单片机综合实训报告专业：详详细细姓名：xxxxx学号：小行星联系方式：详详细细指导教师：粗粗糙糙时间：2013年6月14日—6月28日摘要在电气时代的今天，电机在工农业生产与人们日常生活中都起着十分重要的作用。

直流电机作为最常见的一种电机，具有非常优秀的线性机械特性、较宽的调速范围、良好的起动性以及简单的控制电路等优点，因此在社会的各个领域中都得到了十分广泛的应用。

随着单片机技术的日新月异，使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成，为直流电动机的控制提供了更大的灵活性，并使系统能达到更高的性能。

采用单片机构成控制系统，可以节约人力资源和降低系统成本，从而有效的提高工作效率。

在工程实践中,经常会遇到各种需要测量转速的场合, 例如在发动机、电动机、卷扬机、机床主轴等旋转设备的试验、运转和控制中,常需要分时或连续测量和显示其转速及瞬时转速。

要测速，首先要解决是采样问题。

在使用模技术制作测速表时，常用测速发电机的方法，即将测速发电机的转轴与待测轴相连，测速发电机的电压高低反映了转速的高低。

为了能精确地测量转速外,还要保证测量的实时性,要求能测得瞬时转速方法。

因此转速的测试具有重要的意义。

本文介绍了一种基于AT89C51 单片机平台,采用光电传感器实施电机转速测量的方法,硬件系统包括脉冲信号产生、脉冲信号处理和显示模块,并采用C 语言编程,结果表明该方法具有简单、精度高、稳定性好的优点。

介绍了该测速法的基本原理、实验步骤和软硬件设计这次设计内容包含知识全面，对传感器测量发电机转速的不同的方法及原理设计有较多介绍，在测量系统中能学到关于测量转速的传感器采样问题，单片机部分的内容，显示部分等各个模块的通信和联调。

全面了解单片机和信号放大的具体内容。

进一步锻炼我们在信号采集，处理，显示发面的实际工作能力。

关键词单片机AT89C51 直流电机转速测量光电传感器电机脉冲目录摘要............................................................................................................................................................ II一、实训目的，要求及组内分工 (1)1.1实训目的 (1)1.2技术要求 (1)1.3组内分工 (1)1.4同组人员 (1)二、实训题目及总方案 (2)2.1实训题目 (2)2.2设计方案 (2)1转速测量方法 (2)2单片机选择及介绍 (3)3单元电路 (6)4整体电路及原理框图 (8)三、程序设计 (8)3.1程序框图 (8)3.2系统总程序清单 (9)四、电路仿真过程 (12)4.1结论总结 (13)4.2心得体会 (13)五、参考文献 (14)一、实训目的，要求及组内分工1.1实训目的学习知道单片机的性能与功能，在现实生活中的应用。

设计并制作一实现直流电机测速系统。

并熟练对单片机编程及Proteus仿真软件的实际应用。

1.2技术要求89c51单片机作为主控制器、利用红外光传感器设计转速测量、检测直流电机速度，并显示。

1.3组内分工（1）负责软件编写设计：主要由刘家兴完成；（2）负责硬件连接：主要由刘家兴完成；（3）负责软件仿真及调试：主要由刘家兴完成；（4）撰写报告：主要由刘家兴完成。

1.4同组人员陈康，刘家兴二、实训题目及总方案2.1实训题目《单片机直流电机测速系统设计》2.2设计方案1转速测量方法转速是指作圆周运动的物体在单位时间内所转过的圈数,其大小及变化往往意味着机器设备运转的正常与否,因此,转速测量一直是工业领域的一个重要问题。

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) 、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。

本文介绍的采用单片机和光电传感器组成的高精度转速测量系统,其转速测量方法采用的就是电子式定时计数法。

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。

在频率的工程测量中,电子式定时计数测量频率的方法一般有三种：①测频率法:在一定时间间隔t 内,计数被测信号的重复变化次数N ,则被测信号的频率fx 可表示为：f x =Nt(1)②测周期法:在被测信号的一个周期内,计数时钟脉冲数m0 ,则被测信号频率fx = fc/ m0 ,其中, fc 为时钟脉冲信号频率。

③多周期测频法:在被测信号m1 个周期内, 计数时钟脉冲数m2 ,从而得到被测信号频率fx ,则fx 可以表示为fx =m1 fcm2, m1 由测量准确度确定。

电子式定时计数法测量频率时, 其测量准确度主要由两项误差来决定: 一项是时基误差; 另一项是量化±1 误差。

当时基误差小于量化±1 误差一个或两个数量级时,这时测量准确度主要由量化±1 误差来确定。

对于测频率法,测量相对误差为：Er1 =测量误差值实际测量值×100 % =1N×100 % (2) 由此可见,被测信号频率越高, N 越大, Er1 就越小,所以测频率法适用于高频信号( 高转速信号) 的测量。

对于测周期法,测量相对误差为：Er2 =测量误差值实际测量值×100 % =1m0×100 % (3)对于给定的时钟脉冲fc , 当被测信号频率越低时,m0 越大, Er2 就越小,所以测周期法适用于低频信号( 低转速信号) 的测量。

对于多周期测频法,测量相对误差为：Er3 =测量误差值实际测量值100%=1m2×100 % (4) 从上式可知,被测脉冲信号周期数m1 越大, m2 就越大,则测量精度就越高。

它适用于高、低频信号(高、低转速信号) 的测量。

但随着精度和频率的提高, 采样周期将大大延长,并且判断m1 也要延长采样周期,不适合实时测量。

根据以上的讨论,考虑到实际应用中需要测量的转速范围很宽,上述的转速测量方法难以满足要求,因此,研究高精度的转速测量方法,以同时适用于高、低转速信号的测量,不仅具有重要的理论意义,也是实际生产中的需要。

2单片机选择及介绍AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。

AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。

单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。

该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。

由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。

AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

外形及引脚排列如图所示●VCC：供电电压，●GND：接地。

●P0 口：P0 口为一个8 位漏级开路双向I/O 口，每脚可吸收8TTL 门电流。

当P1 口管脚第一次写1 时，被定义为高阻输入。

P0 能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。

在FIASH 编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH 进行校验时，P0 输出原码，此时P0 外部必须被拉高。

●P1 口：P1 口是一个内部提供上拉电阻的8 位双向I/O 口，P1 口缓冲器能接收输出4TTL 门电流。

P1 口管脚写入1 后，被内部上拉为高，可用作输入，P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。

在FLASH 编程和校验时，P1 口作为第八位地址接收。

●P2 口：P2 口为一个内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 口缓冲器可接收，输出4 个TTL 门电流，当P2 口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。

并因此作为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。

这是由于内部上拉的缘故。

P2 口当用于外部程序存储器或16 位地址外部数据存储器进行存取时，P2 口输出地址的高八位。

在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。

P2 口在FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

●P3 口：P3 口管脚是8 个带内部上拉电阻的双向I/O 口，可接收输出4 个TTL 门电流。

当P3 口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。

作为输入，由于外部下拉为低电平，P3 口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。

P3 口也可作为AT89C51 的一些特殊功能口。

P3 口管脚备选功能：●P3.0 RXD（串行输入口）●P3.1 TXD（串行输出口）●P3.2 /INT0（外部中断0）●P3.3 /INT1（外部中断1）●P3.4 T0（记时器0 外部输入）●P3.5 T1（记时器1 外部输入）●P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）●P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）●P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

● RST：复位输入。

当振荡器复位器件时，要保持RST 脚两个机器周期的高电平时间。

●ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。

在FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。

在平时，ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。

因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。

然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE 脉冲。

如想禁止ALE 的输出可在SFR8EH 地址上置0。

此时， ALE 只有在执行MOVX，MOVC 指令是ALE 才起作用。

另外，该引脚被略微拉高。

如果微处理器在外部执行状态ALE 禁止，置位无效。

●PSEN：外部程序存储器的选通信号。

在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN 有效。

但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。

●EA/VPP：当/EA 保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。

注意加密方式1 时，/EA 将内部锁定为RESET；当/EA 端保持高电平时，此间内部程序存储器。

在FLASH 编程期间，此引脚也用于施加12V 编程电源（VPP）。

●XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

●XTAL2：来自反向振荡器的输出。

3单元电路1）复位电路复位电路的基本功能是：系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位信号。