(完整word版)基于proteus仿真的转速测量系统

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<reg52.h>
#include<intrins.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit SIGA=P0^3;//A路信号
sbit SIGB=P0^4;//B路信号
sbit DIREC=P0^5;//方向指示灯
uchar flag,m;
uint pcount,temp,temp1,m1;
uchar code table[18]={0xc0,0xf9,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80, 0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0xff,0xf9,0x0c,};
uchar a[4]=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;i<20;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led
for(i=0;i<4;i++)
{
P1=table[*ap];//送断码
P2=sel;//送位选码
delayms(500);
ap++;
P2=0;
sel=sel>>1;//右移一位
}
}
void chang(int num)//转换子程序
{
uchar t;
int num1;
t=0;
if(num<0)//取绝对值
{num=-num;}
num1=20*num;//转换成每秒脉冲数
for(t=0;t<4;t++)
{
a[t]=num1%10;//取余数送数组a
num1=num1/10;//除10
}
}
void main()
{
Init（）；
do{
if(flag==1)
{
m1=temp1;
chang(m1);
flag=0;}
bp=&a[0];
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Proteus ISIS编辑环境下的运行仿真按钮，针对调试仿真得到的结果。

若需修改硬件在Proteus中进行，软件在Keil vision3中修改，重新生成hex文件。

输入信号频率设为1kHz，仿真可以得到结果，数码管显示1000即采集脉冲数，与编码器设定频率完全一致。

六、设计总结。