基于proteus仿真的转速测量系统.doc

基于Proteus仿真的转速测量系统设计摘要：利用增量式编码器的信号特征、proteus软件的基本功能，设计以AT89C52单片机为控制中心的编码器转速测量电路，详细分析软件实现的方法，并给出c语言程序，利用Proteus软件进行仿真得到预期的测量结果。本文便是运用AT89C52单片机控制的智能化转速测量仪。电机在运行过程中，需要对其进行监控，转速是一个必不可少的一个参数。本系统基于proteus仿真对电机转速进行测量，并可以和PC机进行通信，显示电机的转速，并观察电机运行的基本状况。本设计主要用AT89C52作为控制核心，由增量式编码器、LED数码显像管、HIN232CPE电平转换、及RS232构成。详细介绍了单片机的测量转速系统及PC机与单片机之间的串行通讯。充分发挥了单片机的性能。本文重点是测量速度并显示在5位LED数码管上。其优点硬件是电路简单，软件功能完善，测量速度快增、精度高、控制系统可靠，性价比较高等特点。关键字：单片机； 转速； 编码器一、 设计任务在工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，测量转速的方法分为模拟式和数字式两种。模拟式采用测速发电机为检测元件，得到的信号是模拟量。数字式通常采用光电编码器，霍尔元件等为检测元件，得到的信号是脉冲信号。随着微型计算机的广泛应用，特别是高性能价格比的单片机的出现，转速测量普遍采用以单片机为核心的数字式测量方法。本课程需要设计一个以单片机为控制中心的编码器转速测量系统，编码器信号利用信号源直接输入。七段数码发光管作为转速显示输出。本组通过设计整个系统方案，单片机选型为AT89C52，源代码进行设计以及注释，绘制出系统硬件电路图以及控制软件的主程序与子程序的流程图，并且成功的基于proteus进行了系统仿真。二、 总体设计三、 硬件设计 利用Proteus ISIS 新建项目，通过左侧栏区得P命令，在Pick devices窗口中选择系统元器件。根据需要找出所需元器件，排列，然后进行布线。如图所示，采用AT89c52单片机作为控制器，使用（7SEG-MPX4-CA-RED）4位七段数码发光管作为转速输出，可以输出0-9999之间的数值。单片机P1口8个引脚接在LED显示器的段选码（a、b、c、d、e、f、g、dp）引脚上，单片机的P2口的4个引脚接在LED显示器位选码（1、2、3、4）引脚上，电阻起限流作用，采用总线方式接线使电路更为简洁。 为简化设计编码器信号利用信号源直接输入P3.4和P0.4口以代替。在工具栏内选中信号源工具，在对象选择窗口选择“PLUSE”对象，分别连接在P3.2、P0.4作为编码器A、B路信号、参数设为类型为plus、频率为1kHz、电压幅值为5V模拟正向转动时将B路信号延时250微秒（1kHz时1周期对应1ms，滞后90度即延时250微秒） 为区分编码器是正转、反转以确定对计数脉冲进行递增或递减操作。利用介入P3.2口信号的下降沿触发外部中断INTO，在中断服务程序中，判断此时P0.4口的电压，如果是高电平，则为正向运转，正向运行标志位P0.5置1，并对脉冲计数加1，相反如果此时P0.4口为低电平，则为反向运转，将运行方向标志清零，对脉冲数减1。四、 软件设计1、 软件设计思路分析2、 程序流程图主程序流程图3、 源代码 #include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit SIGA=P03;/A路信号sbit SIGB=P04;/B路信号sbit DIREC=P05;/方向指示灯 uchar flag,m;uint pcount,temp,temp1,m1;uchar code table18=0xc0,0xf9,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80, 0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0xff,0xf9,0x0c,;uchar a4=0;uchar *bp;void init（void）DIREC=1; pcount=0; TMOD=0x01;/定时器0方式1 TH0=0x3c; TL0=0xb0; EA=1; ET0=1;/开中断 IT0=1;EX0=1;TR0=1;void tim0(void) interrupt 1 using 1/定时器中断程序TH0=0x3d;TL0=0xb0;temp1=pcount-temp;/计算T0的时间内脉冲数temp=pcount;flag=1;/设标志 void int0(void) interrupt 0 using 0/外部中断程序 if(SIGB=1)/B信号为高电平 DIREC=1;/正向运行 pcount+; else DIREC=0;/反向运行 pcount-; void delayms(uchar ms)/延时程序 uchar i; while(ms-) for(i=0;i20;i+); void display1(char idata *ap)/显示子程序 uchar sel,i;P2=0;/关显示sel=0x08;/选最左边ledfor(i=0;i1;/右移一位 void chang(int num)/转换子程序uchar t;int num1;t=0;if(num0)/取绝对值num=-num;num1=20*num;/转换成每秒脉冲数for(t=0;t4;t+)at=num1%10;/取余数送数组anum1=num1/10;/除10 void main() Init（）； do if(flag=1) m1=temp1; chang(m1); flag=0; bp=&a0; display1(bp); while(1); 五、 仿真 在Keil vsion3环境下，新建Keil 项目，选用AT89C52单片机作为工作CPU，新建kcsj.c文件并加载至项目中，在“Option for tonget”中打开“Output”窗口，选择“Creat hex file”选项，工作主频率设定为12MHz。设计程序并进行编译，编译成功后将产生kcsh.hex文件。在proteus中选中AT89C52进行设置，设置单片机工作频率为12MHz，按照正确的路径加载kcsj.hex文件。单击Prot