下载文档原格式
目录摘要 (I)Abstract................................................................................................................... I I 主要符号表.................................................................................................. I II 1 绪论. (1)1.1 数字转速测试仪背景资料 (1)1.2 本次毕业设计的目的和意义 (1)1.3 本次毕业设计的主要内容 (1)2主控芯片ATMEL系统及开发工具简介 (2)2.1 AT89C52系统概述 (2)2.1.1 AT89C52系统 (2)2.1.2 AT89C52的极限参数 (3)2.1.3 引脚和封装定义 (3)2.2 AT89C52单片机开发工具简介 (3)2.2.1 开发工具概述 (3)2.2.2 开发工具主要技术指标 (8)2.2.3 IDE 软件运行环境 (8)2.2.4开发工具与 PC 机硬件连接 (8)3 数字转速测试仪系统介绍 (7)3.1 数字转速测试仪系统组成、主要内容和拟采用的方案 (7)3.2硬件部分组成及框图 (7)3.2.1硬件组成部分 (7)3.2.2原理框图 (7)4 硬件部分 (10)4.1 光电编码器EPC-755A (10)4.1.1.光电编码器原理 (10)4.1.2 编码器的分类 (10)4.1.3 EPC-755A编码器的介绍 (11)4.1.4信号采集部分硬件电路图 (12)4.2 显示部分 (14)4.2.1 芯片特点 (14)4.2.2、MGLS-12032A的管脚介绍 (14)4.2.3、MGLS-12032A的读／写操作时序 (15)4.2.4 MGLS-12032A电特性 (16)4.3 电源部分 (16)4.3.1 电源设计注意事项和MAX1677的性能 (16)4.3.2 MAX1677常用外围参数设定 (17)4.4 PCB板的制作 (20)5 软件设计 (25)6 总结 (27)致谢 (28)参考文献 (28)数字转速测试仪的设计摘要本课题介绍一种基于AT89C52 单片机系统的新型数字测速仪的测量原理、硬件组成和软件设计。
摘要本文在对了解转速测量理论与掌握单片机原理的基础上，根据硬件设计，提出系统程序设计方案，构建软件系统，以实现智能转速测量与显示的功能。
本设计根据基于STC89C52单片机的转速测量电路，设计出一种以半导体激光二极管作为传感器的激光测速仪，可同时实现数据的实时采集、处理和显示; 并详细叙述了测速原理、单片机系统和测速误差。
对所设计的软件系统通过编译软件keil C51 μVision4对其进行程序调试。
最后，对构建的系统利用设计的电路进行调试，对测量指标进行了分析、比较并提出改进方案。
在设计中测量方法采用M法进行测量，单片机采用C语言编程。
关键词：激光；转速测量；手持；非接触式；单片机AbstractIn this paper, the understanding of the theory and master of rotational speed measurement based on the principle of MCU, the system program design, to build software systems, compiler, in order to achieve intelligent Rotational speed measurement and display functions.In this paper, according to the tachometric survey system based on the MCU of STC89C52, I designed the laser velocity meter which using laser diode as sensor. The velocity features real-time data acquisition, data processing and display functions. The principle of velocity measurement and them measurement error of the single chip computer are described. I set up them using the software of The Keil μVision4. At last, the builded system is setted up through circuit. The measured index were analysed and compared and the improved programmes were proposed. M method was adopt in the measuring and the language of C was adopt to computer.Key words: Laser, Rotational speed measurement, Hand-held, Non-contact, MCU目录摘要 (I)Abstract (I)1绪论 (1)1.1课题研究的目的及意义 (1)1.2转速测量在国内的研究情况 (1)1.3主要内容与问题 (2)1.3.1研究的主要内容 (2)1.3.2阐明的问题 (3)2 系统设计的方案 (4)2.1电源方案的选择与论证 (4)2.2显示方案的选择与论证 (5)2.3传感器方案的选择和论证 (6)3 基于单片机的转速测量方法及原理 (7)3.1半导体激光二极管的工作原理和特点 (7)3.1.1半导体激光二极管的工作原理 (7)3.1.2半导体激光二极管的常用参数 (8)3.1.3半导体激光二极管的特点 (9)3.2单片机测量转速的方法 (10)3.3转速测量原理 (11)3.3.1测周期法“T法” (11)3.3.2测频率法“M法” (12)3.3.3测频测周期法“M/T法” (13)4智能转速测量系统的硬件结构 (16)4.1系统的硬件结构 (16)4.1.1转速信号发射与拾取的结构 (16)4.1.2.显示部分的结构 (18)4.1.3复位功能的实现 (19)4.2 硬件电路中主要部件的介绍 (20)4.2.1 STC89C52介绍 (20)4.2.2 1602液晶显示屏介绍 (21)5 智能转速测量系统的软件设计 (23)5.1程序设计 (23)5.1.1工作方式及控制字设置 (23)5.1.2变量分配及程序的初始化 (25)5.1.3显示功能的实现 (25)5.1.2液晶的显示 (27)5.3主程序流程 (28)5.4开发平台介绍 (29)5.4.1 keil C51软件集成开发环境 (29)5.4.2 单片机下载 (29)6结论 (31)6.1主要研究结论 (31)6.2研究展望 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录1：原理图 (34)附录2：仿真图附录3：源程序 (35)附录3：源程序 (36)1绪论1.1课题研究的目的及意义转速是工程中应用非常广泛的一个参数，其测量方法较多，而模拟量的采集和模拟信号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。
毕业设计论文(霍尔传感器电机转速测量系统的设计)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。
目录1 引言 (2)2 系统实现 (2)3 硬件设计 (2)3.1 方案实现原理 (2)3.2 硬件设计框图 (3)3.3 硬件电路原理图 ........................................................................... 错误!未定义书签。
3.4 槽型光电传感器ITR8402 (4)3.5 ISP下载口 (5)3.6 电源电路 (5)3.7 脉冲信号完成电路 (5)3.8 单片机控制系统电路 (6)3.9 超速报警电路 (7)3.10 PCB连线 (8)4 程序设计 (8)4.1 程序设计思路 (9)4.2 系统程序 (10)5 设计总结 (14)参考文献 (15)致谢 (16)附录 (16)智能型电机转速测定仪设计摘要：本文详细介绍了一种基于单片机的智能型电机转速测定仪的设计。
该设计以at89s52单片机作为主控核心，与光电传感器、LED数码管、蜂鸣器等构成硬件操作，再利用C语言编程，最终完成电机转速测定仪的设计。
本文详细阐述了如何利用光电传感器实现电机转速的信号接受，运用单片机单片机at89s52对脉冲信号进行处理计算，然后通过数码显示管显示出来。
关键词：测速；光电传感器；at89s52单片机最小系统；电机；数码管；Intelligent Motor Speed Cryoscope DesignDengqiulingInformation Science and Technology school, Zhanjiang Normal University, Zhanjiang , 524048Abstract: This paper introduces a kind of intelligent motor speed based on single chip design of the HSP. This design as the core, at89s52 SCM control with photoelectric sensors, LED digital tube, hardware composition, etc, buzzer reusing the C programming language, and finally finished the design of motor speed tester. This paper expounds how to realize the motor speed by photoelectric sensor signal by monolithic integrated circuit at89s52 SCM, on the pulse signal processing, and then calculated by XianShiGuan digital display.Keywords: speed; Photoelectric sensor; At89s52 SCM system of minimum; Motor; Digital tube;1 引言近年来，随着电力电子技术、计算机技术及控制技术等的快速发展，伺服驱动系统不断朝着数字化、智能化方向发展.要满足高性能伺服驱动系统高精度、高可靠性等要求，转速控制是实现的关键环节.如何获得电动机精确的转速信号以实现转速的高精度控制，就成了单片机控制电机测度的一个突出的问题之一。
论文题目：智能转速测量器——利用红外线测量转速系统的设计专业：测控技术与仪器本科生：任宏伟（签名）＿＿＿＿＿指导教师：陈文燕（签名）＿＿＿＿摘要随着科学技术的飞速发展，电机的应用渗透到社会的方方面面，特别是对于现代工业的发展有着重大的意义。
而转速是各类电机运行中的一个重要物理量，因而准确、快速而又方便地测量电机转速显得极为重要。
本文设计了一种基于STC89C52单片机最小系统之上，应用红外线光电开关的转速测量系统。
该系统利用反射式光电开关产生与电机齿轮转速相对应的脉冲信号，由STC89C52单片机对此脉冲信号进行一定时间内计数，利用其计数值与电机转速的对应关系，可以算出电机对应的转速值，最终通过LED显示屏实时显示电机的转速值。
设计了系统硬件和软件，再通过proutus7.8仿真软件和keil的相互配合，完成软件仿真的测试，进行软硬件系统的联调，并进行实验验证，最终的实验结果表明满足设计要求。
本设计的结构简单，实用性很强，在降低成本等方面有一定的参考价值，具有广泛的实际应用前景。
关键词：电机转速，单片机STC89C52，红外反射，光电传感器Subject:The design of TachometerMajor : Measuring & Control Technology and InstrumentationsName: Ren hongwei (signature) ＿＿＿＿＿Instructor: Chen wenyan (signature) ＿＿＿＿＿ABSTRACTWith the rapid development of science and technology, the application of the motor infiltrate to every aspect of society. particular, motor is of great significance for the development of modern industry. Speed is an important physical quantities of the various types of motor operation, thus accurately, quickly and easily measure the motor speed is extremely important.This article was designed above a minimum system of STC89C52 microcontroller-based speed measurement system for the application of infrared photoelectric switch. The system uses reflective photoelectric switch to generate the pulse signal corresponding to speed with the motor gear, then microcontroller STC89C52 count this pulse signal within a fixed time, use the correspondence between the count value and the motor speed, you can calculate the motor speed value, the ultimate shows the value of the motor speed real-timely in an LED display. This article designs hardware and software of the system, and through proutus7.8 simulation software and keil, complete the testing of the software simulation, then FBI hardware and software of the systems. With the experimental validation, finally, experimental results meet the design requirements.The structure of the design is simple and very practical, there is a certain reference value at lower cost, and has wide range of practical applications.KEY WORDS：Motor speed，Single-chip Micro Computer STC89C52，Infrared reflectance，Photoelectric sensors目录第1章绪论 (1)1.1 本课题设计的背景和意义 (1)1.2 电机转速测量在国内外的发展情况 (1)第2 章系统设计方案 (2)2.1设计的任务和要求 (2)2.2 目前常用的测速方法 (2)2.2.1 离心式转速表测速法 (2)2.2.2 测速发电机测速法 (2)2.2.3 闪光测速法 (2)2.2.4光电测速法 (3)2.2.5 霍尔元件测速法 (3)2.3 测速系统方案的选择 (3)2.3.1 方案一：霍尔传感器测量方案 (4)2.3.2 方案二：光电传感器方案 (5)2.4系统设计总体框图 (6)第3章系统硬件设计 (7)3.1 转速测量原理 (7)3.2 光电传感器部分 (7)3.2.1光电传感器原理 (7)3.2.2 红外传感器的工作原理 (8)3.2.3 传感器型号的选定---TCRT5000 (9)3.3 信号采信电路 (11)3.4 信号处理电路 (13)3.4.1 信号处理电路的核心——STC89C52单片机 (13)3.4.2 信号处理的主控单元——单片机最小系统 (20)3.4.3 信号处理电路 (24)3.5 LED显示电路 (24)3.5.1 LED显示原理 (24)3.5.2 LED的段码表 (26)3.5.3 LED动态显示电路连接图 (27)3.6 电机的转动系统 (27)3.6.1 电机装置的安装 (28)3.6.2 电机转速的控制 (28)第4章软件设计 (30)4.1 软件编程的目的和要求： (30)4.2 软件编程语言的选择 (30)4.3 软件程序设计流程图 (31)第5章系统仿真与电路调试 (33)5.1 系统仿真工具 (33)5.1.1 keil简介 (33)5.1.2 protues简介 (34)5.2 程序编译和电路调试 (35)5.3 电路仿真效果 (35)第6章实验和结果分析 (36)6.1 实物连接运行效果 (36)6.2 结果分析和处理： (36)6.2.1 设计过程中出现的问题： (37)6.2.2 问题的处理措施和设计改进： (37)6.3 总结 (38)致谢 (39)参考文献 (40)附录一系统原理框图 (41)附录二DM6234P+转速表 (42)附录三源程序 (43)第1章绪论1.1 本课题设计的背景和意义在我们的工程实践中和日常生活中,时常会见到到各种需要测量转速的地方, 比如在电动机、发动机、卷扬机、机床主轴等设备的测试、运行和操控中,不断地需要分时或者连续测量及显示其转速和其瞬时转速值。
第1篇一、实验目的1. 了解转速测量的基本原理和方法。
2. 掌握转速测量仪器的使用方法。
3. 通过实验验证转速测量原理的正确性。
4. 熟悉转速测量系统的设计过程。
二、实验原理转速测量是指测量旋转物体的旋转速度，通常以每分钟转数（r/min）表示。
转速测量方法主要有以下几种：1. 机械式测量：通过齿轮、皮带等传动装置将旋转物体的转速转化为线性运动，进而测量转速。
2. 电磁式测量：利用电磁感应原理，将旋转物体的转速转化为电信号，再通过测量电信号频率来计算转速。
3. 光电式测量：利用光电传感器检测旋转物体的边缘或标记，通过测量光电信号的频率来计算转速。
本实验采用光电式测量方法，通过光电传感器检测旋转物体的边缘或标记，测量光电信号的频率，从而计算转速。
三、实验设备1. 光电传感器：用于检测旋转物体的边缘或标记。
2. 旋转物体：作为转速测量的对象。
3. 数据采集卡：用于采集光电传感器的信号。
4. 计算机：用于处理数据，计算转速。
5. 转速测量系统软件：用于显示转速数据、绘制转速曲线等。
四、实验步骤1. 连接实验设备：将光电传感器安装在旋转物体上，确保传感器能够准确检测到旋转物体的边缘或标记。
将数据采集卡与计算机连接，并将光电传感器的信号线连接到数据采集卡的输入端口。
2. 设置实验参数：打开转速测量系统软件，设置实验参数，如采样频率、转速范围等。
3. 进行实验：启动旋转物体，启动数据采集卡，记录光电传感器的信号。
4. 数据处理：将采集到的信号数据导入转速测量系统软件，计算转速。
5. 分析结果：根据实验数据，分析转速测量原理的正确性，评估转速测量系统的性能。
五、实验结果与分析1. 实验结果：通过实验，成功测量了旋转物体的转速，转速数据与实际转速基本一致。
2. 结果分析：（1）实验结果表明，光电式转速测量方法能够准确测量旋转物体的转速。
（2）转速测量系统的性能取决于光电传感器的精度、数据采集卡的采样频率以及数据处理算法。
中国计量学院电机转速测量仪设计学生姓名：指导老师：学院: 现代科技学院专业班级：电气1112014 年 03 月06 日1.绪论2.1任务（1）采用霍尔或光电传感器设计一能测量电机转速的测量仪器。
（2）电机转速在100-3000转/分之间。
（3）动态实时显示，显示稳定，显示位数3位。
（4）可采用传感器结合单片机电路实现。
2.2要求（1）绘制系统框图及电路原理图各一份a.标明所有集成电路的型号、引脚序号、功能。
b.标明所有集成电路的电源电压。
c.标明所有元器件的数值或取值范围。
（2）叙述整个系统的工作原理。
（3）详细记录实施中所遇到的问题及问题产生的原因，是如何解决的。
（4）设计转速测试方案，记录测量结果，并进行适当的误差分析。
（5）调试合格后写出综合设计报告。
（6）你对本次课程设计有何体会、建议、和意见。
2.3方案的选择与论证方案一：霍尔元件测速法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，但由于现有材料的限制，放弃此方案。
方案二：采用反射式光电传感器在测速一端放置反射式红外传感器，当带有遮挡物的电转轴经过时，利用其对红外线的反射能力，接收端检测到信号。
但是电机的空间较小，传感器不能稳定的放置，对测量产生较强的干扰，故放弃此方案。
方案三：采用槽式光电开关采用槽式红外对射式光电开关，集成度高，体积小，功能齐全，电线引出式，电源内藏式具备继电器大功率输出，具备交直流通用型，电压范围宽，抗震性能好，速度检测非常稳定，精度较高，成本低，经过实验可发现槽式式红外光电开关能比较灵敏地测出电机转动的圈数。
利用测量一秒内转过的圈数可测得电机的转速。
摘要在电子时代的今天，电动机在工农业生产和人们的日常生活中起着非常重要的作用。
直流电机是最常见的一种电机，具有优良的机械性能，调速范围宽，起动性能好等优点，控制电路简单，所以在社会各个领域中得到广泛应用。
在工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，转速测量方法有模拟测量和数字测量两种。
模拟测速发电机的检测元件，信号是模拟量。
数字测量通常采用光电编码器，霍尔和其他成分的检测元件，该信号是一个脉冲信号。
随着计算机的广泛应用，特别是高性能价格比的单片机的出现，测量速度通常是采用以单片机为核心的数字测量方法。
本设计以单片机为核心设计了电机转速测量和数据显示系统，要求速度范围在0 -3000r /min的直流电机和交流变频调速电机的转速测量和显示，数据显示精度达到个位数，具有上，下限报警。
本设计使用5V直流电机，将霍尔传感器产生的脉冲信号输入到单片机外部中断0口，单片机的内部定时器模式0，对周期信号进行计数，调用计算公式计算速度。
调用显示程序在LED上，其主要内容是单片机部分主要完成转速的测量，LED部分显示，显示的范围在0-3000r /min。
系统主要功能是：STC89C52单片机接受霍尔传感器传来的脉冲信号，单片机根据外部中断，以及内部定时器进行计数计算出电机转速送到LED并显示。
外部装有蜂鸣器电路，在超速或低速都会停止电动机，蜂鸣器发音，显示器不显示。
关键词：直流电机单片机转速控制数据显示AbstractIn the electronic age today, electric motors in the industrial and agricultural production and people's daily life plays a very important role. DC motor is the most common one kind of electrical machinery, has excellent mechanical performance, wide range of speed, starting the advantages of good performance, simple control circuit, so in all social fields has been widely used.In engineering practice, often meet various needs of occasions measuring the rotation speed, speed measurement method of simulation measurement and digital measurement of two. Analog tacho generator detecting element, signal is analog quantity. Digital measurement usually uses photoelectric coder, Holzer and other components of the detection element, the signal is a pulse signal. With the wide application of the computer, especially the high ratio of performance to price the appearance of single chip microcomputer, measuring speed is usually used to MCU as the core of digital measuring method.The design of single-chip microcomputer as the core design of the motor speed measurement and data display system, the speed in the range of 0- 3000r / min DC motor and AC motor variable frequency speed regulating motor speed measurement and display, data display accuracy of a digit, has, the lower limit alarm. The design of 5V DC motor, will Holzer sensor generates a pulse signal input to the microcontroller external interrupt 0export, SCM internal timer mode 0, the periodic signals are counted, calling the computation speed. Call display program in LED, its main content is a single part mainly completes the speed measurement, the LED portion of the display, display range in 0-3000r / min.The main functions of the system are: STC89C52microcontroller to accept Holzer sensor from the pulse signal, the MCU according to the external interrupt, and the internal timer count calculate the motor speed to LED and display. With the external buzzer circuit, in speeding or low speed will stop motor, a buzzer sounds, the display does not show.Key words: DC motor speed control data display MCU1.绪论电子技术的高速发展，促使直流电机一步一步从模拟向数字过渡，尤其是单片机技术的应用，使直流电机调速技术进入到一个新的阶段。
非接触式转速仪设计摘要随着工业生产技术的发展，尤其是风机等在各个领域的大量应用，旋转物体转速的测量变得更为频繁，因而对具有便携、快速、非接触、精确度高等特征转速测量仪表的需求性也越来越强。
本设计以STC89C54RD+单片机为核心，主要有硬件电路设计和软件设计两个部分。
硬件电路主要包括主控制器，反射式红外传感器，按键电路，显示电路以及串口通信等。
主控制器采用单片机STC89C54RD+；红外传感器用来发射和接收信号，采集数据；显示电路采用8位共阴极LED数码管动态扫描显示；串口通信传输采用标准的RS232计算机数据串行通信方式。
软件设计主要包括主程序，按键子程序，显示子程序，红外传感数据采集程序以及串口通信程序等。
该设计的产品能够对风机等的转速实现精确测量，具有大量程、精度高、价格低、结构简单、性能稳定、抗干扰能力强、快速测量、便于携带、用途广、可实现在线测量等优点，将为工业生产提供极大方便。
该设计所实现的功能：设置相应叶片数后，按开始按键即可通过红外传感器对风机转速进行实时测量，并将转速、叶片数等信息通过数码管显示，同时可以通过串口将相应数据信息反馈给PC机。
本设计实现了所要求的功能。
关键字: STC89C54，RS-232，LED，转速THE DESIGN OF NON-CONTACT ROTATIONALSPEED METERABSTRACTWith the development of the Technology of industrial production, Especially the large number of applications of fans in various fields, to measure the rotational speed of Rotating object becomes more frequent, and thus the needs of the rotational speed meter which has Features of portable, rapid, non-contact, high precision measuring and other characteristics is also growing.The design make the STC89C54RD microcontroller as the core. hardware design and software design is the Two main parts. Hardware circuit includes a master controller, reflective infrared sensors, key circuit, display circuit, and serial communications etc. Main controller using SCM STC89C54RD ; Infrared sensors used to transmit and receive signals, collecting the date; Display circuit using 8-bit common cathode LED digital tube dynamic scanning display; Serial communication transmission of computer data using standard RS232 serial communication. Software design includes the main program, the key subroutine, display routines, and the infrared sensor data acquisition program and other serial communication program. The product of design can achieve accurate measurement the rotational speed of fans etc, with a large range, high precision, low price, simple structure, stable performance, anti-interference ability, fast measurement, portable, versatile, can realize the advantages of online measurement will greatly facilitate industrial production.The implementation function of the design: After setting the appropriate number of leaves, pressing the starting button can measure the rotational speed of the fan through the infrared sensor for real-time, rotational speed and number of leaves and other information will display through the digital display, while the corresponding data will be fed back to the PC machine through the serial port.The design achieved the required functions.Key words：STC89C54，RS-232，LED，Rotational speed目录前言 (1)第1章系统总体方案设计 (3)1.1功能要求 (3)1.2整体方案设计 (3)1.3实现方式 (4)1.4单片机的选择 (5)第2章硬件电路设计 (6)2.1单片机模块 (6)2.2 232串行口模块 (7)2.3电源电路设计 (8)2.4显示电路 (9)2.5时钟电路模块 (11)2.6复位电路模块 (11)2.7红外收发电路模块 (12)2.8 PCB板的设计 (14)第3章软件程序设计 (15)3.1软件总体结构 (15)3.2串口中断程序流程图 (16)3.3串口命令执行程序流程 (17)3.4通讯协议和解析流程图 (18)3.4.1输入串口的通讯协议 (19)3.4.2串口返回的数据 (19)3.5 LED数码管显示程序 (20)3.6红外传感数据采集程序 (21)3.7按键程序 (22)第4章系统调试 (24)4.1 硬件的调试 (24)4.2 软件的调试 (25)4.3 软件硬件联接调试 (25)总结 (27)参考文献 (28)致谢 (30)附录 (31)附录1原理图 (31)附录2 PCB图 (32)前言项目的背景和作用测量转速的方法很多，但多数比较复杂。
第一章绪论随着科学技术的发展，形形色色的转速测试器不断出现。
它们的结构不同，性能各异。
至今没有系统的分类方法，在这里只按测量原理和主要元件性质进行分类说明。
按照测量原理主要分为测频法、测周期法两种基本的方法，以此提高测量精度。
由于电子计数器所特有的±1个数的误差的存在，应根据转速脉冲频率的大小恰当选择测量方法。
所谓测频法就是测量转速脉冲频率的方法，它用基准时间信号发生电路的脉冲来控制计数门的开闭，在单位时间内对来自转速传感器的脉冲进行计数；所谓测周期法就是测量转速脉冲周期的方法。
它用传感器的脉冲来控制计数门的开闭，在转速脉冲周期内对基准时间信号发生电路的脉冲进行计数，然后按f=1/T公式换算成转速脉冲的频率。
目前按现有产品的主要构成元件分类，可分为晶体管式、集成电路式和单片机式。
晶体管式所采用的元件主要是晶体管，有的晶体管式转速测试器设有记忆电路，其数码管不产生闪烁现象，显示效果较好，而且测量速度较高。
顾名思义集成电路式转速测试器，所采用的元件是集成电路元件。
由于集成电路具有重量轻、体积小、功耗小等优点，而且集成电路元件内设有显示电路，这使得转速测试器实现小型化。
单片机的出现使得这种仪表的设计变得更加灵活。
第二章硬件设计2.1设计中主要的硬件简介本设计中包括有7805组成的稳压电路、555组成的施密特触发器、LCD显示电路、以及以单片机部分的按键电路、复位电路、晶振电路等。
在接下来的内容中我会具体详述以上所介绍过的各个硬件部分。
2.27805组成的稳压电路2.2.1什么是7805[10]7805三端稳压集成电路，电子产品中，常见的三端稳压集成电路有正电压输出的78XX系列和负电压输出的79XX系列。
顾名思义，三端IC是指这种稳压用的集成电路，只有三条引脚输出，分别是输入端、接地端和输出端。
它的样子像是普通的三极管，TO-220的标准封装，也有9013样子的TO-92封装。
用78/79系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。
该系列集成稳压IC型号中的78或79后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压，如7806表示输出电压为正6V，7909表示输出电压为负9V。
因为三端固定集成稳压电路的使用方便，电子制作中经常采用。
在实际应用中，应在三端集成稳压电路上安装足够大的散热器（当然小功率的条件下不用）。
当稳压管温度过高时，稳压性能将变差，甚至损坏。
当制作中需要一个能输出1.5A以上电流的稳压电源，通常采用几块三端稳压电路并联起来，使其最大输出电流为N个1.5A，但应用时需注意：并联使用的集成稳压电路应采用同一厂家、同一批号的产品，以保证参数的一致。
另外在输出电流上留有一定的余量，以避免个别集成稳压电路失效时导致其他电路的连锁烧毁。
图2-17805实物图2-27805TO-220封装管脚图2.2.2本设计中的稳压电路本设计采用78XX系列中的7805集成稳压器的电路如图2-3所示，这是一个输出正5V直流电压的稳压电源电路。
IC采用集成稳压器7805，C4、C6和C5、C7分别对应为输入端与输出端的滤高频和滤低频滤波电容。
当输出电流较大时，7805应配上散热板。
图2-3本设计中的稳压电路2.3555组成的施密特触发器[4]在数字电路或系统中，常常需要各种脉冲波形，例如时钟脉冲、控制过程的定时信号等。
这些脉冲波形的获取，通常采用两种方法：一种是利用脉冲信号产生器直接产生；另一种则是通过对已有信号进行变换，使之满足系统的要求。
本本设计中由光电传感器采集到的信号便需要555定时器构成的施密特触发器来进行整形成方波。
2.3.1为什么使用施密特触发器从传感器得到的矩形脉冲经传输后往往发生波形畸变。
当传输线上的电容较大时，波形的上升沿将明显变缓；当传输线较长，而且接受端的阻抗与传输线的阻抗不匹配时，在波形的上升沿和下降沿将产生振荡现象；当其他脉冲信号通过导线间的分布电容或公共电源线叠加到矩形脉冲信号时，信号上将出现附加的噪声。
无论出现上述的那一种情况，都可以通过用施密特反相触发器整形而得到比较理想的矩形脉冲波形。
只要施密特触发器的Vt+和Vt-设置得合适，均能收到满意的整形效果。
2.3.2什么是施密特触发器及其作用2.3.2.1什么是施密特触发器门电路有一个阈值电压，当输入电压从低电平上升到阈值电压或从高电平下降到阈值电压时电路的状态将发生变化。
施密特触发器是一种特殊的门电路，与普通的门电路不同，施密特触发器有两个阈值电压，分别称为正向阈值电压和负向阈值电压。
在输入信号从低电平上升到高电平的过程中使电路状态发生变化的输入电压称为正向阈值电压，在输入信号从高电平下降到低电平的过程中使电路状态发生变化的输入电压称为负向阈值电压。
正向阈值电压与负向阈值电压之差称为回差电压。
施密特触发器是一种阈值开关电路，具有突变输入——输出特性的门电路。
这种电路被设计成阻止输入电压出现微小变化（低于某一阈值）而引起的输出电压的改变。
利用施密特触发器状态转换过程中的正反馈作用，可以把边沿变化缓慢的周期性信号变换为边沿很陡的矩形脉冲信号。
[3]输入的信号只要幅度大于Vt+，即可在施密特触发器的输出端得到同等频率的矩形脉冲信号。
当输入电压由低向高增加，到达V+时，输出电压发生突变，而输入电压Vi由高变低，到达V-，输出电压发生突变，因而出现输出电压变化滞后的现象，可以看出对于要求一定延迟启动的电路，它是特别适用的。
2.3.2.2施密特触发器的应用举例1. 用作接口电路——将缓慢变化的输入信号，转换成为符合TTL 系统要求的脉冲波形。
2. 用作整形电路——把不规则的输入信号整形成为矩形脉冲。
1MOS CMOS正弦波1振荡器输入输出V V T+T-图2—4 慢输入波形的TTL 系统接口 图2—5 脉冲整形电路的输入输出波形3. 用于脉冲鉴幅——将幅值大于V T +的脉冲选出。
V V IOV IOV V V T+T-tt1图2—6 用施密特触发器鉴别脉冲幅度2.3.3 什么是“555”2.3.3.1 什么是“555”555定时器是一种多用途的单片中规模集成电路。
该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐的施密特触发器。
因而在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器和电子玩具等许多领域中都得到了广泛的应用。
目前生产的定时器有双极型和CMOS两种类型，其型号分别有NE555（或5G555）和C7555等多种。
通常，双极型产品型号最后的三位数码都是555，CMOS 产品型号的最后四位数码都是7555，它们的结构、工作原理以及外部引脚排列基本相同。
一般双极型定时器具有较大的驱动能力，而CMOS定时电路具有低功耗、输入阻抗高等优点。
555定时器工作的电源电压很宽，并可承受较大的负载电流。
双极型定时器电源电压范围为5～16V，最大负载电流可达200mA；CMOS定时器电源电压变化范围为3～18V，最大负载电流在4mA以下。
2.3.3.2555定时器的电路结构与工作原理1．555定时器内部结构：（1）由三个阻值为5kΩ的电阻组成的分压器；（2）两个电压比较器C1和C2：V+＞V－，V o=1；V+＜V－，V o=0。
图2-7555定时器的图形符号（3）基本RS触发器；（4）放电三极管T及缓冲器G。
2．工作原理。
当5脚悬空时，比较器C1和C2的比较电压分别为和。
（1）当VI1> ，VI2> 时，比较器C1输出低电平，C2输出高电平，基本RS触发器被置0，放电三极管T导通，输出端VO为低电平。
（2）当VI1< ，VI2< 时，比较器C1输出高电平，C2输出低电平，基本RS触发器被置1，放电三极管T截止，输出端VO为高电平。
（3）当VI1< ，VI2> 时，比较器C1输出高电平，C2也输出高电平，即基本RS触发器R=1，S=1，触发器状态不变，电路亦保持原状态不变。
C C &&&1RSTG 5k Ω5k Ω5k Ω12V R v v v C C D ICI1I2OOv ,(1)(7)(2)(6)(5)(8)(4)(3)电源复位12658437Ov ,v I2v I1v v IC V C C v O555(a)(b)D R 阈值输入控制电压触发输入放电端(a)原理图 （b ）电路符号 图2-8 555定时器的电气原理图和电路符号由于阈值输入端(VI1) 为高电平时，定时器输出低电平，因此也将该端称为高触发端（TH ）。
因为触发输入端(VI2)为低电平时，定时器输出高电平，因此也将该端称为低触发端（TL ）。
如果在电压控制端（5脚）施加一个外加电压（其值在0～VCC 之间），比较器的参考电压将发生变化，电路相应的阈值、触发电平也将随之变化，并进而影响电路的工作状态。
另外，RD 为复位输入端，当RD 为低电平时，不管其他输入端的状态如何，输出V o 为低电平，即RD 的控制级别最高。
正常工作时，一般应将其接高电平。
2.3.4 用555定时器构成的施密特触发器 2.3.4.1 电路组成及工作原理1265V C C R D O 5553O v 7v v I2I1v IC 8412Iv C C V V C C2Rttv IO v 123C C V C C1V 3(a)电路图(b)波形图v图2-9 555定时器构成的施密特触发器（1） VI =0V 时，V o1输出高电平。
（2）当VI 上升到23Vcc 时，V o1输出低电平。
当VI 由23Vcc 继续上升，V o1保持不变。
（3）当VI 下降到13Vcc 时，电路输出跳变为高电平。
而且在VI 继续下降到0V 时，电路的这种状态不变。
图2-9中，R 、Vcc2构成另一输出端V o2，其高电平可以通过改变Vcc2进行调节。
2.3.4.2 电压滞回特性和主要参数电压滞回特性v V V IoOHOLVV V v C C C CC C13230Iv v o(a)(b)电路符号电压传输特性图2-10 施密特触发器的电路符号和电压传输特性主要静态参数（1） 上限阈值电压V T+——v I 上升过程中，输出电压V o 由高电平V oH 跳变到低电平V oL 时，所对应的输入电压值。
V T+= cc V 32。
（2）下限阈值电压V T ———v I 下降过程中， V o 由低电平V oL 跳变到高电平V oH 时，所对应的输入电压值。
V T —=cc V 31 。
（3）回差电压ΔV T回差电压又叫滞回电压，定义为ΔV T = V T+－V T — =cc V 31若在电压控制端VIC （5脚）外加电压VS ，则将有V T +=V s 、V T —= V s /2、 ΔV T = V s /2，而且当改变VS 时，它们的值也随之改变。
