單片機數(shù)顯轉(zhuǎn)速表的設計演講稿

單片機數(shù)顯轉(zhuǎn)速表的設計

本設計的技術參數(shù)及要求直流電動機正常轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分鐘；測速傳感器輸出的光電脈沖個數(shù)為1024個/轉(zhuǎn)；要求測速精度達到0.01%。1.總體思路m次脈沖本電路可分為以下幾個單元模塊：1、轉(zhuǎn)速信號提取電模塊2、整形模塊3、單片機控制模塊4、顯示模塊整體電路轉(zhuǎn)速信號提取模塊本設計采用光電編碼器采集轉(zhuǎn)速信號，選用每轉(zhuǎn)輸出1024個脈沖信號的編碼器。轉(zhuǎn)速信號提取電路光電編碼器原理示意圖整形模塊：CD40106施密特觸發(fā)器返回CD40106的內(nèi)部結(jié)構(gòu)用途及作用：CD40106為六施密特觸發(fā)器，在此次設計中用來對脈沖信號進行整形，獲得穩(wěn)定的方波信號。CD40106原理圖門電路有一個閾值電壓，當輸入電壓從低電平上升到閾值電壓或從高電平下降到閾值電壓時電路的狀態(tài)將發(fā)生變化。施密特觸發(fā)器是一種特殊的門電路，與普通的門電路不同，施密特觸發(fā)器有兩個閾值電壓，分別稱為正向閾值電壓和負向閾值電壓。在輸入信號從低電平上升到高電平的過程中使電路狀態(tài)發(fā)生變化的輸入電壓稱為正向閾值電壓，在輸入信號從高電平下降到低電平的過程中使電路狀態(tài)發(fā)生變化的輸入電壓稱為負向閾值電壓。正向閾值電壓與負向閾值電壓之差稱為回差電壓。1.脈沖波的整形數(shù)字系統(tǒng)中，矩形脈沖在傳輸中經(jīng)常發(fā)生波形畸變，出現(xiàn)上升沿和下降沿不理想的情況，可用施密特觸發(fā)器整形后，獲得較理想的矩形脈沖。2.脈沖鑒幅幅度不同、不規(guī)則的脈沖信號施加到施密特觸發(fā)器的輸入端時，能選擇幅度大于預設值的脈沖信號進行輸出。顯示電路部分本設計采用的是MAX7219接口芯片，4位LED采用的是共陰極接法靜態(tài)顯示驅(qū)動：靜態(tài)驅(qū)動也稱直流驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機的I/O端口進行驅(qū)動，或者使用如BCD碼二-十進制譯碼器譯碼進行驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動的優(yōu)點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用I/O端口多，實際應用時必須增加譯碼驅(qū)動器進行驅(qū)動，增加了硬件電路的復雜性。

動態(tài)顯示驅(qū)動：數(shù)碼管動態(tài)顯示接口是單片機中應用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的8個顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的I/O線控制，當單

片機輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機對位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的COM端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點亮時間為1～2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應，盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗更低。MAX7219/MAX7221是一種集成化的串行輸入/輸出共陰極顯示驅(qū)動器,它連接微處理器與8位數(shù)字的7段數(shù)字LED顯示。有一個外部寄存器用來設置各個LED的段電流。

一個方便的四線串行接口可以聯(lián)接所有通用的微處理器。每個數(shù)據(jù)可以尋址在更新時不需要改寫所有的顯示。MAX7219/MAX7221同樣允許用戶對每一個數(shù)據(jù)選擇編碼或者不編碼。整個設備包含一個150μA的低功耗關閉模式，模擬和數(shù)字亮度控制，一個掃描限制寄存器允許用戶顯示1-8位數(shù)據(jù)，還有一個讓所有LED發(fā)光的檢測模式。動態(tài)顯示的另一種方案段碼控制整體電路2.光電脈沖計數(shù)結(jié)果到電機轉(zhuǎn)速的量綱轉(zhuǎn)換計算方法脈沖計數(shù)法：

脈沖周期法：

3.兩種方案的精度分析脈沖計數(shù)測量法的精度分析

脈沖周期法的精度分析結(jié)論通過利用增量式光電編碼器采集轉(zhuǎn)速信