基于单片机的多功能转速表-毕业设计开题报告
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提供全套毕业论文,各专业都有湖南工程学院课程设计课程名称单片机原理及应用课题名称数字转速表设计专业自动化班级1291学号201201029113姓名指导教师2014 年9 月 1 日湖南工程学院课程设计任务书课程名称单片机原理及应用课题数字转速表设计专业班级自动化1291学生姓名学号201201029113指导老师审批任务书下达日期年月日任务完成日期年月日目录第一章前言 (07)第二章总体设计思路 (08)2.1基本原理 (08)2.2 设计总电路 (08)第三章硬件电路的设计方案 (10)3.1 LED显示部分电路的设计 (11)3.2按键电路的设计 (12)3.3 时钟电路 (13)第四章软件设计方案 (14)4.1总程序模块 (14)4.2按键程序模块 (15)第五章系统调试 (17)第六章总结与体会 (18)参考文献 (19)附录 (20)附录A 总电路图 (20)附录B 程序清单 (21)第1章前言单片机作为嵌入式微控制器在工业测控系统,智能仪器和家用电气中得到广泛应用。
虽然单片机的品种很多,但MCS-51系列单片机仍不失为单片机中的主流机型。
本课程一MCS-51系列以及派生系列单片机芯片为主介绍单片机的原理与应用,与其特点是由浅入深,注重接口技术和应用。
近年来,微型计算机的发展速度足以让世人惊叹,以计算机为主导的信息技术作为一种崭新的生产力,正在向社会的各个领域渗透,也使机电一体化的进程大大加快。
机电一体化是当今制造技术和产品发展的主要倾向,也是我国机电工业发展的必由之路。
可以认为,它是用系统工程学的观点和方法,研究在机电系统和产品中如何将机械、计算机、信息处理和自动控制技术综合应用,以求机电系统和产品达到最佳的组合。
机电一体化产品所需要的是嵌入式微机,而单片机具有体积小、集成度高、功能强等特点,适于嵌入式应用。
智能仪器、家用电器、数控机床、工业控制等机电设备和产品中竟相使用单片机。
引言本毕业设计的设计任务为一个多功能数显表。
该数显表可以测量和显示气压、冲击频率和耗气量。
并且具有RS232接口和时间显示。
本毕业设计作品选用AK-4气压传感器和LWGY涡轮流量传感器,通过MCS-51单片机来控制操作,实现信号数据的采集、处理和发送。
本毕业设计作品不仅可以将气压、冲击频率、耗气量及时间等数据显示在8个LED数码管上,还会通过RS232串口,将数据发送到PC上。
并由PC上的配套程序,将信息数据显示在显示器上,这两部分所显示的数据是完全相同的。
其中数字显示时间单位为秒,冲击频率的单位为BMP,耗气量的单位为立方米/小时。
同时,系统会自动计时,开始运行3分钟之后,自动结束测量、显示,并保存信息数据。
下面就将对本毕业设计作品进行详细的介绍。
1.设计任务1.1任务说明本毕业设计的课题为多功能数显表。
设计的主要任务为设计一个多功能数显表,该数显表可以测量和显示气压、冲击频率和耗气量。
而且还要有RS232接口和时间显示。
对于本次毕业设计的任务还有以下的要求。
首先,要采用AK-4气压传感器和LWGY 涡轮流量传感器来采集信息数据。
其次,要采用MCS51单片机来完成系统的控制,要求制作单片机控制系统、驱动电路、A/D转换、显示电路以及测量电路。
再次,系统的电源要求采用~220V供电。
然后,还要求在测量开始时,开始计时,3分钟后自动结束测量并保存数据。
而且,RS232的波特率为4800。
最后,规定了数字显示数据的内容和单位:时间(秒)、冲击频率(BMP)、耗气量(立方米/小时)。
1.2 任务分析根据本次毕业设计的课题和设计的主要任务,我们可以知道,要设计的系统的主要功能就是对气压、冲击频率和耗气量的测量和显示。
要完成对气压、冲击频率和耗气量的测量,就必须要用到传感器。
根据设计任务的具体要求,就可以知道:AK-4气压传感器很明显是用来测量气体气压的传感器,它的输出信号就是数显表要显示的冲击频率和气压数据的信息来源;LWGY涡轮流量传感器则应该是数显表显示的耗气量数据的信息来源。
基于单片机原理的多功能测量仪的设计毕业设计目录设计总说明 (III)General Design Description (V)一 .绪论 (8)1.1课题的研究背景 (8)1.2测量仪表的简介 (8)1.3 51单片机简介 (9)二.电参数测量的理论依据 (11)2.1交流电流、电压有效值的测量 (11)2.2两相间相位差的测量 (12)2.3 单相有功功率、无功功率、视在功率的测量 (13)2.4 三相有功功率的测量 (14)2.5功率因数的测量 (14)三.方案设计 (15)3.1 使用功能要求 (16)3.2 仪器设计的总体框架和各模块的划分 (16)四.硬件电路设计 (18)4.1信号采集电路 (18)4.1.1 电压信号采集电路 (18)4.1.2 电流信号采集电路 (20)4.2整形电路设计 (20)4.3 A/D转换电路 (21)4.4 74ls138译码器 (31)4.5 A/D转换电路 (33)4.6显示电路设计 (34)4.6.1数码管的介绍 (34)4.6.2数码管结构 (36)4.6.3驱动方式 (36)4.6.4适用范围 (38)4.7 CD4511 (39)4.7.1引脚功能 (39)4.7.2工作范围 (40)4.7.3真值表 (40)4.7.4使用方法 (40)4.7.5锁存功能 (41)4.8 通信接口电路 (43)4.8.1 Rs485特点 (43)4.8.2接口 (43)4.8.3 rs485功能 (44)4.8.4 RS-485通信电路 (45)五.系统软件设计 (46)5.1 程序模块的划分 (46)5.2 结构化程序的设计方法 (46)5.3 软件模块 (47)5.3.1 主程序流程图 (47)5.3.2数据采集子程序 (49)5.3.3数据处理程序 (49)5.3.4 A/D转换程序 (51)5.3.5数码管显示 (52)5.3.6 RS485 (52)六.总结与展望 (54)附录A: 总电路图 (57)附录B: 总的系统框图 (58)附录C: 程序 (59)致谢 (64)基于单片机原理的多功能测量仪的设计设计总说明随着电力系统的快速发展,电网容量不断增大,结构日趋复杂,电力系统中实时监控、调度的自动化显得尤为重要,而电力参数的数据采集又是实现自动化的重要环节,如何快速准确地采集系统中各元件的电参数(电压、电流、功率、功率因数等)是实现电力系统自动化的一个重要因素。
课程设计设计题目:转速表程序设计1.设计主要内容及要求;编写转速表程序。
要求:1)利用转速传感器实现转速测量。
2)设置超速值并予以显示。
3)实现分段测量。
2.对设计论文撰写内容、格式、字数的要求;(1).课程设计论文是体现和总结课程设计成果的载体,一般不应少于3000字。
(2).学生应撰写的内容为:中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献等。
课程设计论文的结构及各部分内容要求可参照《沈阳工程学院毕业设计(论文)撰写规范》执行。
应做到文理通顺,内容正确完整,书写工整,装订整齐。
(3).论文要求打印,打印时按《沈阳工程学院毕业设计(论文)撰写规范》的要求进行打印。
(4). 课程设计论文装订顺序为:封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献。
3.时间进度安排;转速表课程设计成绩评定表中文摘要转速表是机械行业必备的仪器之一,用来测定电机的转速、线速度或频率。
常用于电机、电扇、造纸、塑料、化纤、洗衣机、汽车、飞机、轮船等制造业。
转速测量在国民经济的的各个领域,都是必不可少的。
转速检测仪表可分为离心式转速表、磁性转速表、电动式转速表、磁电式转速表、闪光式转速表、电子式转速表、离心式转速表等。
转速传感器从原理上分,有磁电感应式、光电效应、式、霍尔效应式、磁阻效应式、介质电磁感应式等。
另外间接测量转速的转速传感器:如加速度传感器,位移传感器等等。
测速发电机和某些磁电传感器在线性区域,可以直接通过交流有效值转换,来测量速度;大多数都输出脉冲信号。
针对脉冲信号测量转速的方法有:频率积分法和频率运算法。
随着电子技术的发展,现在大多数采用电子数字式转速表,常见的是由光电或霍尔传感器获取信号,通过对脉冲进行计数而推算出转速,并由数字显示器件直接显示,单位为r/s,即每秒多少转。
本文用C8051F020单片机的两个定时器/计数器来实现转速测量,用单片机电子计数法测量频率有测频率法和测周期法两种方法。
毕业设计说明书基于单片机的转速表设计与实现毕业设计(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。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
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。
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。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:日期: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。
基于MCS-51单片机的里程表的设计前言汽车是现代生活中不可或缺的一种重要交通工具,传统的指针式的里程表伴随着汽车的诞生就一直为人们接受,不过,新生事物不会因传统的存在而停止它前进的步伐,数码科技在今天已渗透到工业,农业,民用等产品的点点滴滴。
新概念的车速里程表最直观的变化就是用大屏幕的液晶取代指针式表盘,直接用数字显示时速,里程,以及其他一些诸如油耗、时钟、环境温度等参数。
直观的呈现给使用者。
由于单片机体积小,可以把它做到产品的内部,取代老式机械零件,缩小产品体积,增强功能,实现智能化。
因此广泛的被用在智能产品中。
Intel公司的MCS-51系列单片机在近年来广泛流行,即介绍一种基于MCS-51单片机的里程表的设计与实现。
本课题设计先对里程表设计中所需设备作了详细介绍,对设计中存在的问题进行了说明;对硬件和软件部分的设计和实现作了认真的分析;给出了系统的建模过程及相应的系统模型,在Lab2000p仿真实验系统上进行了仿真,并对仿真结果进行了分析。
1 系统概述本系统由信号采集处理模块、单片机8031、系统化LCD显示模块、系统软件组成。
其中信号采集处理模块以霍尔传感器为核心器件,将不同的转速信号转换成相应的脉冲信号,并送到单片机的T1引脚;对单片机进行设置,使内部的定时器/计数器timer0工作在定时状态,timer1工作在计数状态,利用内部定时器T0对脉冲输入引脚T1进行控制,这样就能精确地检测到设定时间内加到T1引脚的脉冲数,一个脉冲即代表着车子前进一个轮长,对脉冲数进行处理就可得到里程和速度的数据;将数据送到LCD显示模块进行显示。
该系统原理框图如图所示。
系统软件包括单片机和液晶模块的初始化模块、液晶模块的写数据/命令子模块、频率测量模块、速度里程计算模块、速度和里程显示数据LCD字库显示模块等。
图1-1 系统原理框图2 基本原理与设计方案2.1 元器件简介2.1.1 霍尔传感器简介霍耳效应:1879年E.H. 霍尔发现,如果对位于磁场(B)中的导体(d)施加一个电压(v),该磁场的方向垂直于所施加电压的方向,那么则在既与磁场垂直又和所施加电流),人们将这个电压叫做霍尔电压,产生这种现方向垂直的方向上会产生另一个电压(UH象被称为霍尔效应。
飞导致E2PROM中的数据被修改;另外单片机系统在工作时,由于干扰等各种因素的影响,有可能出现死机现象导致单片机系统无法正常工作,为了克服这一现象,除了充分利用单片机本身复位的作用外,还需外加看门狗电路:有些单片机系统还要求在掉电瞬间单片机能将重要数据保存下来,因掉电的发生往往是和随机的,因而此类单片机系统需要电源监控电路,在掉电刚发生时能告知单片机。
MAXIM公司推出的MAX813L,刚好能满足这些要求,所以我通过手动系统复位和硬件系统:专用芯片构成的看门狗电路MAX831L对系统进行双重保护。
3.本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路:
P2.3 “置入”设置的报警值存入
P2.4 设置的报警值加1
P2.5 "左移”设置的报警值左移一位
P2.6 “确认”完成设置
P2.7 “声警解除M解除报警信号
此设计的报警速度范围在若需要改变报警值,首先利用“ + 1”、键将欲设的最髙位置于显示值的个位,再用“左移”键左、移一位,而后设置次高位。
如此反复4次, 完成新的报警值设置。
用“置入”键存入相应单元。
每次测量的转速值都与报警值比较,若大于等于报警值,则进行报警。
4.完成本课题所必须的工作条件(如工具书、实验设备或实验环境条件、
说明:
1.木报告必须由承担毕业设计(论文)课题任务的学生在接到“毕业设讣(论文)任务书S正式开始做毕业设讣
(论文)的第2周或第3周末之前独立撰写完成,并交抬导教师审阅。
2•每个毕业设计(论文)课题撰写木报告一份,作为抬导教师、教研室主任审査学生能否承担该毕业设计(论文)。
摘要随着现代科学技术的发展,计量技术相应地也得到迅速发展。
在这个领域中,数字仪表越来越现实它的优越性和生命力:精度高、速度快、便于记录、控制和传递,因而数字式仪表得到了广泛的应用。
在转速计量方面,数字转速表更是一种理想的测量仪器。
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,以单片机为核心的数字转速表更是得到了广泛应用。
本文便是运用AT89C51单片机控制的数字式转速表。
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参数。
数字式转速表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情况。
本设计主要用AT89C51作为控制核心,由霍尔传感器,LED数码显示管,施密特触发器等构成。
充分发挥单片机的性能。
本文重点是数字转速表的硬件电路和软件设计。
本设计优点是电路较简单、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:AT89C51 转速表数字AbstractWith the development of modern,measurement technology has been rapid development. In this area,the digital instrument is more realistc its superiority and vitality: high precison, fast, easy to record, easy to control and transmission, so the digital instrument has been used widely. In the measurement of motor speed,digital tachometer is an ideal measuring instruments.With the extensive application of micro-computer, especially the emergence of single-chip, high performance and low cost,making the digital tachometer has been widely applied as the microcontroller core.This article, we use the AT89C51 microcontroller to control the digital tachometer. During operation, the motor needs to be monitoring, speed is an essential parameter. Digital tachometer to measure motor speed, and can communicate with a PC, display the motor speed, and observe the motor running.This design with AT89C51 as control core, by the Hall sensor, LED digital display tube, the composition of the Schmitt trigger,and so on. Give full play to the performance of the microcontroller. This article focuses on the hardware and software design of the digital tachometer.The advantage of a simple hardware and software capabilities improve, measuring speed, high precision and control system reliable, cost-effective and so on.Keywords:AT89C51,Tachometer,Digital目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)前言 (1)1 转速表原理 (2)1.1转速表原理分析 (2)1.2转速计算及误差分析 (2)1.3转速测量 (4)1.4本章小结 (5)2 单片机介绍 (6)2.1 AT89C51简介 (6)2.2 AT89C51引脚说明 (7)2.3其他功能 (9)2.4本章小结 (9)3 硬件电路 (10)3.1转速信号获取电路 (10)3.2信号处理电路 (12)3.2.1放大整形电路 (12)3.2.2施密特触发器 (13)3.3显示电路 (14)3.3.1键盘接口 (14)3.3.2显示器接口 (15)3.3.3 LED显示器 (18)3.3.4 LED工作原理 (19)3.4直流稳压电路 (20)3.5报警电路 (20)3.6本章小结 (21)4 软件设计 (22)4.1主程序框图 (22)4.2按键程序框图 (23)4.3显示程序框图 (25)4.4报警子程序框图 (26)4.5本章小结 (26)结论 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录一:系统总图 (30)附录二:主程序 (31)附录三:按键程序 (37)附录四:显示程序 (39)附录五:报警子程序 (41)前言转速表是机械行业必备的仪器之一,在自动化生产设备和旋转运动装置中应用十分广泛。
摘要关于转速表的设计已经有很多可供参考,但大部分都是由机械式或模拟数字电路来实现的。
存在着体积大、精度低、不直观、功耗大、功能少,而且采样时间长,难以测得瞬时转速。
由于单片机具有体积 ...<P><BR>摘要<BR>关于转速表的设计已经有很多可供参考,但大部分都是由机械式或模拟数字电路来实现的。
存在着体积大、精度低、不直观、功耗大、功能少,而且采样时间长,难以测得瞬时转速。
由于具有体积小、控制功能强等特点,故它在控制方面得到了广泛的应用。
我们所要设计的多功能转速控制系统就是以为核心来实现智能化仪表。
它具有功能多,功耗小、直观准确,可显示时间、限速报警系统、打印、瞬间转速等优点。
文中阐述了该类转速表的光电传感器工作原理、结构及转速转换电路的设计。
本设计采用的译码器是MC,它是MOTOROLA公司的高集成度LED显示驱动器,采用动态扫描方式显示驱动4个LED数码管。
它集锁存、译码、驱动、扫描、时钟于一体。
<p class='Qbk630'></p></P><P>关键词:转速表,单片机,驱动器MC </P><P><BR>Abstract<BR>On the rotational speed table design has many available, but mostly by mechanical or simulated digital circuits to achieve. There are large in size, precision low, not visual, electronics large, less functional and sampling time, it is difficult to detect instantaneous rotational speed. As the Micro Controller Unit with both small and control functions such strong characteristics, so it widely in control applications. We want multifunctional rotational speed control system is designed to the Micro Controller Unit as the core to achieve intelligent meters. It is more functional, small electronics, and visual accuracy, showing time, speed warning systems, printing, such as instant rotational speed advantage. The article explained the photoelectric sensors such rotational speed table operating principles, structure and rotational speed switching circuit design. The design is a decoder MC, which is integrated high degree LED Motorola companies that drive, a dynamic scanning driven four LED digital display control. It sets Suocun, decoding, driving, scanning, the clock on integration. 。
数字转速表开题报告姓名:韩才学号:指导老师:施国梁学院:城市轨道交通学院专业:通信信号一、课题的研究意义:在大学期间通信工程专业开设了数字电路,模拟电路,高频电路,传感器原理,单片机原理与运用,c语言等与电子电路相关的课程。
本课题在实际制作的基础上充分巩固深化了学生在大学期间所学的各门课程。
有助于学生讲理论与实际制作相结合,充分锻炼学生的动手能力。
为即将开始的职业生活打下基础,另外随着我国工业的迅速发展,智能化的仪器仪表越来越受到亲睐。
数字转速表作为一种汽车电子,机械制造等方面必不可少的仪表在工业化生产中发挥着重要作用。
所以本课题的研究紧扣工业化发展的核心,有助于学生对智能化数字化的理解。
同时让学生理解一种产品的开发流程,从确定思路到得到成品的各个环节。
从而加深对所学课程的理解,充分锻炼学生的动手能力。
二、课程设计内容及基本要求:总体要求:运用51单片机,红外传感器,液晶显示器等原件制作出一个能精确测量电动机转速的数字转速表。
具体要求:1.熟悉单片机最小系统及应用;2.熟悉传感器的原理与运用,能制作出红外光电传感器;3.结合任务要求,完成系统设计和调试,鼓励功能扩展和创新;4.根据设计的电路,用Altuim Designer等工具,画出完整的硬件电路图;5.熟悉C51语言,用C51完成系统的软件编程;三、课题的主要研究方案:1)电源供电模块为使模块稳定工作,须有可靠电源。
我考虑了两种电源方案方案一:采用独立的稳压电源。
此方案的优点是稳定可靠,且有各种成熟电路可供选用;缺点是各模块都采用独立电源,会使系统复杂,且可能影响电路电平。
方案二:采用单片机控制模块提供电源。
改方案的优点是系统简明扼要,节约成本;缺点是输出功率不高。
综上所述,我们选择第二种方案。
22)信号采集模块该模块分为两个部分:光电传感器部分和光脉冲信号整形部分。
光电传感器部分:方案一:选用单光束反射式红外光电传感器,其特点是:采用高发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成;其检测距离为4--13mm。