基于单片机的数字测速仪设计
基于C51单片机直流电机测速仪设计
基于C51单片机直流电机测速仪设计摘要：电机的转速是各类电机运行过程中的一个重要监测量，测速装置在电机调速系统中占有非常重要的地位，特别是数字式测速仪在工业电机测速方面有独到的优势。
本文介绍了一种基于C51单片机的光电传感器转速测量系统的设计。
系统采用对射式光电传感器产生与齿轮相对应的脉冲信号，使用AT89C51单片机采样脉冲信号并计算每分钟内脉冲信号的数目，即电机对应的转速值，最终系统通过LCD实时显示电机的转速值。
经过软硬件系统的搭建，分别通过Protues软件系统仿真实验和实际电路搭建检查实验。
仿真实验表明本系统满足设计要求，并且结构简单、实用。
整个直流电机测速系统在降低测速仪成本，提高测速稳定性及可靠性等方面有一定的应用价值。
关键词：转速测量；光电传感器；单片机Based On C51 SCM Single DC Motor Speedometer DesignABSTRACT：Motor speed is all kinds of motor operation is an important process to monitor the amount of speed measuring device in the motor control system occupies a very important position, Especially the digital speedometer in the industrial motor speed has unique advantage. This paper describes a photoelectric sensor 51 SCM-based speed measurement system design. System uses a beam photoelectric sensor generates a pulse signal corresponding to the gear, the use of a sampling pulse signal AT89C51 SCM and calculating the pulse per minute, the number of signals that the speed of the motor corresponding to the value of the final system time through the LCD display the motor speed value.After a hardware and software system structures, respectively, through Protues software system to build the actual circuit simulation and experimental examination. Simulation results show that the system meets the design requirements, and the structure is simple and practical. DC Motor Speed entire system in reducing speedometer costs, improve reliability, speed stability and a certain application value.Keywords: Speed measurement; Photoelectric; Single chip micyoco目录1 绪论 (1)1.1 数字式转速测量系统的发展背景 (1)1.2 转速测量在国民经济中的应用 (1)1.3主要研究内容 (2)1.4 设计的目的和意义 (2)2 转速测量系统的原理 (4)2.1 转速测量原理 (4)2.2 转速测量计算方法 (5)3转速测量系统设计方案 (7)3.1 直流电机转速测量方法 (7)3.2 设计任务及方案 (8)4 直流电机测速系统设计 (9)4.1 单片机AT89C51介绍 (9)4.2 转速信号采集 (14)4.2 转速信号处理电路设计 (16)4.4 最小系统的设计 (17)4.4.1复位电路 (17)4.4.2 晶振电路 (20)4.5 显示部分设计 (20)5 直流测速系统仿真 (24)5.1 直流测速系统仿真 (24)5.1.1单片机最小系统仿真 (25)5.1.2 数码管显示仿真 (25)5.2 主程序流程设计 (26)5.2.1 主程序流程设计 (26)5.2.2 定时器的初始化 (27)5.3 实际电路实验 (28)参考文献 (30)致谢 (31)1 绪论1.1 数字式转速测量系统的发展背景在现代工业自动化高度发展的时期，几乎所有的工业设备都离不开旋转设备，形形色色的电机在不同领域发挥着很重要的作用。
基于单片机的测速仪的设计与实现
基于单片机的测速仪的设计与实现在现代科技飞速发展的时代，测速仪在各个领域都有着广泛的应用，比如交通管理、工业生产、运动竞技等。
而基于单片机的测速仪因其成本低、性能稳定、易于实现等优点，成为了测速领域的重要研究方向。
一、测速仪的工作原理要理解基于单片机的测速仪的设计，首先需要了解其工作原理。
常见的测速方法有多种，如激光测速、雷达测速、编码器测速等。
在本次设计中，我们采用了编码器测速的方法。
编码器是一种能够将机械运动转换为电信号的装置。
当被测物体运动时，带动编码器旋转，编码器会输出一系列的脉冲信号。
通过测量这些脉冲信号的频率，就可以计算出被测物体的速度。
二、单片机的选择单片机是整个测速仪的核心控制单元，其性能直接影响到测速仪的准确性和稳定性。
在众多的单片机型号中，我们选择了 STM32 系列单片机。
STM32 单片机具有高性能、低功耗、丰富的外设资源等优点，能够满足测速仪的设计需求。
三、硬件电路设计硬件电路设计是测速仪实现的基础。
主要包括以下几个部分：1、传感器接口电路用于连接编码器，将编码器输出的脉冲信号传输给单片机。
2、单片机最小系统包括单片机芯片、时钟电路、复位电路等，为单片机的正常工作提供必要的条件。
3、显示电路用于显示测量到的速度值，可以选择液晶显示屏（LCD）或者数码管。
4、电源电路为整个系统提供稳定的电源。
四、软件设计软件设计是测速仪实现功能的关键。
主要包括以下几个步骤：1、初始化设置对单片机的各个外设进行初始化，如定时器、中断等。
2、脉冲信号采集通过定时器捕获编码器输出的脉冲信号，并计算脉冲的频率。
3、速度计算根据脉冲频率和编码器的参数，计算出被测物体的速度。
4、显示输出将计算得到的速度值通过显示电路进行显示。
五、系统调试在完成硬件和软件设计后，需要对整个系统进行调试。
调试过程中，可能会遇到各种问题，如脉冲信号丢失、速度计算不准确、显示异常等。
针对这些问题，需要仔细分析，逐步排查，找出问题的根源，并进行相应的修改和优化。
大专毕业论文——基于单片机测速仪设计
【摘要】单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。
即单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）阶段，主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。
“创新模式”获得成功，奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。
在开创嵌入式系统独立发展道路上，Intel公司功不可没。
（即）微控制器（Micro Controller Unit）阶段，主要的技术发展方向是：不断扩展满足嵌入式应用时，对象系统要求的各种外围电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力。
它所涉及的领域都与对象系统相关，因此，发展MCU的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。
3.单片机是嵌入式系统的独立发展之路，向MCU阶段发展的重要因素，就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决；因此，专用单片机的发展自然形成了SoC化趋势。
随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展，基于SoC的单片机应用系统设计会有较大的发展。
【关键词】：单片机,光敏三极管，数码显示，软件，ABSTRACTSingle-chip was born in the 20th century, the end of the 70s, has experienced SCM, MCU, SoC three stages.that single-chip microcomputer (Single Chip Microcomputer) stage, is mainly on finding the best single-chip embedded systems form the best architecture. "Innovation model" to be successful, laid the SCM with the general-purpose computers, a completely different path of development. At creating embedded systems on an independent path of development, Intel Corporation credit.microcontroller (Micro Controller Unit) stage, the main direction of technology development are: expanding to meet the embedded applications, the target system requirements for the various peripheral circuits and interface circuits, to highlight thetarget of intelligent control. It covers areas associated with the object system, therefore, the development of MCU's responsibility inevitably falls on the electrical, electronics manufacturers. From this perspective, Intel gradually fade out MCU development also has its objective factors.3. Singlechip are independent embedded systems development, to the MCU an important factor in the development stage, is seeking applications on the chip to maximize the resolution; Therefore, the development of dedicated single-chip SoC formed a natural trend. As microelectronic technology, IC design, EDA tools development, microcontroller-based SoC design application systems will have greater development.【KEYWORD】Single-chip,phototransistor,a digital display Software.目录(一)选题依据： (11)近30年以来，单片机迅速发展，速度之快令人惊讶，广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。
基于AT89C51的LCD数字测速仪的设计测量汽车速度
目录1、设计背景 (1)2、欲实现功能 (3)3、系统硬件设计 (4)3.1系统框图及测速原理 (4)3.2单片机AT89C52 (5)3.3 OPTC光电断续器 (6)3.4 液晶显示LM016L (7)3.5 三端稳压集成器LM7805 (8)3.6电源 (8)4 、软件设计 (9)4.1 程序流程图 (9)4.2 C语言编程 (9)5 、系统仿真及调试 (10)6 、元器件清单 (11)7 、结语 (11)8 、附录 (13)附录1 实验仿真电路 (13)附录2 源程序 (14)9 、参考文献 (23)10 、致谢 (24)内容摘要随着居民生活水平的不断提高，家用轿车开始普及为人们娱乐、休闲代步的工具。
汽车测速仪能够满足人们最基本的需求，让人们能清楚地知道当前的速度、里程、时间等物理量。
以便做出判断和采取必要的措施，以防止交通事故的发生。
测速仪作为汽车最基本、最重要的部件之一，在汽车的运行过程中起着至关重要的作用。
一个性能良好、测量精确、稳定的测速系统，从某种意义上说，直接影响着汽车乃至司乘人员的生命安全。
本论文主要阐述一种基于光电传感器的汽车测速仪的设计。
以 AT89C52 单片机为核心，OPTC 光断续器测转数，实现对汽车速度、时间的测量统计，并能将汽车的里程数及速度信息送单片机，并通过单片机输出驱动信号，用LCD实时显示。
文章详细介绍了汽车测速仪的硬件电路和软件设计。
硬件部分利用光电传感器组件将汽车每转一圈的脉冲数传入单片机系统，然后单片机系统将信号经过处理送显示。
软件部分用C语言进行编程，采用模块化设计思想。
该系统硬件电路简单，子程序具有通用性，完全符合设计要求。
关键词：速度；时间；光断续器；单片机；LCD显示The car speedometer design based on the AT89C51ABSTRACTWith the developing of people’s life, the car is becoming the universal tool of transportation and substitute for walking and becoming the first choice of entertainment and exercising. The car speedometer can fulfill the basic need of people’s life, so that they can learn the speed、the mileage 、the time of the car. For that people could take some necessary measures in case of any accident happened by a dangerous speed. As one of the most basic and important part of a ca r, speedometer is taking an important role during the car’s running. To some extent, an accurate and stable speedometer has a effect on the driver’s life directly.In this paper, the car speedometer design based on the photoelectric sensor element is elaborated. By AT89C52 as kernel, using photoelectric sensor element to measure revolution, the measure and statistic are achieved. The car speed can be displayed on LCD. In this article, the hardware circuit and software design of car speedometer instrument are introduced in detail. About the hardware, the pulse number is transmitted of one cycle of the car into Single Chip Microcomputer system. Then the signal processed by Single Chip Microcomputer system is sent to display scream. About the software, in C language; the program is designed in the mode of modules. The system has simple hardware, common sub-program, and meets the demand of design.KEY WORDS:Mileage / speed; Time；temperature；photoelectric sensor element; Single chip microcomputer; LCD基于AT89C51的LCD数字测速仪1设计背景随着人们生活水平的逐渐提高，人们对于生活质量的要求也日益增加，尤其是对出行的要求。
基于AT89S52单片机LCD数字测速仪设计
基于AT89S52单片机的LCD数字测速仪的设计在现代工业测量中，转速的测量显得非常重要。
本文基于at89s52单片机，利用optc光断续器和lcdl602液晶显示屏，对数字测速仪进行设计。
1 硬件结构设计本系统设计分为主控制模块、电源电路、lcd显示模块、信号输入模块、晶振电路、复位电路几个模块，系统结构框图如图1所示。
其中主模块采用at89s52单片机，信号输入主要采用optc光断续器。
(1)at89$52单片机。
at89s52单片机是一种低功耗、高性能cmos 8位微控制器，具有8k的系统可编程flash存储器。
设计采用at89s52作为系统的控制芯片，它的优点是体积小、抗干扰能力强、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。
(2)optc光断续器。
optc光断续器即光电开关。
其工作原理是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体的有无。
物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。
将其输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。
多数选用波光接近可见光的红外线光波型。
光电开关可分为：对射式光电开关和槽式光电开关。
设计采用对射式光电开关，这种光断续器具有下列特点：体积小、可靠性高，外围电路少，能与ttl、lstyl、cmos器件直接连接，工作电压范围大(vcc=4.5～16v)。
2 硬件工作原理电路以at89s52芯片为核心，充分利用单片机的运算及其控制功能，并采用主控模块、信号输入模块、电源电路、复位电路、晶振电路等各模块，通过系统化lcd显示模块实时显示所测速度的数值。
设计以optc光断续器作为信号源，optc光断续器将发光部分的gaas红外光二极管和感光部分的光电二极管以及信号处理电路集成在一块芯片上。
当轮子转动一周时，optc光断续器则产生一个感应信号，再将产生的感应信号转换成为数字信号输入单片机中，再经过数据的运算处理后便得到该轮子的实际速度。
基于51单片机的数字测速系统的设计方案
基于51单片机的数字测速系统的设计方案 0 引言 本方案所设计的基于霍尔元件的脉冲发生器要求成本低，构造简单，性能好。
在电气控制系统中存在着较为恶劣的电磁环境，因此要求产品本身要具有较强的抗干扰能力。
系统主要由AT89S52 单片机处理系统、电机、传感器检测单元、信号处理单元和显示系统等几个部分组成。
1 总体方案设计 对转速的测量实际上是对转子旋转引起的周期脉冲信号的频率进行测量。
霍尔元件测速法是利用霍尔开关元件测转速的。
霍尔开关元件内含稳压电路、霍尔电势发生器、放大器、施密特触发器和输出电路。
输出电平与TTL 电平兼容，在电机转轴上装一个圆盘，圆盘上装若干对小磁钢，小磁钢越多，分辨率越高，霍尔开关固定在小磁钢附近，当电机转动时，每当一个小磁钢转过霍尔开关，霍尔开关便输出一个脉冲，计算出单位时间的脉冲数，即可确定旋转体的转速。
其系统框图如图1 所示。
2 系统硬件电路设计 该系统包括霍尔传感器、隔离整形电路、主CPU、显示电路、报警电路及电源等部分。
其测量过程是测量转速的霍尔传感器和电机机轴同轴连接，机轴每转一周，产生一定量的脉冲个数，由霍尔器件电路输出，经隔离整形后送入单片机进行处理，单片机收到信号将该值数据处理后，在LCD 液晶显示器上显示出来。
一旦超速，CPU 通过蜂鸣器进行报警。
2.1 传感器的选择 测量电机转速的第一步就是要将电机的转速表示为单片机可以识别的脉冲信号，从而进行脉冲计数。
利用霍尔器件检测脉冲信号因其具有结构牢固、体积小、重量轻、寿命长、安装方便等优点。
当电机转动时，带动传感器运动，产生对应频率的脉冲信号，经过信号处理后输出到计数器或其他的脉冲计数装置，进行转速的测量。
2.2 微处理器的选择 为了减少体积与功耗，采用较常使用且较经济的AT89S52单片机：AT89S52 是一种低功耗、高性能CMOS 的8 位微控制器，具有8K 在系统可编程存储器。
其最小系统包括单片机AT89S52接口电路、晶振电路、复位电路。
单片机测速仪的设计.
单片机测速仪的设计.《单片机测速仪的设计》一、测速仪的工作原理单片机测速仪的工作原理通常基于对运动物体所产生的脉冲信号的计数和时间测量。
常见的测速方法有光电测速、霍尔效应测速等。
以光电测速为例，在被测物体上安装一个遮光板，当遮光板随物体转动时，会周期性地遮挡光电传感器。
光电传感器将光信号转换为电信号，产生一系列脉冲。
单片机通过对这些脉冲的计数，并结合测量的时间间隔，就可以计算出物体的转速。
二、硬件设计1、传感器选择光电传感器：具有响应速度快、精度高的特点，但容易受到环境光的干扰。
霍尔传感器：对磁场变化敏感，适用于测量磁性物体的速度，抗干扰能力较强。
2、单片机选型考虑因素包括处理速度、存储容量、引脚数量等。
常见的单片机如STM32、Arduino 等都可以满足测速仪的需求。
3、信号调理电路由于传感器输出的信号可能比较微弱或存在干扰，需要通过放大、滤波等电路进行处理，以获得清晰、稳定的脉冲信号。
4、显示模块可以选择液晶显示屏（LCD）或数码管来显示测量结果。
LCD 显示内容丰富，但成本较高；数码管简单直观，成本较低。
5、电源模块为整个系统提供稳定的电源，通常采用直流稳压电源或电池供电。
三、软件设计1、初始化设置包括单片机的时钟设置、引脚配置、中断设置等。
2、脉冲计数与时间测量使用单片机的计数器功能对脉冲进行计数，并通过定时器测量时间间隔。
3、速度计算算法根据脉冲计数和时间间隔，按照预定的公式计算出速度值。
4、显示驱动程序将计算得到的速度值发送到显示模块进行显示。
四、系统调试1、硬件调试检查电路连接是否正确，电源是否稳定，传感器输出信号是否正常。
2、软件调试使用调试工具，如串口调试助手，查看单片机内部变量的值，检查程序逻辑是否正确。
3、综合调试将硬件和软件结合起来，对整个测速仪系统进行测试，不断优化和改进。
五、误差分析与改进1、误差来源传感器精度误差、信号干扰、时间测量误差等。
2、改进措施采用高精度传感器、优化信号调理电路、提高时间测量精度等。
基于单片机的数字测速仪设计
学号：常州大学毕业设计（论文）（2012届）题目学生学院专业班级校内指导教师专业技术职务校外指导老师专业技术职务二○一二年六月基于单片机的数字测速仪设计摘要：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数字式和模拟式两种。
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，得到的信号为脉冲信号。
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。
本论文描述了一个以AT89S52单片机控制模块、红外传感器采集模块、电机驱动模块和报警模块为主要部分组成的转速测量系统。
该系统以一对红外发射和接收二极管形成光路，通过照射到齿盘上颜色的变化对光路形成脉冲，单片机采用同步M/T法对脉冲计数，经过内部数据处理得出转速，并通过1602液晶显示器显示出结果。
同时当转速超过其所设定的数值时，系统对其进行报警。
通过L298N电路调节电机转速，从而实现在一个电机上对低转速和高转速的测量。
关键词：AT89S52单片机；同步M/T法；1602液晶；L298N电路Design of digital speedometer based on single-chip microcomputerAbstract：In engineering practices, the situation of measuring revolving speed often occurs. There are two ways to measure revolving speed: analog type and digital type. With analog type, tachogenerator is used as detecting element, which brings out analog quantity, while with digital type, photoelectric encoder, Hall element etc. are often used, which brings out pulse signal. With the widespread of microcomputers, especially highly cost-efficient microcontroller, we often use microcontroller as the core of measuring revolving speed.This paper focuses on describing a revolving speed measuring system composed by AT89S52 microcontroller (controlling module), infrared sensor (collecting module), electrical machine (driving module), and alarming module, which uses a pair of infrared emitting-and-receiving diodes to form the optical path. Through the interval block-out from the change of colors on the fluted disc, electric pulse can be generated. The microcontroller uses synchronic M/T method to measure the time of pulse, then after inner data analysis, the author can get the revolving speed and finally a 1602 LCD is used to show the result. When the revolving speed outstrips the fixed number, system alarms. What’s more, through the use of L298 circuit to adjust the revolving speed of electrical machine, the measurement of low and high revolving speeding in one electrical machine can be realized.Key words：MCS52; Synchronic M/T method ; 1602 LCD; L298 circuit目录摘要 (II)目录 (III)1引言 (1)1.1课题研发的背景和意义 (1)1.2数字测速仪的国内外研究现状及发展趋势 (1)1.3课题的主要内容和任务 (2)2系统分析与总体设计方案 (3)2.1数字测速仪的基本工作原理 (3)2.2数字测速仪的整体设计结构 (3)2.3数字测速仪的测量方案的分析 (4)2.3.1转速测量方案论证 (4)2.3.2电机驱动方案论证 (4)2.3.2键盘显示方案论证 (4)2.3.3 PWM软件实现方案论证 (4)2.4转速测量原理 (5)2.4.1测频法“M法” (5)2.4.2测周期法“T法” (5)2.4.3测频测周法“M/T法” (6)3系统硬件电路设计 (8)3.1控制模块 (8)3.1.1模块控制的选择 (8)3.1.2 AT89S52单片机介绍 (8)3.1.3单片机的最小系统 (12)3.2红外传感器信号采集模块 (13)3.2.1红外光电管芯片介绍 (13)3.2.2红外光电管的工作原理 (13)3.2.3 LM339电压比较器芯片介绍 (14)3.2.3电压比较电路设计 (14)3.2.4红外采集模块电路设计 (15)3.3电机驱动模块 (16)3.3.1 L298N芯片介绍 (16)3.3.2电机驱动模块电路设计 (18)3.4 液晶显示模块 (19)3.4.1 LCD1602液晶显示 (19)3.4.2显示模块的电路设计 (21)3.5电源模块 (21)3.6蜂鸣器报警模块 (22)3.6.1蜂鸣器 (22)3.6.2发光二极管 (23)3.6.3报警电路的设计 (23)4系统的软件设计 (25)4.1中断服务子程序的设计 (26)4.2电机驱动模块子程序的设计 (26)4.3显示子程序的设计 (27)4.4报警电路子程序的设计 (30)5系统调试 (31)5.1硬件调试 (31)5.2软件调试 (31)5.3综合调试 (31)5.4调试结果 (31)5.4实物展示 (32)6结论与展望 (34)参考文献 (35)致谢 (36)附录A (37)附录B (38)1引言1.1课题研发的背景和意义转动物体的速度是测控系统中的重要参数之一，它的应用范围广，实用价强。
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学号：常州大学毕业设计（论文）（2012届）题目学生学院专业班级校内指导教师专业技术职务校外指导老师专业技术职务二○一二年六月基于单片机的数字测速仪设计摘要：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数字式和模拟式两种。
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，得到的信号为脉冲信号。
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。
本论文描述了一个以AT89S52单片机控制模块、红外传感器采集模块、电机驱动模块和报警模块为主要部分组成的转速测量系统。
该系统以一对红外发射和接收二极管形成光路，通过照射到齿盘上颜色的变化对光路形成脉冲，单片机采用同步M/T法对脉冲计数，经过内部数据处理得出转速，并通过1602液晶显示器显示出结果。
同时当转速超过其所设定的数值时，系统对其进行报警。
通过L298N电路调节电机转速，从而实现在一个电机上对低转速和高转速的测量。
关键词：AT89S52单片机；同步M/T法；1602液晶；L298N电路Design of digital speedometer based on single-chip microcomputerAbstract：In engineering practices, the situation of measuring revolving speed often occurs. There are two ways to measure revolving speed: analog type and digital type. With analog type, tachogenerator is used as detecting element, which brings out analog quantity, while with digital type, photoelectric encoder, Hall element etc. are often used, which brings out pulse signal. With the widespread of microcomputers, especially highly cost-efficient microcontroller, we often use microcontroller as the core of measuring revolving speed.This paper focuses on describing a revolving speed measuring system composed by AT89S52 microcontroller (controlling module), infrared sensor (collecting module), electrical machine (driving module), and alarming module, which uses a pair of infrared emitting-and-receiving diodes to form the optical path. Through the interval block-out from the change of colors on the fluted disc, electric pulse can be generated. The microcontroller uses synchronic M/T method to measure the time of pulse, then after inner data analysis, the author can get the revolving speed and finally a 1602 LCD is used to show the result. When the revolving speed outstrips the fixed number, system alarms. What’s more, through the use of L298 circuit to adjust the revolving speed of electrical machine, the measurement of low and high revolving speeding in one electrical machine can be realized.Key words：MCS52; Synchronic M/T method ; 1602 LCD; L298 circuit目录摘要 (II)目录 (III)1引言 (1)1.1课题研发的背景和意义 (1)1.2数字测速仪的国内外研究现状及发展趋势 (1)1.3课题的主要内容和任务 (2)2系统分析与总体设计方案 (3)2.1数字测速仪的基本工作原理 (3)2.2数字测速仪的整体设计结构 (3)2.3数字测速仪的测量方案的分析 (4)2.3.1转速测量方案论证 (4)2.3.2电机驱动方案论证 (4)2.3.2键盘显示方案论证 (4)2.3.3 PWM软件实现方案论证 (4)2.4转速测量原理 (5)2.4.1测频法“M法” (5)2.4.2测周期法“T法” (5)2.4.3测频测周法“M/T法” (6)3系统硬件电路设计 (8)3.1控制模块 (8)3.1.1模块控制的选择 (8)3.1.2 AT89S52单片机介绍 (8)3.1.3单片机的最小系统 (12)3.2红外传感器信号采集模块 (13)3.2.1红外光电管芯片介绍 (13)3.2.2红外光电管的工作原理 (13)3.2.3 LM339电压比较器芯片介绍 (14)3.2.3电压比较电路设计 (14)3.2.4红外采集模块电路设计 (15)3.3电机驱动模块 (16)3.3.1 L298N芯片介绍 (16)3.3.2电机驱动模块电路设计 (18)3.4 液晶显示模块 (19)3.4.1 LCD1602液晶显示 (19)3.4.2显示模块的电路设计 (21)3.5电源模块 (21)3.6蜂鸣器报警模块 (22)3.6.1蜂鸣器 (22)3.6.2发光二极管 (23)3.6.3报警电路的设计 (23)4系统的软件设计 (25)4.1中断服务子程序的设计 (26)4.2电机驱动模块子程序的设计 (26)4.3显示子程序的设计 (27)4.4报警电路子程序的设计 (30)5系统调试 (31)5.1硬件调试 (31)5.2软件调试 (31)5.3综合调试 (31)5.4调试结果 (31)5.4实物展示 (32)6结论与展望 (34)参考文献 (35)致谢 (36)附录A (37)附录B (38)1引言1.1课题研发的背景和意义转动物体的速度是测控系统中的重要参数之一，它的应用范围广，实用价强。
在实际的应用中，经常会遇到多种测量转速的场合，如机床主轴，发动机，电动机，等旋转设备的测试，在运转和控制中，测速环境和精度要求不同，相应的测量方法不同。
对某一些问题，转速测量的要求准度不是太高，而对另一些问题，除了能准确的测转速外，还要保证测量的实时性，要求能测得瞬时速度，转速更加是电动机极为重要的一个参数，其测量精度将直接影响电动机其它有关参数和特性的测试，以及故障检测与诊断的准确性。
例如，空载时了解电机自身损耗的大小啊，与同步转速相差太远的话就不能使用了（不在正常转速范围内），重载时可及时发现电机是否过载，避免烧电机。
这样可以有效的监控电机的工作状态，避免不必要的损失。
另外，转速测量在工业控制和民用电器中都有较高使用价值。
一方面它可以应用于工业控制中的某一部分，如数控车床的电机转速检测和控制、水泵流量控制以及需要利用转速检测来进行控制的许多场合，如车辆的里程表、车速表等。
另一方面由于该转速测量系统采用全数字结构，因而可以很方便的和工业控制机进行连接，实行远程管理和控制，进一步提高现代化水平。
并且，几乎不需做很大改变就能直接作为单独的产品使用。
转速测量的应用系统在工业生产、科技教育、民用电器等各领域的应用极为广泛，往往成为某一产品或控制系统的核心部分，其各种参数在不同的应用中有其侧重，但转速测量系统作为普遍的应用在国民经济发展中，有重要的意义。
总之，转速测量系统的研究是一件非常有意义的课题1.2数字测速仪的国内外研究现状及发展趋势目前国内外测量电机转速的方法很多，按照不同的理论方法，先后产生过模拟测速法(如离心式转速表、用电机转矩或者电机电枢电动势计算所得)、同步测速法(如机械式或闪光式频闪测速仪)以及计数测速法。
计数测速法又可分为机械式定时计数法和电子式定时计数法。
传统的电机转速检测多采用测速发电机或光电数字脉冲编码器，也有采用电磁式(利用电磁感应原理或可变磁阻的霍尔元件等)、电容式(对高频振荡进行幅值调制或频率调制)等，还有一些特殊的测速器是利用置于旋转体内的放射性材料来发生脉冲信号．其中应用最广的是光电式，光电式测系统具有低惯性、低噪声、高分辨率和高精度的优点．加之激光光源、光栅、光学码盘、CCD 器件、光导纤维等的相继出现和成功应用，使得光电传感器在检测和控制领域得到了广泛的应用。
而采用光电传感器的电机转速测量系统测量准确度高、采样速度快、测量范围宽和测量精度与被测转速无关等优点，具有广阔的应用前景。
在过去的转速的测量过程中，模拟量的采集和模拟处理一直是转速测量的主要方法，这种测量方技术已不能适应现代科技发展的要求，在测量范围和测量精度上，已不能满足大多数系统的使用。
随着超大规模集成电路技术提高，尤其是单片机应用技术以其功能强大，价格低廉的显著特点，使全数字化测量转速系统得以广泛应用。
由于单片机在测量转速方面具有体积小、性能强、成本低的特点，越来越受到企业用户的青睐，转速涌量普遍采用以单片机为核心的数字式测量方法,智能化微电脑代替了一般机械式或模拟式结构,测量转速时,转速直接显示在LED上,这样更加直观,抗干扰性也比传统的仪表更强,操作简易且小巧便携。
新型直流电机转速测量仪外壳采用超薄机箱，重量轻，便于携带。
同时采用数字同步采样技术通过测量直流电机换向器电火花电流，经过信号的采集—处理—分析—运算，最后准确计算出直流电机的转速。
不象目前大多采用红外线测速仪或频闪测速仪等，测试时复杂烦琐。
FL1300直流电机转速测量仪特别针对高转速的电机，准确测量直流电机的转速、电压、电流、功率等参数。