【文章內容簡介】 尺寸 : (W H)mm。 引腳功能 第 1腳： VSS 為地電源。 第 2腳： VDD 接 5V正電源。 第 3腳： VO 為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個 10K的電位器調整對比度。 第 4腳： RS 為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。 第 5腳： R/W 為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當 RS 和 R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當 RS 為低電平 R/W為高電平時可以讀忙信號，當 RS 為高電平 R/W 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 第 6腳： E 端為使能端，當 E 端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 第 7～ 14腳： D0～ D7為 8位雙向數(shù)據(jù)線。 第 15腳：背光源正極。 第 16腳：背光源負極。 LCD 顯示電路 本設計中 LCD 顯示器的 714腳接單片機的 P0口， RS接 ， RW 接 ， EN 接 9 ，同時加上上拉電阻，該 LCD顯示器為兩行顯示，第一行顯示測得的當前速度值，第二行顯示設置的高速值，低速值。 電路設計如下圖 311所示。 圖 311 液晶顯示電路 本系統(tǒng)需要對預設的高低速值進行設置，需要用到鍵盤，鍵盤一般分為獨立式鍵盤和矩陣鍵盤。當按鍵數(shù)量較少時，用獨 立鍵盤較合適。當按鍵數(shù)量較多時，往往采用矩陣式鍵盤，可以節(jié)省 I/O 接口線，而且鍵位越多，情況越明顯，矩陣鍵盤用 I/O 接口線組成行、列結構，鍵位設置在行列 的交點上。例如 4*4的行、列結構可組成 16個鍵的鍵盤，比一個鍵位用一根 I/O 接口線的獨立式鍵盤少了一半的 I/O 接口線。 在本設計中，矩陣式鍵盤直接連接于單片機的 P1口。 P1的 8條 I/O口線分為 4條行線和 4條列線 ， ， ， 按鍵開關的兩端分別接在行線和列線上。 其接口電路見圖 312。 圖 312 鍵盤電路圖 由圖和相應的鍵的鍵值定義的各個鍵的功能如下： S1~S4 號鍵： 高速值 10，高速值 1，高速值 +1，高速值 +10； S5~S8 號鍵： 低速值 10，低速值 1，低速值 +1，低速值 +10； 10 S9~S12 號鍵： 無定義； S13~S16 號鍵： 按鍵聲開，按鍵聲關，報警聲開，報警聲關。 蜂鳴器報警電路設計 蜂鳴器是一種一體化結構的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應用于計算機、打印機、復印機、報警器、電子玩具、汽車電子設備、電話機、定時器等電子產(chǎn)品中，作為發(fā)聲器件。 蜂鳴器發(fā)聲原理：電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場來驅動振動膜發(fā)聲的，因此需要一定的電流才能驅動它， 單片機 IO 引腳輸出的電流較小，單片機輸出的 TTL 電平基本上驅動不了蜂鳴器，因此需要增加一個電流放大的電路。 報警模塊主要負責聲音報警，報警電路均比較簡單，聲光報警由單片機引腳接上拉電阻，晶體管及揚聲器構成，電路 接線圖見 圖 313。 圖 313 蜂鳴器報警電路 蜂鳴器的正極性的一端連接到 5V電源上面，另一端連接到三極管的集電極，三極管的基極和一個 1K的電阻串聯(lián)由單片機的 ，當 ，電路導通，蜂鳴器響，當 ，電路不導通，蜂鳴器不響，由 101010‥的高低電平，驅動聲光報警電路報警。當測得的轉速不足所設定的低速值時，則發(fā)光二極管 DS3亮。若測得的轉速值高于所設計的高速值時，則發(fā)光二極管 DS5亮。當測得的轉速值在設定的低速值和高速值之間時，則發(fā)光二極管 DS4亮。 11 第四章 軟件設計 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境 隨著單片機開發(fā)技術的不斷發(fā)展，單片機的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展， Keil 軟件是目前流行的用于開發(fā) 51 系列單片機的軟件。該軟件提供了包含 C 編譯器、宏匯編、鏈接器庫管理和一個功能強大的仿真調試器等在內的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（μVision）將這些部分組合在一起。運行 Keil 軟件需要 Pentium 或以上的 CPU， 16MB 或更多 RAM、 20MB 以上空閑的硬盤空間、 Win9 NT、 Win20 WinXP 等操作系統(tǒng)。其界面見圖 51. 圖 41 Kell 運行環(huán)境界面 系統(tǒng)開發(fā)語言 KeilC51 是美國 Keil Software 公司出品的 51系列兼容單片機 C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)。與匯編相比， C 語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。用過匯編語言后再使用 C來開發(fā)，體會更加深刻。 C 語言具有良好的模塊化，容易閱讀和維護等優(yōu)點。由于模塊化，用 C 語言編寫的程序有很好的可移植性，功能化代碼能夠很方便地從一個工程移植到另一個工程，從而減少開發(fā)時間。 用 C 語言編寫程序比用匯編編寫程序更符合人們的思考習慣，開發(fā)者可以更專心地考慮算法 而不是考慮一些細節(jié)問題，這樣就減少了開發(fā)和調試時間。使用像 C 這樣的語言，編寫者不必十分熟悉處理器的運算過程。很多處理器支持 C編譯器，這意味著對新的處理器也能很快上手，而不必知道處理器的具體內部結構，這使得用 C 語言編寫的程序比匯編程序有更好的可移植性。 所以在本畢業(yè)設計中選用單片機 C語言來進行程序代碼的編寫。 12 軟件總體設計 根據(jù)系統(tǒng)要求，對軟件進行了整體設計，該軟件系統(tǒng)實現(xiàn)的功能是在單片機內部計數(shù)，在計算出轉速后進行顯示，設定按鍵的各個功能，實現(xiàn)聲光報警。 整個系統(tǒng)軟件由主程序、 T0 中斷服務子程序 ，鍵盤掃描子程序，轉速值計算顯示子程序，蜂鳴器子程序及延時子程序等組成。 軟件總體框圖見圖 42。 系 統(tǒng) 主 程 序T O 中 斷 服 務 子 程 序 鍵 盤 掃 描 子 程 序轉 速 值 計 算 及 顯 示子 程 序初 始 化蜂 鳴 器 報 警 子 程 序 圖 42 總體框圖 主程序主要完成系統(tǒng)初始化功能，包括 LCD 顯示初始化，定時 /計數(shù)器初始化，中斷開、關等功能。中斷程序主要完成定時、計數(shù)功能。轉速值顯示子程序主負責將測得的當前轉速值的顯示和設定的高速、低速值的顯示。蜂鳴器程序主要完成報警功能。 主程序流程圖見圖 43。 L C D 液 晶 顯 示 初 始 化定 時 /計 數(shù) 器 初 始 化C P U 開 中 斷定 時 器 T 0開 中 斷啟 動 定 時 器 T 0， 計 數(shù) 器 T 1開 始等 待 中 斷 圖 43主程序流 程圖 13 第五章 系統(tǒng)調試 Protues 仿真 Proteus 軟件是一種低投資的電子設計自動化軟件，提供可仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件和多達 30多個元件庫。 Proteus 軟件提供多種現(xiàn)實存在的虛擬儀器儀表。此外， Proteus 還提供圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號，以圖形的方式實時地顯示出來。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數(shù)指標，例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗，盡可能減少儀器對測量結果的影響， Proteus 軟件提供豐富的測試信號用于電路的測試。一臺計算機、一套電子仿真軟件，在加上一本虛擬實驗 教程，就可相當于一個設備先進的實驗室。以虛代實、以軟代硬，就建立一個完善的虛擬實驗室。在計算機上學習電工基礎，模擬電路、數(shù)字電路、單片機應用系統(tǒng)等課程，并進行電路設計、仿真、調試等。 在 Proteus 軟件中畫出原理圖 ,向單片機中加入需要調試的程序的 HEX 文件 ,便可以進行調試了 . 利用 Proteus 實現(xiàn)單片機系統(tǒng)開發(fā)過程一般分為四步： Proteus 平臺上進行單片機系統(tǒng)電路設計、選擇元器件、接插件、連接電路和電氣檢測等（簡稱 Proteus 電路設計）； Proteus 平臺上進行單片機系統(tǒng)源程序設計、 編輯、匯編編譯、調試，最后生成目標代碼文件（ *.hex）（簡稱 Proteus 軟件設計）； Proteus 平臺上將目標代碼文件加載到單片機系統(tǒng)中，并實現(xiàn)單片機系統(tǒng)的實時交互、協(xié)同仿真（簡稱 Proteus 仿真）； ，安裝實際單片機系統(tǒng)電路，并將目標代碼文件（ *.hex）下載到實際單片機中運行、調試。若出現(xiàn)問題，可與 Proteus 設計與仿真相互配合調試，直至運行成功（簡稱實際產(chǎn)品安裝、運行與調試）。筆者的實踐證明：按照 Proteus 仿真通過的設計來安裝的實際系統(tǒng)，只要安裝正確、元器件無誤，焊接 牢靠，基本都能順利通過 [。 由于在虛擬仿真電路圖中，沒有電機及傳感器， 在 Proteus 軟件里仿真的效果圖如下所示： 14 系統(tǒng)調試結果 調試結果，系統(tǒng)實現(xiàn)預期各個功能： （ 1）在 LCD 液晶顯示器上實時顯示測得的轉速值。 （ 2）按鍵時各個按鍵的功能完全實現(xiàn)。 （ 3）超過了預定的高速值或低于預定的低速值時，蜂鳴器報警，同時相應的燈亮。 15 結 論 此次畢業(yè)設計是我大學生活中重要的一步，經(jīng)過幾個月的努力終于按要求完成本設計任務 書的要求，獲得預期的效果，期間也提高了自身各方面的能力，從開題到查資料、設計電路、編寫程序直到完成設計，每一個過程都是對自己能力的一次檢驗和充實。 本畢業(yè)課題是電動機轉速測量系統(tǒng)的設計，所設計的系統(tǒng)能實現(xiàn)以下功能： ，輸出信號經(jīng)信號調理后，通過單片機對連續(xù)脈沖計數(shù)來實現(xiàn)轉速測量； LCD1602液晶顯示器實時顯示所測得的轉速值； 。低速值進行相關設置；。 。 通過這短短的幾月的設計，也得到了很多收獲。 首先，鞏固了以前學 習的知識，更深層次地研究和學習電子方面的知識和原理； 其次，加強了單片機知識的掌握，提高了對單片機鍵盤模塊、顯示模塊、測量模塊等周邊模塊應用的能力，特別是在調試過程中掌握了軟件和硬件充分結合的調試方法，體會到了實踐中得出理論、理論中去實踐的研究學習過程。 本次設計讓我深深的感受到以后在做任何事情時，我們需要的不僅是知識，還需要細心，需要耐心，需要實踐。 16 致 謝 本文介紹的應用于霍爾傳感器系統(tǒng)在電機轉速這一領域的應用，實現(xiàn)了單片機對電機轉速的測量以及和 PC通信的數(shù)據(jù)傳送。可以對電機轉速 的平穩(wěn)性做個分析。 關于本次畢業(yè)設計，感受頗多?？偟膩碚f是可以的，富有收獲的，盡管其中充滿了艱辛與困難。但看到自己的成果時，所有的艱辛與疲倦都拋到了九霄云外。一種成就感在心頭油然而生。另外一方面，在自己的親身實踐中，也發(fā)現(xiàn)了自己的一些不足的地方，有待進一步提高與改善。此次畢業(yè)設計任務是高精度大范圍的電機轉速測量系統(tǒng)，在實際調試中遇到的種種問題使我在設計與調試中學習到了許多知識。 整個畢業(yè)設計過程是對自己大學三年所學知識歸納總結和應用，也