基于51單片機(jī)的光電編碼器測(cè)速報(bào)告

基于51單片機(jī)的光電編碼器測(cè)速報(bào)告課程名稱(chēng) :標(biāo)題 :課程設(shè)計(jì)報(bào)告|基于 51單片機(jī)速度測(cè)量的199微機(jī)原理光電編碼器課程設(shè)計(jì)在位置控制系統(tǒng)中，電機(jī)可以正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，因此為了對(duì)與其相連的編碼器輸出的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，需要相應(yīng)的計(jì)數(shù)器向上或向下計(jì)數(shù)，即向上或向下計(jì)數(shù)有許多計(jì)數(shù)方法，包括純軟件計(jì)數(shù)和硬件計(jì)數(shù)。本文分別分析了兩種常用的計(jì)數(shù)方法，并比較了它們的優(yōu)缺點(diǎn)。最后，提出了一種新的計(jì)數(shù)方法，利用80C51單片機(jī)內(nèi)部的計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)光電編碼器輸出脈沖的上下可逆計(jì)數(shù)，節(jié)省了硬件資源，獲得了較高的計(jì)數(shù)頻率。該設(shè)計(jì)以STC89C52RC芯片、光電編碼器和1602液晶為核心，輔以必要的電路，構(gòu)成了基于51單片機(jī)的光電編碼器轉(zhuǎn)速表該系統(tǒng)有兩個(gè)控制鍵，分別用于控制每秒和每分鐘的轉(zhuǎn)速，并用1602液晶顯示速度。速度計(jì)測(cè)速準(zhǔn)確，具有實(shí)時(shí)檢測(cè)功能，操作簡(jiǎn)單。關(guān)鍵詞:光電編碼器， 51單片機(jī)，C語(yǔ)言，1602液晶顯示器2目錄1，設(shè)計(jì)任務(wù)和要TOC\o"1-5"\h\z求 41.1 設(shè) 計(jì) 任務(wù) 4 1.2 設(shè) 計(jì) 要求 4方案的總體設(shè)計(jì)是 5方 案一 5方 案二。 ...5 2.3 系統(tǒng)采用方案 5計(jì) 73.1 單片機(jī)最小系統(tǒng) 73.2 液晶模塊 37.3系統(tǒng)電源 ..8 3.4光電編碼器電路 38.5整體電路 94， 軟件設(shè)計(jì) 10keil 軟 件 推出 10系 統(tǒng) 程 序 流程 105， 仿真與實(shí)現(xiàn) 125.1 proteus 軟 件 推出 125.2程 ...12 5.3物理生產(chǎn)和調(diào)TOC\o"1-5"\h\z試 153.4使用說(shuō)明 146， 總結(jié) 15設(shè) 計(jì) 總結(jié) 15經(jīng) 驗(yàn) 總結(jié) 157， 參考文獻(xiàn) 163、設(shè)計(jì)任務(wù)和要求設(shè)計(jì)任務(wù)。了解更多小型設(shè)備2）。鞏固51單片機(jī)和c語(yǔ)言知識(shí)，熟悉單片機(jī)和c語(yǔ)言的實(shí)際操作和應(yīng)用 3）。掌握仿真軟件的應(yīng)用并繪制原理圖 4）。加深焊接技能。提高焊接能力5）。熟悉調(diào)試方法和技巧。提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。熟悉設(shè)計(jì)報(bào)告1.2設(shè)計(jì)要求1）的編寫(xiě)過(guò)程。兩個(gè)鍵控制每分鐘和每秒鐘顯示的功能 2）。74LS74輔助光電編碼器進(jìn)行轉(zhuǎn)向測(cè)量 3）。光電編碼器輸出脈沖計(jì)數(shù) 4），1602液晶速度42?？傮w設(shè)計(jì)方案a光電編碼器是基于51單片機(jī)設(shè)計(jì)的測(cè)速方案設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)光電編碼器測(cè)量的電路；利用單片機(jī)內(nèi)部精密至精密的定時(shí)計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)一個(gè)周期時(shí)間計(jì)數(shù)脈沖數(shù)； 74LS74作為輔助芯片，完善了光電編碼器在轉(zhuǎn)向測(cè)量中的功能。P0和P2端口控制1602液晶顯示器的旋轉(zhuǎn)速度；用P1和P1實(shí)現(xiàn)液晶顯示器每秒和每分鐘轉(zhuǎn)速的功能；復(fù)位按鈕功能用于實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。調(diào)節(jié)藍(lán)白色滑動(dòng)變阻器來(lái)調(diào)節(jié)液晶的亮度。方案51單芯片時(shí)序 /計(jì)數(shù)器是一個(gè) 8位時(shí)序 /計(jì)數(shù)器，在模式 2下工作時(shí)可以自動(dòng)重新加載工作時(shí)，高八位和低八位加載相同的初始值。當(dāng)?shù)桶宋粷M時(shí)，高八位自動(dòng)加載到第八位，這樣可以省略用戶軟件中重新加載初始值常量的語(yǔ)句，并且可以產(chǎn)生相當(dāng)精確的計(jì)時(shí)時(shí)間。由于只有8位參與計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)周期最多為256微秒。使用初始值加載0x38，每200微秒進(jìn)入一個(gè)中斷，5000個(gè)中斷為100毫秒，即實(shí)現(xiàn) 1秒脈沖計(jì)數(shù)光電編碼器的a連接到單片機(jī)的外部，光電編碼器的b連接到單片機(jī)的P1來(lái)自a相的脈沖在每次觸發(fā)中斷時(shí)計(jì)數(shù)一個(gè)脈沖， 然后檢測(cè)P1.的高電平和低電平如果它是高水平，它將被倒置，如果它是低水平，它將被向前旋轉(zhuǎn)。兩個(gè)反相器用作放大兩個(gè)三極管作為開(kāi)關(guān)連接，形成 DC電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。P1和P1分別控制每分鐘和每秒鐘液晶顯示器的旋轉(zhuǎn)速度P2端口控制1602液晶的數(shù)據(jù)端口，P0的三個(gè)引腳控制1602液晶的數(shù)據(jù) /命令選擇端、 讀/寫(xiě)選擇端和使能端的顯示速度方案251微控制器的時(shí)序/計(jì)數(shù)器在模式 0下工作時(shí)為16位時(shí)序 /計(jì)數(shù)器工作時(shí)，高八位和低八位分別加載初始值。當(dāng)?shù)桶宋粷M時(shí)，高八位加1由于16位參與計(jì)數(shù)，其計(jì)數(shù)周期最多為65536微秒0xfc加載8位高初始值，0x18加載8位低初始值。每1000微秒進(jìn)入一個(gè)中斷，1000個(gè)中斷是1秒，這形成了1秒周期的脈沖計(jì)數(shù)。在該方案中，74LS74芯片外部連接到方案1。光電編碼器的a連接到單片機(jī)的引腳P3,單片機(jī)的計(jì)數(shù)器 1用于脈沖計(jì)數(shù)，也連接到74LS74的時(shí)鐘信號(hào)接口。光電編碼器的b接74LS74的D接口。q端接在P3引腳，q端接在P3引腳兩個(gè)外部中斷用于判斷正旋轉(zhuǎn)和負(fù)旋轉(zhuǎn) P1和P1分別控制每分鐘和每秒鐘液晶顯示器的旋轉(zhuǎn)速度 P2端口控制1602液晶的數(shù)據(jù)端口，P0的三個(gè)引腳控制1602液晶的數(shù)據(jù) /命令選擇端、讀 /寫(xiě)選擇端和使能端的顯示速度2.3系統(tǒng)采用方案1）總體設(shè)計(jì)圖1是該設(shè)計(jì)的總體框圖，通過(guò)該圖大致介紹了整個(gè)光電編碼器測(cè)速系統(tǒng)的主要部分。5圖1系統(tǒng)一般框架2）一般工作原理由于定時(shí)器工作模式 2是8位，所以可以加載的值太小。對(duì)于脈沖統(tǒng)計(jì)的每個(gè)周期，需要輸入 5000個(gè)定時(shí)器中斷。由于輸入中斷的次數(shù)太多，當(dāng)較低的8位已滿且程序仍在中斷子程序中運(yùn)行且無(wú)法觸發(fā)中斷時(shí)，很容易發(fā)生這種情況。因此，不采用工作模式 2工作模式0只需輸入定時(shí)中斷1000次，就可以進(jìn)行一個(gè)周期的脈沖統(tǒng)計(jì)，因此選擇功能模式 0在方案1中，雖然電路簡(jiǎn)單，但純軟件計(jì)數(shù)速度慢，難以滿足實(shí)時(shí)性要求，容易出錯(cuò)。我們可以用單片機(jī)內(nèi)部的計(jì)數(shù)器來(lái)上下計(jì)數(shù)。芯片中有兩個(gè) 16位定時(shí)計(jì)數(shù)器，可用于計(jì)數(shù)脈沖。兩個(gè)外部中斷用于檢測(cè)正旋轉(zhuǎn)和負(fù)旋轉(zhuǎn)，從而避免了對(duì)每個(gè)脈沖進(jìn)行高低電平檢測(cè)的步驟?？刂奇I、液晶和復(fù)位的設(shè)計(jì)與方案1和方案2相同?？偠灾罱K計(jì)劃被確定為計(jì)劃 2。了對(duì)供應(yīng)鏈管理理論的理解并將其運(yùn)用到實(shí)踐中，還學(xué)會(huì)了如何培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，從而不斷戰(zhàn)勝和超越自己。創(chuàng)新可以是在原有基礎(chǔ)上的改進(jìn)，從而不斷完善其功能，成為現(xiàn)實(shí)。我們已經(jīng)安排了這個(gè)單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，給我們一個(gè)很好的實(shí)踐來(lái)應(yīng)用我們所學(xué)的知識(shí)。對(duì)于本課程的設(shè)計(jì)，我們花了很多心思，不僅復(fù)習(xí)和鞏固了本課程的理論內(nèi)容，還豐富了與本專(zhuān)業(yè)相關(guān)的其他知識(shí)，如軟件應(yīng)用等。我們?cè)谔剿髦袑W(xué)習(xí)，在探索中成長(zhǎng)，在學(xué)習(xí)過(guò)程中帶著問(wèn)題學(xué)習(xí)。我發(fā)現(xiàn)效率很高。這就是我為這個(gè)課程設(shè)計(jì)所做的，應(yīng)該讓人們一目了然地理解你的想法，這也為數(shù)據(jù)的保存和交換提供了便利。我認(rèn)為在課程設(shè)計(jì)中遇到問(wèn)題是很正常的，但是我們應(yīng)該記錄下每次遇到的問(wèn)題，并清楚地分析它們，以免在課程設(shè)計(jì)中犯下下次遇到同樣問(wèn)題的錯(cuò)誤。事實(shí)上，這個(gè)設(shè)計(jì)也是我們所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用。這使我深刻地認(rèn)識(shí)到，學(xué)習(xí)單片機(jī)必須有一定的基礎(chǔ)，電子技術(shù)中的數(shù)字電路和模擬電路，尤其是數(shù)字電路，必須有一定的理論基礎(chǔ)。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中也應(yīng)該有匯編語(yǔ)言或C語(yǔ)言。要成為單片機(jī)的主人，我們必須先學(xué)好匯編語(yǔ)言，然后再轉(zhuǎn)到C語(yǔ)言，所以我們?cè)趯W(xué)習(xí)C語(yǔ)言的時(shí)候不能忘記以前的知識(shí)。我們應(yīng)該把所學(xué)的知識(shí)緊密結(jié)合起來(lái)，綜合運(yùn)用。所謂的設(shè)計(jì)需要?jiǎng)?chuàng)新。只有全面應(yīng)用知識(shí)，我們才能真正設(shè)計(jì)好。7，參考文獻(xiàn)[1]楊長(zhǎng)興，劉衛(wèi)國(guó)。C++編程:中國(guó)鐵道部出版社[2]李朝清。單片機(jī)原理與接口技術(shù) （第三版）:北京航空航天大學(xué)出版社3]康。電子技術(shù)基礎(chǔ) （第五版 ）:高等教育出版社[4]劉坤，趙宏博，張先東。51單片機(jī)C語(yǔ)言應(yīng)用（第二版）:人民郵電出版社[5]閻石數(shù)字電子計(jì)數(shù)基金會(huì) （第五版 ）:高等教育出版社16附錄源程序#include#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbiten=P02；//使能位 sbitrw=P01；//讀/寫(xiě)選擇位 sbitrs=P00；//數(shù)據(jù)/命令選擇位sbitfensu=p11//除速鍵sbitmiaosu=p1;〃第二速度鍵浮動(dòng)w;浮點(diǎn)a=0；uchark=2；//每個(gè)四位的 ucharnum1、num2的實(shí)際正向和反向標(biāo)志位速度；漂浮真實(shí)；uintt；//定時(shí)器1中斷uchar碼表 顯示設(shè)定速度uchar碼表2[]=V/無(wú)效延遲（UCHARZ）{UCHARX,Y;對(duì)于（x=100x>0;x-）表示（y=z;y>0;y-）;}voidwrite_com（uchalcom）//寫(xiě)命令函數(shù) {rw=0；ucharreal_GW、real_sw、real_bw、real_qw、expc_gw、expc_sw、expc_bw。//設(shè)置速度和實(shí)際速度顯示實(shí)際速度RS=0;en=0;P2=com;延遲(5);en=1;延遲(5);17}en=0；voidwrite_date(uchardate)/片數(shù)據(jù)函數(shù){rw=0;}void顯示(ucharadd,ucharexpc_date)/&示速度{write_com(0x80+add)；//寫(xiě)命令指針指向要寫(xiě)入數(shù)據(jù)的地址寫(xiě)日期(exPC_date)；//寫(xiě)入數(shù)據(jù) }void(){tcon=0x0f；TMOD=0X15；EX1=1；EX0=1；EA=1；//on總中斷ET1=1；//開(kāi)啟 T1中斷TR1=1；//允許 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