直流电机转速测量仪

智能仪表设计基础课程设计

课题名称直流电机转速测量仪

学生姓名

所在班级

指导教师

扬州大学能源与动力工程学院

二〇一年九月

总目录第一部分：任务书

第二部分：课程设计报告

第一部分

任

务

书

《智能仪表课程设计》课程设计任务书

一、课题名称

温度测量仪设计

二、设计内容及设计要求

利用Pt100热电阻作为测温元件，设计一个温度测量仪，具有下面的功能：

1. 测量范围为0℃～500℃，精度误差小于1℃。

2. LCD液晶显示当前温度值和温度动态曲线

3. 通过继电器通断控制温度范围45℃～85℃

4. 具有RS232通信接口。

三、时间安排

第一周：

星期一～星期二：布置任务，熟悉资料，确定仪表的功能要求、性能指标。熟悉实验板原理图和印刷板图。

星期三～星期五：进行仪表的方案选择，确定主要芯片、工作方式、输入输出信号的接口方式、键盘和显示方式、以及通信方式。进行硬件设计和元器件选择，画出硬件原理图。

第二周：

星期一～星期五：根据硬件原理图，焊接硬件电路；测试硬件电路的功能；软件设计，包括软件需求说明、软件结构框图、主要软件功能模块的流程图；编写程序。

第三周：

星期一～星期三：调试程序，联调软件和硬件。

星期四～星期五：写课程设计报告。

四、应交成果

应交成果包括：

⏹纸质课程设计报告和电子文档；

⏹硬件原理图的Protel99se文件，程序；

⏹可以演示的硬件和软件成果。

五、课程报告内容

课程设计报告应包括下列部分：

⏹课程设计任务书

⏹仪表的功能要求、性能指标要求。

⏹方案选择：提出多种方案，进行方案比较，说明选定方案的理由，描述硬件和

软件的功能分工。

⏹硬件设计：包括硬件结构框图、原理图及其各个主要环节的工作原理说明，元

器件选择的计算方法或者理由，利用提供的实验板焊接元器件。

⏹软件设计：首先提出软件的功能需求，然后进行软件的结构设计，再画出主要

功能模块的软件框图。

⏹程序编写和调试。

⏹设计小结。

报告中硬件原理于用Protel99se画出，软件框图和程序流程图用Microsoft Visio画出。

第二部分

课

程

设

计

报

告

目录

第一章设计内容及要求 (1)

1.1 课题名称 (1)

1.2 仪表的功能要求及性能指标 (1)

2.1 测速装置的选择............................................................................................ 错误！未定义书签。

2.2 显示方案的选择............................................................................................ 错误！未定义书签。

2.3 总体方案的设计............................................................................................ 错误！未定义书签。第三章硬件设计. (2)

3.1 硬件结构框图 (2)

3.2 电路各主要环节工作原理 (2)

3.2.1 直流电机驱动电路 (2)

3.2.2 光电码盘测速电路 (3)

3.2.3 程序下载模块 (5)

3.2.4 单片机控制系统 (6)

3.2.5 电机工作状态转换电路 (6)

3.2.6 LCD1602显示电路 (7)

3.2.7 直流电机转速测量仪硬件总原理图，如图3-13 (8)

第四章软件设计 (8)

4.1 软件实现的功能 (8)

4.2 各环节程序框图 (9)

4.2.1 主程序框图，如图4-1 (9)

4.2.2 中断服务程序框图，如图4-2 (10)

4.2.3 加速、减速程序框图，如图4-3和4-4 (11)

第五章程序编写 (12)

第六章运行与调试 (13)

6.1 串口程序下载及显示电路调试 (13)

6.2 借助函数发生器调试基本程序 (13)

6.3 电机与光电码盘测速电路调试 (13)

6.4 直流电机驱动电路调试 (13)

6.5 电机工作状态转换按键调试 (14)

第七章设计小结 (15)

附录一成果实物照片展示 (16)

第一章设计内容及要求1.1 课题名称

1.2 仪表的功能要求及性能指标

1. 测量范围为0℃～500℃，精度误差小于1℃。

2. LCD液晶显示

3. 通过继电器通断控制

4. 具有RS232通信接口。

第三章 硬件设计

3.1 硬件结构框图

直流电机转速测量仪原理框图主要由电机、直流电机驱动模块、光电码盘、单片机、LCD1602显示器、状态开关等组成；通过传感器光电码盘将转速转换为相应的频率量后送入单片机计数，然后经过处理后，由单片机输出信号lcd1602显示。硬件原理框图，如图3-1

图3-1 电机转速测量仪硬件框图

3.2 电路各主要环节工作原理

3.2.1 直流电机驱动电路

（1）L298N 构成的电路原理图，如图3-2

图3-2 直流电机驱动电路原理图

传感器模块

单 片 机

显示模块

直流电动机 电动机驱动模块

两个状态转换按键