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1、課程設(shè)計報告課程名稱： 微機(jī)原理課程設(shè)計 題 目： 基于51單片機(jī)的光電編碼器測速 摘要光電編碼器是高精度位置控制系統(tǒng)常用的一種位移檢測傳感器。在位置控制系統(tǒng)中，由于電機(jī)既可能正轉(zhuǎn)，也可能反轉(zhuǎn)，所以要對與其相連的編碼器輸出的脈沖進(jìn)行計數(shù)，要求相應(yīng)的計數(shù)器既能實現(xiàn)加計數(shù)，又能實現(xiàn)減計數(shù)，即進(jìn)行可逆計數(shù)。其計數(shù)的方法有多種，包括純粹的軟件計數(shù)和硬件計數(shù)。文中分別對這兩種常用的計數(shù)方法進(jìn)行了分析，對其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了對比，最后提出了一種新的計數(shù)方法，利用80C51單片機(jī)內(nèi)部的計數(shù)器實現(xiàn)對光電編碼器輸出脈沖的加減可逆計數(shù)，既節(jié)省了硬件資源，又能得到較高的計數(shù)頻率。本設(shè)計就是由單片機(jī)STC89C52RC芯片
2、，光電編碼器和1602液晶為核心，輔以必要的電路，構(gòu)成了一個基于51單片機(jī)的光電編碼器測速器。該系統(tǒng)有兩個控制按鍵，分別用于控制每秒的轉(zhuǎn)速和每分鐘的轉(zhuǎn)速，并將速度用1602液晶顯示出來。該測速器測速精準(zhǔn)，具有實時檢測的功能，操作簡單。關(guān)鍵詞：光電編碼器，51單片機(jī)，C語言，1602液晶目錄一、設(shè)計任務(wù)與要求41.1 設(shè)計任務(wù)41.2 設(shè)計要求4二、方案總體設(shè)計52.1 方案一52.2 方案二52.3 系統(tǒng)采用方案5三、硬件設(shè)計73.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)73.2 液晶顯示模塊73.3 系統(tǒng)電源83.4光電編碼器電路83.5 整體電路9四、軟件設(shè)計104.1 keil軟件介紹104.2 系統(tǒng)程序流程
3、10五、仿真與實現(xiàn)125.1 proteus軟件介紹125.2 仿真過程125.3 實物制作與調(diào)試135.4 使用說明14六、總結(jié)156.1 設(shè)計總結(jié)156.2 經(jīng)驗總結(jié)15七、參考文獻(xiàn)16一、設(shè)計任務(wù)與要求1.1 設(shè)計任務(wù)1).對更多小器件的了解2).鞏固51單片機(jī)和C語言的知識，熟悉單片機(jī)和C語言的實際操作運(yùn)用3).掌握仿真軟件的運(yùn)用和原理圖的繪制4).加深焊接的技巧，提高焊接的能力5).熟悉調(diào)試方法和技巧，提高解決實際問題的能力6).熟悉設(shè)計報告的編寫過程1.2 設(shè)計要求1).兩個按鍵控制顯示每分鐘和每秒鐘的功能2).74LS74輔助光電編碼器測轉(zhuǎn)向3).光電編碼器輸出脈沖計數(shù)4).16
4、02液晶顯示轉(zhuǎn)速二、方案總體設(shè)計設(shè)計一個基于51單片機(jī)的光電編碼器測測速。設(shè)計一個電路來實現(xiàn)光電編碼器測量；利用單片機(jī)內(nèi)部精確到微妙的定時計數(shù)器來實現(xiàn)一個周期的時間來統(tǒng)計脈沖數(shù)；74LS74作為輔助芯片來完善光電編碼器測轉(zhuǎn)向的功能；P0和P2口控制1602液晶顯示轉(zhuǎn)速；利用P11和P12來實現(xiàn)液晶顯示每秒鐘和每分鐘轉(zhuǎn)速的功能；利用復(fù)位按鍵功能來實現(xiàn)復(fù)位操作。調(diào)節(jié)藍(lán)白滑動變阻器來調(diào)節(jié)液晶亮度。2.1 方案一51單片機(jī)的定時/計數(shù)器工作在模式2時是一個可以自動重裝載的8位定時/計數(shù)器。工作時高八位和低八位裝入相同的初值，當(dāng)?shù)桶宋谎b滿時，高八位的值自動裝入到第八位中，從而可以省去用戶軟件中重裝初值常
5、數(shù)的語句，可產(chǎn)生相當(dāng)精確的定時時間。由于只有八位參與計數(shù)，所以其計數(shù)周期最大為256微妙。采用初值裝入0 x38，每個200微妙進(jìn)入一次中斷，5000次中斷為100毫秒，即實現(xiàn)周期為1秒的脈沖計數(shù)。光電編碼器的A相接在單片機(jī)的外部中斷，光電編碼器的B相接在單片機(jī)的P10。A相發(fā)出的脈沖每觸發(fā)一次中斷就就計數(shù)一個脈沖，并且再對P10的高低電平進(jìn)行檢測，如果為高電平則為反轉(zhuǎn)，如果是低電平則為正轉(zhuǎn)。反向器中的兩個作為放大作用。再接兩個三極管作為開關(guān)作用，組成一個直流電機(jī)的驅(qū)動電路。P11和P12分別控制液晶顯示每分鐘的轉(zhuǎn)速和每秒鐘的轉(zhuǎn)速。P2口控制1602液晶的數(shù)據(jù)口，P0的三個引腳控制1602液晶
6、的數(shù)據(jù)/命令選擇端、讀/寫選擇端、使能端來顯示速度。2.2 方案二51單片機(jī)的定時/計數(shù)器工作在模式0時是一個16位位定時/計數(shù)器。工作時高八位和低八位各裝入初值，當(dāng)?shù)桶宋谎b滿時，高八位加1。由于是16位參與計數(shù)，所以其計數(shù)周期最大為65536微妙。采用初值高八位裝入0 xfc，初值低八位裝入0 x18，每個1000微妙進(jìn)入一次中斷，1000次中斷為1秒，即形成周期為1秒的脈沖計數(shù)。本方案在方案1的基礎(chǔ)上外接一個74LS74的芯片。光電編碼器的A相接在單片機(jī)的P34的引腳，利用單片機(jī)的計數(shù)器1進(jìn)行脈沖計數(shù)，同時接在74LS74的時鐘信號接口。光電編碼器的B相接在74LS74的D接口。Q端接在P
7、32引腳，Q非端接在P33引腳。利用兩個外部中斷來判斷正反轉(zhuǎn)。P11和P12分別控制液晶顯示每分鐘的轉(zhuǎn)速和每秒鐘的轉(zhuǎn)速。P2口控制1602液晶的數(shù)據(jù)口，P0的三個引腳控制1602液晶的數(shù)據(jù)/命令選擇端、讀/寫選擇端、使能端來顯示速度。2.3 系統(tǒng)采用方案1）總體設(shè)計圖1為設(shè)計總體框架圖，通過該圖大致的介紹了一下整個光電編碼器測速系統(tǒng)的各個主要部分。圖1 系統(tǒng)總體框架2）總體工作原理由于定時器工作模式2是八位，可裝入的值太小，每進(jìn)行一個周期的脈沖統(tǒng)計需要進(jìn)入5000次定時器中斷，由于進(jìn)入中斷的次數(shù)太多，所以很容易出現(xiàn)在低八位裝滿本應(yīng)觸發(fā)而程序還在中斷子程序中運(yùn)行，而無法觸發(fā)中斷的情況，所以不采用
8、工作模式2。工作模式0只需要進(jìn)入定時中斷1000次就可以進(jìn)行一個周期的脈沖統(tǒng)計，所以選擇功能模式0。方案一中用，用純軟件計數(shù)雖然電路簡單，但是計數(shù)速度慢，難以滿足實時性要求，而且容易出錯。我們可以用單片機(jī)內(nèi)部的計數(shù)器來實現(xiàn)加減計數(shù)。單片機(jī)片內(nèi)有兩個16位定時計數(shù)器都可以用來脈沖計數(shù)，用兩個外部中斷來檢測正反轉(zhuǎn)，避免了每一個脈沖都要進(jìn)行高低電平檢測的步驟。控制按鍵，液晶和復(fù)位方面的設(shè)計在方案一和方案二中一樣。綜上考慮，最終方案確定為方案二。三、硬件設(shè)計3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)要正常工作，首先要產(chǎn)生片內(nèi)時鐘信號。在單片機(jī)內(nèi)部的振蕩器的輸入端XTAL1和輸出端XTAL2之間接一個石英晶振就可以夠
9、成一個自激振蕩器。再在兩端之間串聯(lián)接個電容并且在兩個電容之間接地以便于穩(wěn)定頻率還對振蕩頻率有微調(diào)作用。電容通常選30PF左右，振蕩脈沖頻率范圍為024MHZ。該電路中選用12MHZ晶振。時鐘電路圖如下：圖2 時鐘電路圖單片機(jī)在啟動時與其他微處理器一樣，要讓CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初始開始工作。這就需要復(fù)位操作。復(fù)位電路有兩種方式：上電自動復(fù)位和按鍵自動復(fù)位。上電自動復(fù)位只是在開始接通電源瞬間復(fù)位，接下來想要再次復(fù)位就需要斷電重啟，不方便。按鍵自動復(fù)位不僅可以在開始接通電源瞬間復(fù)位還可以通過按下按鍵復(fù)位隨時復(fù)位。所以選擇按鍵復(fù)位方式。復(fù)位電路如下：圖3 復(fù)位電路圖3.2 液晶顯
10、示模塊該可調(diào)直流電機(jī)最大速度為每分鐘1200轉(zhuǎn)，采用1602液晶顯示。控制1602液晶亮度的是藍(lán)白滑動變阻器。1602液晶有16個管腳。編號為1,2管腳為電源正負(fù)極管腳，15,16為背光源正負(fù)極管腳；714為dataI/O管腳與單片機(jī)的P0口相連，負(fù)責(zé)液晶與芯片之間的信息傳送；4,5,6分別為數(shù)據(jù)/命令選擇端、讀/寫選擇端、使能端，與單片機(jī)的, P20、P21、P22相連，負(fù)責(zé)控制液晶與芯片之間數(shù)據(jù)命令的讀寫操作；3為液晶顯示偏壓信號端，用于調(diào)整液晶顯示對比度。1602液晶顯示原理圖如下：圖4 液晶顯示系統(tǒng)圖3.3 系統(tǒng)電源為了方便控制系統(tǒng)的上電與斷電，系統(tǒng)電源中連接了一個藍(lán)白自鎖開關(guān)。此開關(guān)
11、兩邊各有三個引腳，不同的連接方式，開關(guān)的控制方法就不同。電源的正負(fù)極各接在此開關(guān)的兩邊。為了方便觀察電源是否接上，在電路中的VCC與GND之間接一個發(fā)光二極管并且加一個限流電阻防止發(fā)光二極管燒壞，電源通電時發(fā)光二極管亮，斷電時，則暗。再接四個排針便兩邊的兩個排針用于外部電源給系統(tǒng)上電，中間的兩個排針是用于單片機(jī)燒錄程序。如圖所示：圖5 系統(tǒng)電源圖3.4光電編碼器電路這是一張光電編碼器部分的電路原理圖。圖上的74LS74芯片上就是兩個D觸發(fā)器。A相接在P34的引腳用于計數(shù)器0采集脈沖。A相同時接在CLK端，B相接在D端，Q接在P3.2引腳，外部中斷0檢測和Q非接在P3.3外部中斷1來檢測。另外A
12、相和B相各需接一個上拉電阻，阻值為1K。這樣輸出的脈沖就可以直接接在單片機(jī)上，進(jìn)行檢測了。另外74LS74芯片的SET引腳,CLR引腳，VCC引腳都接電源，GND引腳接地。整個電路就連接完成了。圖6 光電編碼器電路3.5 整體電路這是采用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號的畫出的以一張整體電路圖。它將整張可調(diào)直流電機(jī)的電路原理圖分為七個部分：電源模塊，P0口上拉電阻，1602液晶模塊，51單片機(jī)，復(fù)位晶振電路，控制按鍵和光電編碼器電路。整張原理看起來美觀，明了并且根據(jù)標(biāo)號很容易找到與之對應(yīng)的引腳。圖7 整體電路圖四、軟件設(shè)計4.1 keil軟件介紹Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單
13、片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)。Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。單片機(jī)開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的匯編語言源程序要變?yōu)镃PU可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種Keil軟件圖標(biāo)是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機(jī)器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼，用于MCS-51單片機(jī)的匯編軟件有早期的A51，隨著單片機(jī)開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展
14、，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機(jī)的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil軟件是目前最流行開發(fā)MCS-51系列單片機(jī)的軟件，這從近年來各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部份組合在一起。運(yùn)行Keil軟件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空閑的硬盤空間、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。掌握這一軟件的使用對于使用51系列單片機(jī)的愛好者來說是十分必要的，如果你使用C語言編程，那么Keil
15、幾乎就是你的不二之選（目前在國內(nèi)你只能買到該軟件、而你買的仿真機(jī)也很可能只支持該軟件），即使不使用C語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍。Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會更加深刻。4.2 系統(tǒng)程序流程1) 主程序流程圖8為光電編碼器測速系統(tǒng)的主程序流程圖。通過該圖可以直觀的了解到整個調(diào)控程序的大致走向為先掃描每秒鐘速度和每分鐘速度的控制按鍵，
16、確定了是顯示速度的方式之后，再執(zhí)行液晶顯示程序，顯示出速度。接著又重新回到控制按鍵掃描的程序中，如此不斷重復(fù)循環(huán)。圖8 主程序流程圖2）中斷程序流程圖9為光電編碼器測速系統(tǒng)的中斷程序流程圖。脈沖計數(shù)周期主要是由單片機(jī)內(nèi)部精確到毫秒的定時器每次以間隔相同的時間進(jìn)入中斷，中斷1000次才形成一個周期。一個周期的時間到了，就進(jìn)行一次脈沖計算。一個周期時間沒到就進(jìn)入主程序。從而控制每個周期的方波高電平和低電平各自持續(xù)的時間，即控制了方波的占空比。通過該圖也可以清晰明了的知道，該中斷程序主要涉及的就是方波的調(diào)控。先是判斷高電平是否未達(dá)到調(diào)控的時間，如果未達(dá)到則讓gdp+1,即讓繼續(xù)高電平保持。如果gdp
17、為100則說明主程序已經(jīng)把方波調(diào)控到一直保持高電平，就讓gdp為0，就可以一直輸出高電平了。如果高電平達(dá)到了調(diào)控的時間，就讓控制電機(jī)的兩個引腳都為低電平并讓ddp+1,即讓繼續(xù)低電平保持。如果低電平未達(dá)到了調(diào)控的時間，就進(jìn)入主程序繼續(xù)保持低電平等待下一次中斷。如果低電平達(dá)到了調(diào)控的時間，就讓ddp=gdp=0，即重新開始下一個方波。圖9 定時器中斷程序流程圖五、仿真與實現(xiàn)5.1 proteus軟件介紹Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB
18、設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持KEIL,IAR和MPLAB等多種編譯器。PROTEUS不僅可將許多單片機(jī)實例功能形象化，也可將許多單片機(jī)實例運(yùn)行過程形象化。前者可在相當(dāng)程度上得到實物演示實驗的效果，后者則是實物演示實驗難以達(dá)到的效果。它的元器件、連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機(jī)實驗硬件高度對應(yīng)。這在相當(dāng)程度上替代了傳統(tǒng)的單片機(jī)實驗教學(xué)的功能，例：元器件選
19、擇、電路連接、電路檢測、電路修改、軟件調(diào)試、運(yùn)行結(jié)果等。使用Proteus軟件進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)仿真設(shè)計，是虛擬仿真技術(shù)和計算機(jī)多媒體技術(shù)相結(jié)合的綜合運(yùn)用，有利于培養(yǎng)學(xué)生的電路設(shè)計能力及仿真軟件的操作能力；在單片機(jī)課程設(shè)計和全國大學(xué)生電子設(shè)計。實踐證明，在使用Proteus進(jìn)行系統(tǒng)仿真開發(fā)成功之后再進(jìn)行實際制作，能極大提高單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計效率。因此，Proteus有較高的推廣利用價值。由于該設(shè)計的光電編碼器測速在仿真軟件中無法仿真，只能仿真液晶顯示部分，所以仿真原理圖忽略。5.2 仿真過程圖10為使用keil軟件編寫程序時的調(diào)試過程圖。我用的是C語言來編寫。第一次編寫完程序后，然后編譯一下，出現(xiàn)的對
20、話框中顯示有幾個錯誤，點(diǎn)擊錯誤提示，主程序會出現(xiàn)光標(biāo)只向錯誤的地方，根據(jù)這個錯誤提示，然后進(jìn)行更改，再編譯一下，程序還是顯示有錯誤，再重復(fù)上次的操作，進(jìn)過了幾次修改后，就如圖所示沒有錯誤提示了。編寫程序就是這樣，需要不斷修改，程序才能準(zhǔn)確。程序編寫好，還要編譯成HEX文件。只有HEX文件才能燒錄到到單片機(jī)上。圖10 keil軟件仿真圖5.3 實物制作與調(diào)試圖11為實物圖的背面，圖12為實物圖的正面。原理圖和洞洞板圖畫好，程序?qū)懞煤缶涂梢蚤_始焊接了。在剛開始焊好后，燒錄程序進(jìn)去，但液晶卻不能顯示，于是我就在protues中仿真了液晶顯示部分，仿真中能實現(xiàn)正確顯示，再檢查一下有沒有焊接錯誤，也沒有
21、發(fā)現(xiàn)任何錯誤，我就想如果我能正確控制1602液晶的引腳，它就應(yīng)該能夠顯示，于是我在出現(xiàn)中令P2=0 xaa，en=1,rw=0,rs=1,然后用萬用電表檢查液晶上的液晶是否是如我所設(shè)定的那樣，電平引腳和我設(shè)置的一樣。我再令P2=0 x55，en=0,rw=1,rs=0,結(jié)果我發(fā)現(xiàn)rs液引腳為高電平，而我設(shè)置的為低電平。我用萬用電表檢查，發(fā)現(xiàn)rs引出的那根導(dǎo)線與電源短路了，可是我根本看不出來哪里短路了，我就先把rs引出的那根導(dǎo)線焊開分成兩段，再檢查其中有一段是短路的，接著再焊開成兩段，繼續(xù)檢查，最后找到了短路的地方，原來是兩個焊盤本身就是連在一起。我就把其中一個焊盤用電烙鐵焊掉，用走線連接，一上
22、電，液晶立刻就顯示正常。圖11 實物圖背面圖12 實物圖正面5.4 使用說明如圖12所示：此光電編碼器測速系統(tǒng)包含的元器件有：STC89C52單片機(jī)一塊，光電編碼器，一塊74LS74芯片，40個腳IC插座一個，14個腳IC插座一個排阻一個，一個16腳的排母，1602液晶一塊，一個3M紅色LED燈，六個排針，三個四腳輕觸開關(guān)，四個個電阻，一個電解電容，兩個瓷片電容，一個六角自鎖開關(guān)，一個晶振和一個103藍(lán)白滑動變阻器。整個光電編碼器測速系統(tǒng)布置在一塊2010大小的洞洞板上。1602液晶用于顯示所測的轉(zhuǎn)速，單片機(jī)下方的兩個按鍵為控制按鍵，從左往右第一個為顯示每秒轉(zhuǎn)速控制鍵，第二個為顯示每分鐘的轉(zhuǎn)速
23、?？刂瓢存I右邊為一塊74LS74芯片，四個排針（用于接光電編碼器）和兩個1K電阻組成組成光電編碼器測速電路部分。單片機(jī)右邊藍(lán)白滑動變阻器，通過調(diào)節(jié)藍(lán)白滑動變阻器來調(diào)節(jié)液晶亮度。那個按鍵為復(fù)位按鍵，每按一次系統(tǒng)就復(fù)位一次，回到初始狀態(tài)。復(fù)位按鍵下方的藍(lán)白自鎖開關(guān)為電源開關(guān)，當(dāng)排針接好電源后，按下藍(lán)白自鎖開關(guān)則系統(tǒng)上電，按起藍(lán)白自鎖開關(guān)則系統(tǒng)斷電。藍(lán)白自鎖開關(guān)上方的紅色發(fā)光二極管為電源指示燈，當(dāng)系統(tǒng)接通電源時，指示燈亮，當(dāng)系統(tǒng)斷開電源時，指示燈暗。藍(lán)白自鎖開關(guān)下方的四個排針從上至下依次接5V的VCC,RXD,TXD,GND。使用前應(yīng)先上電。接上電源后由于開關(guān)斷開系統(tǒng)還未上電，按下藍(lán)白自鎖開關(guān)后，電
24、源接通。通上電時，首先單片機(jī)連接電源時，先是1602液晶第一行顯示welcome to use的字樣，第二行顯示real_speed: 0000?？梢园达@示每秒速度的按鍵，也可以按每分鐘顯示的速度，轉(zhuǎn)動主軸，液晶上就會顯示與所按下的控制鍵相對應(yīng)得轉(zhuǎn)速。如果是正轉(zhuǎn)，液晶第二行就會顯示real_speed: xxxx,如果為反轉(zhuǎn)，液晶上就會顯示real_speed:-xxxx。如果不按控制鍵液晶第二行就顯示real_speed: 0000。六、總結(jié)6.1 設(shè)計總結(jié)我的課題是基于51單片機(jī)的光電編碼器測速。當(dāng)我選擇了這個課題的時候，我就先開始想在平常生活中光電編碼器是怎樣的，可以怎樣測速，需要一些什
25、么器件。在確定了自己要設(shè)計一個怎樣的測速系統(tǒng)之后就開始列出做這個測速系統(tǒng)所需要的元器件。這個光電編碼器測速系統(tǒng)是基于給定的顯示系統(tǒng)上設(shè)計的，所以在設(shè)計電路原理圖之前，我先要掌握給定的顯示系統(tǒng)原理圖的連接方式和連接原理。這一些都弄明白之后，我再考慮如何在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進(jìn)行外圍設(shè)計使之達(dá)到預(yù)想的功能。經(jīng)過一番斟酌，確定我的外圍硬件只需添加兩個輕觸開關(guān)，一些電阻，一塊74LS74芯片就可以實現(xiàn)光電編碼器測速的功能。由于我的希望焊得盡量緊湊。所以為了以后方便焊接，減少焊接錯誤，需要在洞洞板軟件中的畫出洞洞板圖，設(shè)計線路的時候要盡量減少飛線的使用，畫完之后和給出的圖進(jìn)行對照，確定我沒有連接錯誤之后，修正洞
26、洞板圖，使線路沒有斷路并且更加筆直，接點(diǎn)處沒有連線出頭，修正完后保存洞洞板圖。硬件設(shè)想好了，接下來，我就要給我所要設(shè)計的光電編碼器測速系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計，使之實現(xiàn)智能化。進(jìn)過了幾次調(diào)試之后，在keil軟件中我的程序顯示0 error。就開始畫DXP原理圖，采用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號的形式更加方便，只需要把系統(tǒng)分成各個小模塊，在元器件的接口上標(biāo)明該接口所連接單片機(jī)的對應(yīng)的引腳，再分區(qū)放置標(biāo)明模塊。圖的大體結(jié)構(gòu)畫完之后再和給出的圖進(jìn)行對照，確定我沒有連接錯誤之后，修正DXP原理圖，使線路沒有斷路并且更加筆直。DXP原理圖畫完后，整個電路設(shè)計就算完成了。我的設(shè)計過程與思路大體就是這樣子。6.2 經(jīng)驗總結(jié)我覺得一個課
27、題設(shè)計中的心得體會是非常重要的一部分，這是一個經(jīng)驗的積累與總結(jié)。通過這次單片機(jī)課程設(shè)計，我不僅加深了對單片機(jī)理論的理解，將理論很好地應(yīng)用到實際當(dāng)中去，而且我還學(xué)會了如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，從而不斷地戰(zhàn)勝自己，超越自己。創(chuàng)新可以是在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，使之功能不斷完善，成為真己的東西。們安排了這次單片機(jī)課程設(shè)計，給了我們學(xué)以致用的做好的實踐。對于這次課程設(shè)計，我們花費(fèi)了比較多的心思，既是對課程理論內(nèi)容的一次復(fù)習(xí)和鞏固，還讓我們豐富了更多與該專業(yè)相關(guān)的其他知識，比如軟件應(yīng)用等，在摸索中學(xué)習(xí)，在摸索中成長，在學(xué)習(xí)的過程中帶著問題去學(xué)我發(fā)現(xiàn)效率很高，這是我做這次課程設(shè)而應(yīng)該讓人一看就能明白你的思路
28、，這樣也能為資料的保存和交流提供了方便；我覺得在設(shè)計課程過程中遇到問題是很正常，但我們應(yīng)該將每次遇到的問題記錄下來，并分析清楚，以免下次再碰到同樣的問題的課程設(shè)計又出錯了。此次的設(shè)計，其實也是我們所學(xué)知識的一次綜合運(yùn)用，讓我深深的認(rèn)識到了學(xué)習(xí)單片機(jī)要有一定的基礎(chǔ)，要有電子技術(shù)方面的數(shù)字電路和模擬電路等方面的理論基礎(chǔ)，特別是數(shù)字電路；也要有編程語言的匯編語言或C語言。要想成為單片機(jī)高手，我們首先要學(xué)好匯編語言，然后轉(zhuǎn)入C語言學(xué)習(xí)，所以我們不能學(xué)到后面就忘了前面的知識，更應(yīng)該將所學(xué)的知識緊緊的結(jié)合在一起，綜合運(yùn)用，所謂設(shè)計，就是要求創(chuàng)新，只有將知識綜合運(yùn)用起來才能真正的設(shè)計好。七、參考文獻(xiàn)1 楊長
29、興、劉衛(wèi)國.C+程序設(shè)計：中國鐵道部出版社2 李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)（第三版）：北京航空航天大學(xué)出版社3 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）：高等教育出版社4 劉坤、趙紅波、張憲棟.51單片機(jī)C語言運(yùn)用（第二版）:人民郵電出版社5 閻石 數(shù)字電子計數(shù)基礎(chǔ)（第五版）：高等教育出版社附錄源程序#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit en=P02; /使能位sbit rw=P01;/讀/寫選擇位sbit rs=P00;/數(shù)據(jù)/命令選擇位sbit fensu=P11;/分速鍵sbit miaosu=P12;/秒
30、速鍵float w;float a=0;uchar k=2;/實際正反轉(zhuǎn)標(biāo)志位 uchar real_gw,real_sw,real_bw,real_qw,expc_gw,expc_sw,expc_bw;/設(shè)置速度與實際速度的各個四位uchar num1,num2;float real;uint t;/定時器1中斷次數(shù)uchar code table1= welcome to use ; / 顯示設(shè)定速度uchar code table2=real_speed: 0000; /顯示實際速度void delay(uchar z) uchar x,y; for(x=100;x0;x-) for(y
31、=z;y0;y-);void write_com(uchar com) /寫命令函數(shù) rw=0;rs=0;en=0;P2=com;delay(5);en=1;delay(5);en=0; void write_date(uchar date) /寫數(shù)據(jù)函數(shù) rw=0;rs=1;en=0;P2=date;delay(5);en=1;delay(5);en=0; void display(uchar add,uchar expc_date) /顯示速度 write_com(0 x80+add); /寫命令 指針指向要寫數(shù)據(jù)的地址 write_date(expc_date); /寫數(shù)據(jù) delay(
32、10);/延時顯示 void init() TCON=0X0F; TMOD=0X15; EX1=1; EX0=1; EA=1;/開總中斷 ET1=1;/開啟T1中斷 TR1=1; /允許T1中斷 IP=0X08;/設(shè)置定時器1為優(yōu)先級 TH0=0; TL0=0; TH1=(65536-1000)/256; TL1=(65536-1000)%256; write_com(0 x38);/顯示模式 write_com(0X0c);/不顯示光標(biāo) write_com(0X06);/ 顯示光標(biāo)移動位置 write_com(0X01);/清屏 write_com(0X80);/顯示welcome to u
33、se for(num1=0;num116;num1+) write_date(table1num1); delay(20); write_com(0X80+0X40);/顯示real_speed 0000 for(num2=0;num216;num2+) write_date(table2num2); delay(20); void keyskan() if(miaosu=0) /判斷秒速鍵是否按下 delay(5); if(miaosu=0) a=1; while(miaosu=0); delay(5); while(miaosu=0); if(fensu=0)/判斷分速鍵是否按下 a=60
34、; while(fensu=0); delay(5); while(fensu=0); void real_speed() real=real*a; real_gw=(int)real%10; real_sw=(int)real%100/10;real_bw=(int)real%1000/100;real_qw=(int)real/1000; display(0 x4f,(0 x30+real_gw);display(0 x4e,(0 x30+real_sw);display(0 x4d,(0 x30+real_bw);display(0 x4c,(0 x30+real_qw); if(k=0
35、) display(0 x4b,0 x2d);if(k=1) display(0 x4b,0 x20); /主程序void main() init(); while(1) keyskan(); /外部中斷0程序 void exter0() interrupt 0 /反轉(zhuǎn)觸發(fā) k=0 ; EX0=0; EX1=1; TH0=TL0=0;/外部中斷1程序 void exter1() interrupt 2 /正轉(zhuǎn)觸發(fā) k=1; EX1=0; EX0=1; TH0=TL0=0; /定時器1中斷程序 void timer1() interrupt 3 TH1=(65536-1000)/256; /重設(shè)置初值 TL1=(65536-1000)%256; t+; if(t=1000) t=0; TR0=0;w=(TH0*256+TL0);real=w/200; TH0=0;TL0=0; real_speed(); TR0=1; 21
基于51單片機(jī)的光電編碼器測速.doc
