【正文】 一些部件。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 數(shù)字轉(zhuǎn)速測(cè)試儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分內(nèi)容。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的和意義為了能精確的測(cè)量轉(zhuǎn)速外，還要保障測(cè)量的事實(shí)性，要求測(cè)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速。例如，在發(fā)動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)，卷揚(yáng)機(jī)，機(jī)床轉(zhuǎn)軸等旋轉(zhuǎn)設(shè)備的測(cè)試，運(yùn)轉(zhuǎn)和控制中，常需要分時(shí)或連續(xù)測(cè)量和顯示其轉(zhuǎn)速或瞬間轉(zhuǎn)速。 此次設(shè)計(jì)必須將硬件與軟件將結(jié)合，熟練掌握所用芯片的功能、時(shí)序等，以方便對(duì)數(shù)字轉(zhuǎn)速測(cè)試儀各種功能的實(shí)現(xiàn)。數(shù)字轉(zhuǎn)速測(cè)試儀采用光電編碼器將采集到的數(shù)據(jù)通過處理之后，送到AT89C52單片機(jī)中進(jìn)行轉(zhuǎn)化后在液晶顯示器上顯示測(cè)得轉(zhuǎn)速及方向。本人授權(quán)青島農(nóng)業(yè)大學(xué)可以將本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）。畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）誠信聲明本人聲明：所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果，論文中引用他人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖表、資料均已作明確標(biāo)注，論文中的結(jié)論和成果為本人獨(dú)立完成，真實(shí)可靠，不包含他人成果及已獲得 或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書使用過的材料。本人離校后發(fā)表或使用該畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）或與該論文（設(shè)計(jì)）直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時(shí)，單位署名為 。測(cè)速所要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)是：測(cè)速范圍為0~2000轉(zhuǎn)/分。 關(guān)鍵詞：AT89C52；LCD顯示；編碼器；傳感器 Design of Speed digital rotation testerAbstractThis paper introduces a new digital speed meter using a AT89C52 single chip microputer on the measurement principle, hardware and software design. The instrument uses a new method of automatic guns: in the wide range of the realization of the highprecision, rapid realtime measurement. Speed digital rotation tester uses photoelectric encoder to collect through the data processing, then convert in the AT89C52 MCU ,at last will be transformed in the LCD display of measured speed and speed to be achieved by the standard is: measured speed range is from 0 to 2000 r / m. The focus is how to suitable for the hardware system of programming language choice and programming. The difficulty is the determination for the programming of ideas, the hardware circuit of speed direction,realize software, and how to edit and pile software system in the puter. The design must bine with the hardware and software, maste the function of timing of the chip, so as to facilitate the speed of digital test instrument to achieve the various functions.Key Words: AT89C52。對(duì)于工業(yè)測(cè)試，水利，機(jī)械等方面，轉(zhuǎn)速是重要的控制參數(shù)之一。隨著微型計(jì)算機(jī)的廣泛使用，特別是高性能/價(jià)格比的單片機(jī)的涌現(xiàn)，轉(zhuǎn)速測(cè)量普遍采用了以單片機(jī)為核心的數(shù)字法。在設(shè)計(jì)中要了解掌握單片機(jī)關(guān)于C語言的編程，數(shù)字電路，模擬電路技術(shù)；熟練掌握ATMEL系列單片機(jī)工作原理及應(yīng)用技巧；自主設(shè)計(jì)系列軟、硬件. 主要采用光電脈沖編碼傳感器，通過89C52單片機(jī)及其他功能芯片實(shí)現(xiàn)高精度轉(zhuǎn)速測(cè)試，通過算法處理后在液晶顯示器上顯示測(cè)得轉(zhuǎn)速及方向。 1. 8031CPU 2. 振蕩電路 3. 總線控制部件 4. 中斷控制部件 5. 片內(nèi)Flash存儲(chǔ)器 6. 片內(nèi)RAM 7. 并行I/O接口 8. 定時(shí)器 9. 串行I/O接口 鑒于ATMEL公司的產(chǎn)品具有上述優(yōu)點(diǎn)，綜合本次畢業(yè)設(shè)計(jì)題目難易程度分析，使用此主控芯片的外圍電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜實(shí)惠，易于操作，故選用AT89C52單片機(jī)作為本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主控芯片。用戶軟件對(duì)所有外設(shè)具有完全的控制，可以關(guān)斷任何一個(gè)或所有外設(shè)以節(jié)省功耗。 AT89C52的極限參數(shù)AT89C52的極限參數(shù)工作溫度﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍55℃ to +125℃儲(chǔ)藏溫度﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍65℃ to +150℃ + 引腳和封裝定義每種器件都可在工業(yè)溫度范圍（45℃到+85℃）內(nèi)用 的電壓工作。版本TKStudio ，對(duì)我公司新版B系列仿真器高級(jí)功能64K深度代碼追蹤、代碼覆蓋、數(shù)據(jù)覆蓋，數(shù)據(jù)訪問（讀寫）斷點(diǎn)等，提供完全支持。 6 定義軟件仿真接口以支持各種芯片的軟件仿真。完全中文支持，杜絕半個(gè)漢字現(xiàn)象。TKStudio軟件仿真、硬件調(diào)試、反匯編、復(fù)雜變量觀察、內(nèi)存察看、仿真器設(shè)置，功能相當(dāng)完善，是真正意義上的集成開發(fā)環(huán)境。 a) 分Target、Group、File三級(jí)結(jié)構(gòu)，可隨心所欲設(shè)置File、Group、Target編譯參數(shù)。數(shù)據(jù)可按不同數(shù)制，不同類型顯示，紅色指示變化數(shù)據(jù)。 支持C指針運(yùn)算符“*”、“amp。 8. 自動(dòng)跟蹤收集局部變量。 12. 增強(qiáng)的硬件調(diào)試功能 a) C程序調(diào)試時(shí)可選擇是否執(zhí)行到“main()”函數(shù)，零起始時(shí)，單步、步越均一步到位，決無keil的延遲。 c) 支持不運(yùn)行跳轉(zhuǎn)，方便子程序（函數(shù)）的調(diào)試。對(duì) PC 機(jī)有如下系統(tǒng)要求:A. Pentium PentiumII 或兼容處理器的PC。 PC 機(jī)硬件連接 所有的Keil 產(chǎn)品都自帶一個(gè)安裝程序和安裝說明非常易于安裝根據(jù)您得到的軟件途徑不同軟件的存放格式可能不同.3 數(shù)字轉(zhuǎn)速測(cè)試儀系統(tǒng)介紹 數(shù)字轉(zhuǎn)速測(cè)試儀系統(tǒng)組成、主要內(nèi)容和擬采用的方案數(shù)字轉(zhuǎn)速測(cè)試儀控制系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成，其中硬件主要完成轉(zhuǎn)速信號(hào)的測(cè)量以及LCD顯示等部分。其硬件部分采用的芯片主要有:16位微處理器AT89C52,EPC755A光電脈沖編碼器,LCD液晶顯示芯片MGLS12032A,電壓轉(zhuǎn)換芯片MAX1677,74LS00,74LS04,六施密特反向器74LS14,單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS121,電阻電容等常用器件若干.。由于光電碼盤與電動(dòng)機(jī)同軸，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，光柵盤與電動(dòng)機(jī)同速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測(cè)裝置檢測(cè)輸出若干脈沖信號(hào)，其原理示意圖如圖1所示；通過計(jì)算每秒光電編碼器輸出脈沖的個(gè)數(shù)就能反映當(dāng)前電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。1增量式編碼器 增量式編碼器是直接利用光電轉(zhuǎn)換原理輸出三組方波脈沖A、B和C相；A、B兩組脈沖相位差90176。2絕對(duì)式編碼器 絕對(duì)編碼器是直接輸出數(shù)字量的傳感器，在它的圓形碼盤上沿徑向有若干同心碼道，每條道上由透光和不透光的扇形區(qū)相間組成，相鄰碼道的扇區(qū)數(shù)目是雙倍關(guān)系，碼盤上的碼道數(shù)就是它的二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)，在碼盤的一側(cè)是光源，另一側(cè)對(duì)應(yīng)每一碼道有一光敏元件；當(dāng)碼盤處于不同位置時(shí)，各光敏元件根據(jù)受光照與否轉(zhuǎn)換出相應(yīng)的電平信號(hào)，形成二進(jìn)制數(shù)。3混合式絕對(duì)值編碼器 混合式絕對(duì)值編碼器，它輸出兩組信息：一組信息用于檢測(cè)磁極位置，帶有絕對(duì)信息功能；另一組則完全同增量式編碼器的輸出信息。該光電編碼器輸出為雙通道正交信號(hào)，具有校正基準(zhǔn)信號(hào)，可方便地實(shí)現(xiàn)雙向計(jì)數(shù)。一般只需要三條碼道，這里的碼道實(shí)際上已不具有絕對(duì)編碼器碼道的意義，而是產(chǎn)生計(jì)數(shù)脈沖。從A，B兩個(gè)輸出信號(hào)的相位關(guān)系（超前或滯后）可判斷旋轉(zhuǎn)的方向。通常，若編碼器有N個(gè)（碼道）輸出信號(hào)，其相位差為π/ N，可計(jì)數(shù)脈沖為2N倍光柵數(shù)，現(xiàn)在N=2，則相位相差π/2。 芯片特點(diǎn)（1）內(nèi)置顯示RAM區(qū)RAM容量為2560位。（5）可以與SED1520配合使用，以便擴(kuò)展列驅(qū)動(dòng)口數(shù)目。在E高電平期間，數(shù)據(jù)或狀 態(tài)被讀到數(shù)據(jù)總線之上。在應(yīng)用正負(fù)電壓供電的液晶模塊式時(shí)，電源的接線要特別注意，否則會(huì)燒毀芯片，在應(yīng)用中，最好先加邏輯電壓VDD，滯后50ms左右再加V0,再關(guān)斷電源時(shí)，先關(guān)斷V0，再滯后50ms后關(guān)斷VDD。圖中采用并行接口，這樣比較適合與利用總線控制，把寫數(shù)據(jù)代碼，讀狀態(tài)字，寫顯示數(shù)據(jù)，讀顯示數(shù)據(jù)都映射到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，每個(gè)操作對(duì)應(yīng)一個(gè)地址。由于LCD內(nèi)部含有控制器，因此它與單片機(jī)之間不需要驅(qū)動(dòng)芯片。A8是單片機(jī)對(duì)LCD的數(shù)據(jù)/指令通道選擇信號(hào)；A9是單片機(jī)對(duì)LCD的讀寫選擇信號(hào)；D0~D7是單片機(jī)和LCD的數(shù)據(jù)總線。，在滿足電源需求的前提下，使電源模塊的外圍電路簡(jiǎn)單，減小占用的空間。電源效率：95%。表1 主升壓電路輸出電流 MAX1677常用外圍參數(shù)設(shè)定 （1）主電源輸出電壓的設(shè)置17FB 范圍內(nèi)選定合適的輸出電壓VOUT 然后在10kΩ到200kΩ之間選擇R4 用下式計(jì)算R3R3=R4[ VOUT/ 1]（2）LCD 輸出電壓設(shè)置LCD 偏壓電路包括片內(nèi)N溝道DMOS 開關(guān)可產(chǎn)生高達(dá)28V 的正向或負(fù)向電壓LCD輸出電壓的極性由LCDPOL腳控制見表2 負(fù)電壓輸出時(shí)連接電路如圖4所示LCDPOL還可將LCDLX 端的最大電流限制從350mA降到250mA 這樣在給較小尺寸的LCD 供電時(shí)通常小于15 平方英寸LCD 負(fù)載電流10mA 就可使用更小體積的電感表2 LCD 輸出極性設(shè)置LCD 輸出電壓由外置電阻R1 R2 設(shè)置圖三所示先在10kΩ到200kΩ之間選擇R2的阻值然后計(jì)算R1 正壓輸出時(shí)將LCDPOL 連到OUT LCDFB 按下式計(jì)算R1：R1=R2[ VLCD/ 1]負(fù)壓輸出時(shí)將LCDPOL 連到GND LCDFB 門限為0 如圖4 按下式計(jì)算R1：R1=R2 x |VLCD| /（3）低電壓檢測(cè)MAX1677片內(nèi)比較器可檢測(cè)電池電壓當(dāng)LBI腳的電壓低于614mV時(shí)LBO輸出為低電平低電壓檢測(cè)門限可通過兩個(gè)外加電阻設(shè)定圖3 LBI 輸入電流小于50nA 因此在合適的范圍內(nèi)可選取較大的阻值R6130KΩ 以減小損耗R5 的計(jì)算公式如下R5=R6[ VTRIP/ 1] 電壓轉(zhuǎn)換原理圖由于液晶顯示輸出除了需要提供+5V工作電壓外，還需要提供10V的對(duì)比度調(diào)節(jié)電壓。而液晶顯示自帶對(duì)比度調(diào)節(jié)電源。R5和R6的比值決定了系統(tǒng)欠電壓監(jiān)測(cè)的門檻電壓值VTRIP,關(guān)系是為R5=R6*[(VTRIP/)1]，其中R6≤130K歐姆。Vout2連接MAX1677的10管腳，輸出10V的電壓，作為液晶顯示模塊的背光的電源電壓。本設(shè)計(jì)所使用的Protel99 SE軟件是一個(gè)功能強(qiáng)大的電路CAD軟件。 Protel99SE的客戶程序還提供給設(shè)計(jì)者一些基本的使用資源、如菜單、快捷鍵、工具欄、狀態(tài)欄、工具管理器等，設(shè)計(jì)者對(duì)這些資源可以自由定義，建立便于自己使用的菜單、快捷鍵、工具欄等。 PCB尺寸過大時(shí)，印制線條長、阻抗增大、抗干擾能力下降、成本也增加；PCB尺寸過小，則散熱不好、且鄰近線條易受干擾。2）一些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差,應(yīng)加大它們之間的距離，以避免放電引出的短路。3）位于電路板邊緣的元器件。對(duì)于雙面板一般應(yīng)設(shè)計(jì)一面為SMD及SMC元件，另一面則為分立元件。*根據(jù)單元電路在使用中對(duì)電磁兼容性敏感程度不同進(jìn)行分組。2），如遇印制板空隙不夠，可每4~8個(gè)芯片布置一個(gè)1~10uf的瓷片電容。● 。● 在印制板中有接觸器、繼電器、按鈕等元件時(shí)．操作它們時(shí)均會(huì)產(chǎn)生較大火花放電，必須RC 電路來吸收放電電流?！?每個(gè)集成電路一個(gè)去耦電容。（4）硬件干擾抑制技術(shù) ⑴ 可考慮選擇多層PCB(印制電路板)，其中的一層指定100%作地線，另一層指定100%作電源，這種選擇能形成良好的退耦電路，并加入了地線的屏蔽效果。⑶ 幾乎所有的單片機(jī)都有一個(gè)耦合于外部晶體或陶瓷諧振器的振蕩器電路。據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，單片機(jī)系統(tǒng)有70%左右的干擾是通過電源耦合進(jìn)來的，因而，必須采取措施提高電源的干擾抑制能力，常用的方法有以下幾點(diǎn)：1． 使用電源濾波器；2． 在每塊PCB的電源與地之間并接去耦電容；3．選用壓敏電阻或TVS器件來吸收電路中的浪涌干擾；4． 在串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的輸入、輸出端增加電容濾波；5．如單片機(jī)系統(tǒng)采用開關(guān)電源，則應(yīng)注意采用RC吸收電路抑制浪涌電壓；注意交流電與直流低壓之間的距離，