，得到的信号是模拟量。

数字式通常采用光电编码器，霍尔元件等为检测元件，得到的信号是脉冲信号。

随着微型计算机的广泛应用，特别是高性能价格比的单片机的出现，转速测量普遍采用以单片机为核心的数字式测量方法。

本文便是运用AT89C51单片机控制的智能化转速测量仪。

电机在运行过程中，需要对其进行监控，转速是一个必不可少的一个参数。

本系统就是对电机转速进行测量，并可以和PC机进行通信，显示电机的转速，并观察电机运行的基本状况。

本设计主要用AT89C51作为控制核心，由霍尔传感器、LED数码显像管、HIN232CPE电平转换、及RS232构成。

详细介绍了单片机的测量转速系统及PC机与单片机之间的串行通讯。

充分发挥了单片机的性能。

本文重点是测量速度并显示在5位LED数码管上。

其优点硬件是电路简单，软件功能完善，测量速度快、精度高、控制系统可靠，性价比较高等特点。

关键字：MSC-51（单片机）；转速；传感器目录摘要 (1)Abstract .................................... 错误!未定义书签。

1 序言 (1)2 系统功能分析 (2)2.1 系统功能概述 (2)2.2 系统要求及主要内容 (3)3 系统总体设计 (4)3.1 硬件电路设计思路 (4)3.2 软件设计思路 (4)4 硬件电路设计 (6)4.1 单片机模块 (6)4.1.1 处理执行元件 (6)4.1.2 时钟电路 (10)4.1.3 复位电路 (11)4.1.4 显示电路 (12)4.2 霍尔传感器简介 (15)4.2.1 霍尔器件概述 (15)4.2.2 霍尔传感器的应用 (16)4.2.3 AH41霍尔开关 (17)4.3 发送模块 (18)5 软件设计 (22)5.1 单片机转速程序设计思路及过程 (22)5.1.1 单片机程序设计思路 (22)5.1.2 单片机转速计算程序 (23)5.1.3 二-十进制转换程序 (24)5.2 程序设计 (27)6 系统调试 (29)6.1 硬件调试 (29)6.2 软件调试 (30)6.3 综合调试 (32)6.4 故障分析与解决方案 (33)6.5 结论与经验 (34)参考文献 (36)致谢 (37)附录 (38)附录1 电路原理图 (38)附录2 元器件清单 (39)1 序言智能化转速测量可以对电机的转速进行测量，电机在运行的过程中，需要对其平稳性进行监测，适时对转速的测量有效地可以反映电机的状况。

单片机原理及应用课程设计报告书题目：用单片机控制直流电动机并测量转速******学号：**********专业：电子信息工程指导老师：***设计时间：2014年 11月信息工程学院目录1. 引言 (1)1.1 设计意义 (1)1.2 系统功能要求 (1)2. 方案设计 (1)3. 硬件设计 (3)3.1 AT89C51最小系统 (3)3.2 按键电路 (4)3.3 A/D转换模块 (4)3.4. D/A转换模块 (6)3.5 电机转速测量电路 (7)3.6 显示电路 (8)3.7 总电路图 (10)4. 软件设计 (111)4.1 系统主程序设计 (12)4.2 按键扫描程序设计 (12)4.3 显示子程序 (12)4.4 定时中断处理程序 (12)4.5 A/D转换程序 (13)5. 系统调试 (14)6. 设计总结 (16)7. 参考文献 (17)8. 附录A；源程序 (18)9. 附录B；电路原理总图、作品实物图片 (23)用单片机控制直流电动机并测量转速1 引言1.1. 设计意义电动机作为最主要的动力源，在生产和生活中占有重要地位。

电动机的调速控制过去多用模拟法，随着计算机的产生和发展以及新型电力电子功率器件的不断涌现，电动机的控制也发生了深刻的变化，本系统利用直流电机的速度与施加电压成正比的原理，通过滑动变阻器向ADC0809输入控制电压信号，经AD后，输入到AT89C51中，AT89C51将此信号转发给DAC0832，通过功放电路放大后，驱动直流电机。

1.2.系统功能要求单片机扩展有A/D转换芯片ADC0809和D/A转换芯片DAC0832。

通过改变A/D输入端可变电阻来改变A/D的输入电压，D/A输入检测量大小，进而改变直流电动机的转速。

手动扩展。

在键盘上设置两个按键——直流电动机加速键和直流电动机减速减。

在手动状态下，每按一次键，电动机的转速按照约定的速率改变。

用显示器LED或LCD显示数码移动的速度，及时形象地跟踪直流电动机转速的变化情况。

51单片机控制直流电机PWM调速
实验目的
1．掌握脉宽调制(PWM) 的方法。

2．用程序实现脉宽调制，并对直流电机进行调速控制。

实验设备
PC 机一台，单片机最小系统，驱动板、直流电机，连接导线等
实验原理
1．PWM (Pulse Width Modulation) 简称脉宽调制。

即，通过改变输出脉冲
的占空比，实现对直流电机进行调压调速控制。

2．实验线路图：
实验内容：
1. 利用实验室提供的单片机应用系统及直流电机驱动电路板，编制控制程序，实现直流电机PWM调速控制。

实验思考题
本实验中是通过改变脉冲的占空比，周期T 不变的方法来改变电机转速的，还有什么办法能改变电机的转速，应该怎么实现？
附件：
L298简介：
L298N 为SGS-THOMSON Microelectronics 所出产的双全桥步进电机专用驱动芯片( Dual Full-Bridge Driver ) ，内部包含4信道逻辑驱动电路，是一种二相和四相步进电机的专用驱动器，可同时驱动2个二相或1个四相步进电机，内含二个H-Bridge 的高电压、大电流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑准位信号，可驱动46V、2A以下的步进电机，且可以直接透过电源来调节输出电压；此芯片可直接由单片机的IO端口来提供模拟时序信号。

基于51单片机的数字测速系统的设计方案 0 引言 本方案所设计的基于霍尔元件的脉冲发生器要求成本低，构造简单，性能好。

在电气控制系统中存在着较为恶劣的电磁环境，因此要求产品本身要具有较强的抗干扰能力。

系统主要由AT89S52 单片机处理系统、电机、传感器检测单元、信号处理单元和显示系统等几个部分组成。

1 总体方案设计 对转速的测量实际上是对转子旋转引起的周期脉冲信号的频率进行测量。

霍尔元件测速法是利用霍尔开关元件测转速的。

霍尔开关元件内含稳压电路、霍尔电势发生器、放大器、施密特触发器和输出电路。

输出电平与TTL 电平兼容，在电机转轴上装一个圆盘，圆盘上装若干对小磁钢，小磁钢越多，分辨率越高，霍尔开关固定在小磁钢附近，当电机转动时，每当一个小磁钢转过霍尔开关，霍尔开关便输出一个脉冲，计算出单位时间的脉冲数，即可确定旋转体的转速。

其系统框图如图1 所示。

2 系统硬件电路设计 该系统包括霍尔传感器、隔离整形电路、主CPU、显示电路、报警电路及电源等部分。

其测量过程是测量转速的霍尔传感器和电机机轴同轴连接，机轴每转一周，产生一定量的脉冲个数，由霍尔器件电路输出，经隔离整形后送入单片机进行处理，单片机收到信号将该值数据处理后，在LCD 液晶显示器上显示出来。

一旦超速，CPU 通过蜂鸣器进行报警。

2.1 传感器的选择 测量电机转速的第一步就是要将电机的转速表示为单片机可以识别的脉冲信号，从而进行脉冲计数。

利用霍尔器件检测脉冲信号因其具有结构牢固、体积小、重量轻、寿命长、安装方便等优点。

当电机转动时，带动传感器运动，产生对应频率的脉冲信号，经过信号处理后输出到计数器或其他的脉冲计数装置，进行转速的测量。

2.2 微处理器的选择 为了减少体积与功耗，采用较常使用且较经济的AT89S52单片机：AT89S52 是一种低功耗、高性能CMOS 的8 位微控制器，具有8K 在系统可编程存储器。

其最小系统包括单片机AT89S52接口电路、晶振电路、复位电路。

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。

MCS—51单片机控制的直流电动机自动调速系统
程绪和
【期刊名称】《安庆师范学院学报：自然科学版》
【年(卷),期】1994(000)001
【摘要】现代工业生产中,电动机是主要的驱动设备,目前在电力拖动系统中已大量采用晶闸管(即可控硅)装置向电动机供电的KZ—D拖动系统,取代了笨重的发电动—电动机的F—D系统。

图一就是一常用的双闭环直流电机KZ—D拖动自控系统。

图中虚线部分
【总页数】3页(P62-64)
【作者】程绪和
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TM33
【相关文献】
1.80C196MC单片机控制永磁无刷直流电动机调速系统 [J], 刘晓林
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3.计算机中用MCS-51单片机实现调幅度的自动控制 [J], 翟微
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5.MCS—51单片机控制的异步机变频器调速系统 [J], 张瑞祥;张泽全
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目录绪论 (2)第1章参数计算 (3)第2章系统设计 (4)2.1 硬件设计 (4)2.1.1控制芯片——AT89C51单片机 (5)2.1.2直流测速发电机 (5)2.1.3 模数转化器件——ADC0809 (7)2.1.4 数码管 (11)2.1.5 综合接线图 (11)2.2 软件设计 (12)2.2.1 程序设计思路说明 (12)2.2.2 总程序控制流程图 (12)2.2.3 ADC0809工作流程图及程序 (13)2.2.4 显示部分工作流程图及程序 (14)第3章结论 (17)参考文献 (18)绪论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，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。

第1章参数计算本课题选用55CY61直流测速发电机，参数如下：根据负载时测速发电机的输出电压公式：(1-1)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的电压值缩小为原来的1/8。