单片机的转速测试系统设计与制作(附件)【字数：8668】
摘 要本课题对目前市场上很多的电机转速测试系统关联产品进行了广泛的调研，选用AT89C51单片机作为主控，本课题选择了AT89C51单片机来担任微处理器控制器，设计了一款性能非常高的电机转速测试控制系统，能够实现对电机转速的实时精确测量，能够在2秒时间内将检测到的电机转速值显示在液晶显示器上，并且具有超速报警功能，与此同时还能够通过PWM波来实现对直流电机转速的控制。本课题设计的这款电机转速测试控制系统分为软件和硬件两个部分，软件系统以程序为主导，完成了对AT89C51单片机的控制，分为主程序、显示屏驱动子程序、有源蜂鸣器子程序、直流电机控制子程序和转速测量子程序等部分，实现了对各功能子电路的操控。在整个测量过程中这款系统能够正常工作，灵活响应用户的指令，经过了反复的修改和优化，最终展现出了非常高的工作性能，完全符合初期设计需求。
目录
一、 引言 1
（一） 电机转速测试系统的发展背景 1
（二） 电机转速测试系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 电机转速测试系统的方案设计 3
三、 系统硬件设计 4
（一） 电机转速测试系统主控电路设计 4
（二） 电机转速测量电路设计 5
（三） 液晶显示电路设计 6
（四） 转速报警电路设计 7
（五） 直流电机驱动电路设计 8
四、 系统软件设计 10
（一） 电机转速测试系统的主程序流程设计 10
（二） 电机驱动子程序流程设计 11
（三） 电机转速检测子程序设计 11
（四） 参数显示子程序流程设计 12
（五） 转速报警子程序设计 13
五、 实物的制作与调试14
总结 16
参考文献 17
致 谢 18
附录一 原理图 19
附录二 PCB图 20
附录三 元件列表 21
附录四 程序 22
引言
电机转速测试系统的发展背景
通常说的电机转速测试系统是指一种能够实现高清晰度液晶显示、产生报 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
警、直流电机控制和转速测量等功效的电子系统，它当前正处于一种高速化发展状态下，这关键在于如今科学技术的飞速提升，半导体集成技术的发展使它的里面主控芯片以及各类功能的集成芯片也在持续发展，因此这就直接促进了当前市面上的电机转速测试系统展示出外观体积微型化、高度智能化和成本低廉化方向发展。通过相关文献调研可以知道传统型的电机转速测试控制系统，主要靠着中低端的八位微型控制器，该处理模块尽管数据处理速度相对于当今的三十二位处理器来说非常慢，但是其内部含有完整的中央处理器、内存以及各种接口，因此也是能够通过单片芯片实现对电机转速测试控制系统的操控，尽管电机转速测试系统最后展现的功效不是十分突出，而能够符合大多数使用者的应用要求，这样就使得这种中低端的电机转速测试系统在市场上非常普遍，用户的认可度极高，而这也将使高端性能电机转速测试系统的发展脚步被压制。在电机转速测试控制系统的发展历史中，半导体集成技术的发展也差不多起到了对其发展的促进作用，最初的电机转速测试控制系统内部电路主要以分离式的简单元件作为基础，而丰富使用这一些简单元件则引发了电路板结构庞大，电子元器件分散安插焊接，每一个元器件之间的空隙大，当电机转速测试系统里面运算数据非常多时，高速通信的信号受这类电路焊接方式的干扰，非常容易出现不良的工作运行现象，所以电机转速测试控制系统不能展现出特别高的指标性能，这基本上管制了这款器件的发展脚步。本次毕业设计拟将设计的这款电机转速测试控制系统将选用宏晶企业研发的AT89C51单片机来当作主控芯片，结合KEIL开发软件以及传感模块等技术，实现一款性能较高的电子控制系统，通过整个研发过程来对大学期间所学知识进行一次全面归纳总结。
电机转速测试系统的国内外发展现状
如今国际上的大大小小的研发机构非常多，由于市场对于更加智能化的中高端电机转速测试系统供求逐渐增加，市场潜力特别大，因此很多企业看到了这种机遇，将眼光不断的聚集到中高阶别电机转速测试系统的开发领域，通过对市面上的相关产品进行调研可以发现，中高端电机转速测试系统的成本处于不断降低的状态。近几年来市面上出现的电机转速测试系统相关产品品牌种类正在不断增加，同时愈来愈多的厂家和科研单位将越来越多的精力投入到了研发性能更高的电机转速测试系统，该资料显示出现这种现象的主要原因可以归结为两类，首先是随着近些年技术的持续发展，用户早已渐渐无法满足于现有产品所表现出的性能，与此同时功能太少，使用者迫切想得到一款使用体验更加高端的电机转速测试系统产品。
本文主要研究内容
本课题提出了一款可以完成点阵显示、产生报警、PWM波输出和转速快速测量的电机转速测试控制系统，上一部分已经对这个系统的发展背景以及如今国内外的发展现状进行了表述，接下来将主要对这种系统的实现方法、硬件电路系统以及软件系统进行设计，本次毕业设计将使用AT89C51单片机作为主控核心，结合LCD1602液晶显示屏、有源蜂鸣器、高速直流电机和霍尔传感器等器件，通过合理的软硬件系统设计，实现各项初期功能需求，下列各项内容为本课题需要实现的功能指标：
1、能够以较高显示效果将电机转速测试控制系统中采集到的数据显示给用户，实现课题预期指标中的显示指标；
2、配置蜂鸣器驱动电路，使得AT89C51单片机能够通过高低电平信号实现对蜂鸣器的启闭，从而实现报警信号的输出和停止工作；
3、配置直流电机硬件控制电路，采用PWM波形式来对直流电机的转速进行驱动控制，并在软件层面构建PWM波的实现方案；
4、配置磁场变化周期检测电路，以霍尔传感器作为核心模块，通过AT89C51单片机对脉冲信号周期的测量，实现对磁场参数的检测；
电机转速测试系统的方案设计
根据课题的各项预期功能指标来看，为了能够将这款电机转速测试控制系统的性能可以达到瓶颈，这里需要设计一个最佳的实现方案，通过了数次对研发资料的分析和总结，本次毕业设计将按照下图中的框图架构来实现电机转速测试控制系统的设计，将AT89C51单片机作为主控部分，通过LCD1602液晶屏、蜂鸣器、直流电机和YS 27型霍尔传感器来搭建液晶屏显示电路、有源蜂鸣器电路、直流电机驱动电路和转速测量电路等电路部分。在直流电机的驱动上系统通过AT89C51单片机输出PWM波送入直流电机两极间，在不同占空比的PWM驱动下将进行启动、暂停、加速以及减速等动作，而测速盘在直流电机转子的带动下将与转子保持同样的转速，通过霍尔传感器对测速盘边缘的磁铁块释放的磁场，从而将磁场大小转换为电压大小变换，接着LM393比较器对大小变化的电压波形进行整形，整理成规则的方波信号，接着AT89C51单片机将通过测量方波周期的形式来得到直流电机的转速。显示模块采用LCD1602液晶屏，用于实现直流电机转速等参数的显示；按键模块用于实现直流电机启动/暂停以及加/减速等动作的控制。
目录
一、 引言 1
（一） 电机转速测试系统的发展背景 1
（二） 电机转速测试系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 电机转速测试系统的方案设计 3
三、 系统硬件设计 4
（一） 电机转速测试系统主控电路设计 4
（二） 电机转速测量电路设计 5
（三） 液晶显示电路设计 6
（四） 转速报警电路设计 7
（五） 直流电机驱动电路设计 8
四、 系统软件设计 10
（一） 电机转速测试系统的主程序流程设计 10
（二） 电机驱动子程序流程设计 11
（三） 电机转速检测子程序设计 11
（四） 参数显示子程序流程设计 12
（五） 转速报警子程序设计 13
五、 实物的制作与调试14
总结 16
参考文献 17
致 谢 18
附录一 原理图 19
附录二 PCB图 20
附录三 元件列表 21
附录四 程序 22
引言
电机转速测试系统的发展背景
通常说的电机转速测试系统是指一种能够实现高清晰度液晶显示、产生报 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
警、直流电机控制和转速测量等功效的电子系统，它当前正处于一种高速化发展状态下，这关键在于如今科学技术的飞速提升，半导体集成技术的发展使它的里面主控芯片以及各类功能的集成芯片也在持续发展，因此这就直接促进了当前市面上的电机转速测试系统展示出外观体积微型化、高度智能化和成本低廉化方向发展。通过相关文献调研可以知道传统型的电机转速测试控制系统，主要靠着中低端的八位微型控制器，该处理模块尽管数据处理速度相对于当今的三十二位处理器来说非常慢，但是其内部含有完整的中央处理器、内存以及各种接口，因此也是能够通过单片芯片实现对电机转速测试控制系统的操控，尽管电机转速测试系统最后展现的功效不是十分突出，而能够符合大多数使用者的应用要求，这样就使得这种中低端的电机转速测试系统在市场上非常普遍，用户的认可度极高，而这也将使高端性能电机转速测试系统的发展脚步被压制。在电机转速测试控制系统的发展历史中，半导体集成技术的发展也差不多起到了对其发展的促进作用，最初的电机转速测试控制系统内部电路主要以分离式的简单元件作为基础，而丰富使用这一些简单元件则引发了电路板结构庞大，电子元器件分散安插焊接，每一个元器件之间的空隙大，当电机转速测试系统里面运算数据非常多时，高速通信的信号受这类电路焊接方式的干扰，非常容易出现不良的工作运行现象，所以电机转速测试控制系统不能展现出特别高的指标性能，这基本上管制了这款器件的发展脚步。本次毕业设计拟将设计的这款电机转速测试控制系统将选用宏晶企业研发的AT89C51单片机来当作主控芯片，结合KEIL开发软件以及传感模块等技术，实现一款性能较高的电子控制系统，通过整个研发过程来对大学期间所学知识进行一次全面归纳总结。
电机转速测试系统的国内外发展现状
如今国际上的大大小小的研发机构非常多，由于市场对于更加智能化的中高端电机转速测试系统供求逐渐增加，市场潜力特别大，因此很多企业看到了这种机遇，将眼光不断的聚集到中高阶别电机转速测试系统的开发领域，通过对市面上的相关产品进行调研可以发现，中高端电机转速测试系统的成本处于不断降低的状态。近几年来市面上出现的电机转速测试系统相关产品品牌种类正在不断增加，同时愈来愈多的厂家和科研单位将越来越多的精力投入到了研发性能更高的电机转速测试系统，该资料显示出现这种现象的主要原因可以归结为两类，首先是随着近些年技术的持续发展，用户早已渐渐无法满足于现有产品所表现出的性能，与此同时功能太少，使用者迫切想得到一款使用体验更加高端的电机转速测试系统产品。
本文主要研究内容
本课题提出了一款可以完成点阵显示、产生报警、PWM波输出和转速快速测量的电机转速测试控制系统，上一部分已经对这个系统的发展背景以及如今国内外的发展现状进行了表述，接下来将主要对这种系统的实现方法、硬件电路系统以及软件系统进行设计，本次毕业设计将使用AT89C51单片机作为主控核心，结合LCD1602液晶显示屏、有源蜂鸣器、高速直流电机和霍尔传感器等器件，通过合理的软硬件系统设计，实现各项初期功能需求，下列各项内容为本课题需要实现的功能指标：
1、能够以较高显示效果将电机转速测试控制系统中采集到的数据显示给用户，实现课题预期指标中的显示指标；
2、配置蜂鸣器驱动电路，使得AT89C51单片机能够通过高低电平信号实现对蜂鸣器的启闭，从而实现报警信号的输出和停止工作；
3、配置直流电机硬件控制电路，采用PWM波形式来对直流电机的转速进行驱动控制，并在软件层面构建PWM波的实现方案；
4、配置磁场变化周期检测电路，以霍尔传感器作为核心模块，通过AT89C51单片机对脉冲信号周期的测量，实现对磁场参数的检测；
电机转速测试系统的方案设计
根据课题的各项预期功能指标来看，为了能够将这款电机转速测试控制系统的性能可以达到瓶颈，这里需要设计一个最佳的实现方案，通过了数次对研发资料的分析和总结，本次毕业设计将按照下图中的框图架构来实现电机转速测试控制系统的设计，将AT89C51单片机作为主控部分，通过LCD1602液晶屏、蜂鸣器、直流电机和YS 27型霍尔传感器来搭建液晶屏显示电路、有源蜂鸣器电路、直流电机驱动电路和转速测量电路等电路部分。在直流电机的驱动上系统通过AT89C51单片机输出PWM波送入直流电机两极间，在不同占空比的PWM驱动下将进行启动、暂停、加速以及减速等动作，而测速盘在直流电机转子的带动下将与转子保持同样的转速，通过霍尔传感器对测速盘边缘的磁铁块释放的磁场，从而将磁场大小转换为电压大小变换，接着LM393比较器对大小变化的电压波形进行整形，整理成规则的方波信号，接着AT89C51单片机将通过测量方波周期的形式来得到直流电机的转速。显示模块采用LCD1602液晶屏，用于实现直流电机转速等参数的显示；按键模块用于实现直流电机启动/暂停以及加/减速等动作的控制。
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