单片机测速表课设.docx

1、单片机测速表课设xx课程设计报告题目名称： 基于单片机的测速表设计 所属课程： 单片机原理及应用 目 录1、任务书2、脉冲信号的获得3、硬件连接4、附录电路图5、程序编程6、程序分析7、参考文献设计任务书设计要求（1）测速范围在09999r/s（2）4位共阴极LED显示转速，动态扫描驱动（3）键盘设定报警值。（4）频率小于等于100HZ时采用测周法，频率大于100HZ时采用测频法或全频（5）速度传感器采用霍尔传感器，或光电传感器。基于单片机的测速表设计一 脉冲信号的获得有多种方式来获得脉冲信号，这些方法有各自的应用场合。下面逐一进行分析1光电传感器光电传感器是应用非常广泛的一种器件，有各种各样

2、的形式，如透射式、反射式等，基本的原理就是当发射管光照射到接收管时，接收管导通，反之关断。以透射式为例，如图1所示，当不透光的物体挡住发射与接收之间的间隙时，开关管关断，否则打开。为此，可以制作一个遮光叶片如图2所示，安装在转轴上，当扇叶经过时，产生脉冲信号。当叶片数较多时，旋转一周可以获得多个脉冲信号。图1光电传感器的原理图图2遮光叶片2光电编码器光电编码器的工作原理与光电传感器一样，不过它已将光电传感器、电子电路、码盘等做成一个整体，只要用连轴器将光电传感器的轴与转轴相连，就能获得多种输出信号。它广泛应用于数控机床、回转台、伺服传动、机器人、雷达、军事目标测定等需要检测角度的装置和设备中。

3、如图3所示，是某光电编码器的外形。图3光电编码器3霍尔传感器霍尔传感器是对磁敏感的传感元件，常用于开关信号采集的有CS3020、CS3040等，这种传感器是一个3端器件，外形与三极管相似，只要接上电源、地，即可工作，输出通常是集电极开路（OC）门输出，工作电压范围宽，使用非常方便。如图4所示是CS3020的外形图，将有字面对准自己，三根引脚从左向右分别是Vcc，地，输出。图4CS3020外形图使用霍尔传感器获得脉冲信号，其机械结构也可以做得较为简单，只要在转轴的圆周上粘上一粒磁钢，让霍尔开关靠近磁钢，就有信号输出，转轴旋转时，就会不断地产生脉冲信号输出。如果在圆周上粘上多粒磁钢，可以实现旋转一

4、周，获得多个脉冲输出。在粘磁钢时要注意，霍尔传感器对磁场方向敏感，粘之前可以先手动接近一下传感器，如果没有信号输出，可以换一个方向再试。这种传感器不怕灰尘、油污，在工业现场应用广泛。通过对比选择，认为霍尔传感器比较使用，而且电路比较容易实现，器件比较耐用，比较适合那种工作环境比较恶劣的场所，而且价格比较便宜，节约制作成本。二、硬件连接测速的方法决定了测速信号的硬件连接，测速实际上就是测频，因此，频率测量的一些原则同样适用于测速。通常，可以用计数法、测脉宽法和等精度法来进行测试。所谓计数法，就是给定一个闸门时间，在闸门时间内计数输入的脉冲个数；测脉宽法是利用待测信号的脉宽来控制计数门，对一个高精

5、度的高频计数信号进行计数。由于闸门与被测信号不能同步，因此，这两种方法都存在1误差的问题，第一种方法适用于信号频率高时使用，第二种方法则在信号频率低时使用。等精度法则对高、低频信号都有很好的适应性。连接电路图见下页三、软件编程测量转速，使用霍尔传感器，被测轴安装有12只磁钢，即转轴每转一周，产生12个脉冲，要求将转速值（转/分）显示在数码管上。程序如下：程序代码DISPBUFEQU5AH;显示缓冲区从5AH开始SecCounEQU59HSpCounEQU57H;速度计时器单元57H和58H，高位在前（57H单元中）CountEQU56H;显示时的计数器SpCalcbit00h;要求计算速度的标

6、志HiddenEQU16;消隐码orG0000HAJMPSTARTorG1BHJMPTIMER1;定时中断1入口orG30HSTART:MOVSP,#5FH;设置堆栈MOVP1,#0FFHMOVP0,#0FFHMOVP2,#0FFH;初始化，所有显示器、LED灭MOVTMOD,#00010101B;定时器T1工作于方式1，定时器0工作方式1MOVTH1,#HIGH(65536-4000)MOVTL1,#LOW(65536-4000)SETBTR1SETBET1;开定时器1中断SETBEALOOP:JNBSpCalc,LOOP;如果未要求计算，转本身循环;标号：功能：双字节二进制无符号数乘法;入

7、口条件：被乘数在R2、R3中，乘数在R6、R7中。;出口信息：乘积在R2、R3、R4、R5中。;影响资源：PSW、A、B、R2R7堆栈需求：字节MOVR2,SpCounMOVR3,SpCoun+1MOVR6,#0MOVR7,#5;测得的数值是每秒计数值，转为每分转速（每一转测12次，故乘5而非60）CALLMULD;标号：功能：双字节十六进制整数转换成双字节码整数;入口条件：待转换的双字节十六进制整数在R6、R7中。;出口信息：转换后的三字节码整数在R3、R4、R5中。;影响资源：PSW、A、R2R7堆栈需求：字节MOVA,R4MOVR6,AMOVA,R5MOVR7,A;将乘得的结果送R6R准

8、备转换，这里结果不可能超过2字节CALLHB2CBCD:MOVDISPBUF,R3;最高位MOVA,R4;ANLA,#0F0H;去掉低4位SWAPA;将高4位切换到低4位MOVDISPBUF+1,AMOVA,R4ANLA,#0FHMOVDISPBUF+2,AMOVA,R5ANLA,#0F0HSWAPAMOVDISPBUF+3,AMOVA,R5ANLA,#0FHMOVDISPBUF+4,ACLRSpCalc;清计算标志JMPLOOP;主程序到此结束TIMER1:PUSHACC;ACC入栈PUSHPSW;PSW入栈SETBRS0;工作区1JNBTR0,SETTR0;如果T0未运行，则开启T0JMP

9、GO1SETTR0:SETBTR0GO1:INCSecCoun;秒计数器加1MOVA,SecCounCJNEA,#251,Go2;如果未到1s则转CLRTR0;1到了，则停止T0的运行MOVSpCoun,TH0MOVSpCoun+1,TL0;读取计数值CLRAMOVTH0,AMOVTL0,A;清计数器SETBSpCalc;要求主程序计算速度MOVSecCoun,#0;清秒计数器Go2:INCCOUNT;用于显示的计数器MOVA,COUNTCLRCSUBBA,#6JZN1JMPN2N1:MOVCOUNT,#0N2:MOVA,#DISPBUFADDA,COUNTMOVR0,A;指向当前要显示的显示

10、缓冲区MOVA,R0;取第一个待显示数MOVDPTR,#DISPTAB;字形表首地址MOVCA,A+DPTR;取字形码MOVP0,A;将字形码送P0位（段口）MOVA,COUNTMOVDPTR,#BitTab;字位表首地址MOVCA,A+DPTRorLP2,#11111100BANLP2,AMOVTH1,#HIGH(65536-4000)MOVTL1,#LOW(65536-4000)POPPSWPOPACCRETIBitTab:DB7Fh,0BFH,0DFH,0EFH,0F7H,0FBHDISPTAB:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H

11、,88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EH,0FFH四、程序分析主程序在对定时器、计数器、堆栈等进行初始化后即判断标志SpCalc是否为1，如果为1，说明要求对数据进行计算处理，首先将SpCalc标志清零，以保证下次能正常判断，然后进入数据处理程序，由于这里的闸门时间为1s，而显示要求为转/分，因此，要将测到的数据进行转换，转换的方法是将测得的数据乘以60，但由于转轴上安装有12只磁钢，每旋转一周可以得到12个脉冲，因此，要将测得的数据除以12，所以综合起来，将测得的数据乘以5即可得到每分钟的转速。计算得到的结果是二进制的整数，要将数据送往显示缓冲区需要将该数转化为BCD码。运算得到

12、的是压缩BCD码，需要将其转换为非压缩BCD码，从标号CBCD开始的一段程序即作了这样的处理。需要说明的是，这里多位二进制乘法和多位二进制到BCD码的转换都是用了现成的成熟子程序，因此，首先将二进制数转换为压结合实际BCD码，然后再转换成非压缩BCD码，看似多写了些程序，实际上这对于保证程序的质量很有好处。定时器T1用作4ms定时发生器，在定时中断程序中进行数码管的动态扫描，同时产生1s的闸门信号。1s闸门信号的产生是通过一个计数器Count，每次中断时间为4ms，每计250次即为1s，到了1s后，即清除计数器Count，然后关闭作为计数器用的T0，读出TH0、TL0中的数值，分别送入SpCoun和SpCoun+1单元，将T0中的值清空，置SpCalc标志为1，要求主程序进行速度值的计算。这里还有一个细节，用作1s闸门信号产生的Count每次中断都会加1，而T0却有一个周期是被关闭的，因此，计数值是251而不是250。参考文献1李朝青.单片机原理及接口技术（简明修订版）.杭州：北京航空航天大学出版社，1998 2 张毅刚.单片机原理及应用.北京：高等教育出版社，20033阎石.数字电子技术基础（第三版）. 北京：高等教育出版社，19894 戴卫恒 .51单片机C语言应用程序设计.北京：电子工业出版社,2006