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(1)设计目的: 
A.通过对直流电机控制的设计,加深对单片机系统软、硬件系统的理解与掌握。 
B.利用现有硬件电路,构成直流电机测速系统。 
C.编制程序,测量直流电机的运行速度。 
(2)设计内容: 
A.根据单片机系统在实时控制领域中的应用和转速测量的基本原理、基本方法。 
B.掌握光敏管和栅格盘组合的测速技术和单片机系统定时/计数器的灵活运用 
C.实现单片机系统实现控制直流电机的运行和直流电机速度。 
D.显示直流电机的转速。 
(A)硬件设计:直流电机转速测量硬件连接如下图所示: 
 
                        图6  直流电机转速测量图 
单片机系统的P1.0通过三极管,S050连接直流电机,只需单片机系统最小应用系统,无需扩展电路,,显示器用七段共阳LED显示器,显示小时、分、秒;设计三个按钮开关作为手动校准。其工作流程如下: 
转速显示:上电后,系统自动进入显示,从0000开始计时。 
转速校准:按下第一个按钮开关后,电机起动,,分别按下第二、第三个按钮开关加速,减速,第四个开关停止。 
(B)软件设计: 
 软件设计框图如图 
 
图7 直流电机转速测量程序框图 
可分为以下几个功能模块: 
主程序:初始化与键盘监控。 
计时:为定时器中断服务子程序,完成刷新计时缓冲区的功能。 
时间设置:由按键设置当前时间。 
键盘扫描:判断是否有键按下,并确定键号。 
显示:完成8位动态显示。 
(3)设计说明 
A  光敏管测速 
通过栅格圆盘和光敏管组成测速系统。当直流电机通过传动部分带动栅格圆盘旋转时,测速光敏管获得一系列脉冲信号。这些脉冲信号通过单片机系统定时/计数器1计数,定时器T0定时。定时器T0完成100次溢出中断的时间T除以测得的脉冲数m,经过单位换算,就可以算得直流电机旋转的速度。 
直流电机转速计算公式:n=60·m/(N1·T·N)(rpm) 
其中:n为直流电机转速,N为栅格数,N1为T0中断次数,m为定时器T1在规定时间内测得的脉冲数,T为定时器T0定时溢出时间。 
B  用K1-K4调节直流电机的转速,并测出某一挡转速的值。转速值存放于片内数据空间40H,41H两个单元,其中40H代表转速高位,41H代表转速低位。在程序运行中,按暂停键,退出实验程序后,可以在调试/对话窗口中,利用监控命令DR或在查看/数据窗口/内部数据窗口中观察片内40H,41H 两个RAM单元内容。万位放在进位寄存器C中。程序中用K1-K4调节直流电机的转速,程序运行中, 
C  在程序运行中,在数码管上显示电机的转速。  
(4)设计要求:  
A  根据课题的设计内容,正确设计电路原理图。  
B  合理排布电路元器件,正确焊接硬件电路板。 
C  正确设计程序流程图,正确编写软件程序,设计的软件程序能够在调试好的硬件电路上正常运行。  
D  要求在数码管上显示转速 
E  通过按键可调速。 
F  结合自己的设计、调试过程,根据要求写一份完整的设计说明书。 
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