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基于光电传感器的转速测量系统设计 单片机 光电转速传感器 转速测量 数据处理

来源:用户分享 时间:2025/9/14 17:35:47 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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复位、时钟接入、用户I/O口外,其余管脚是为实现系统扩展而设置的。这些引脚构成MCS-51单片机片外三总线结构,即:

①地址总线(AB):地址总线宽为16位,因此,其外部存储器直接寻址为64K字节,16位地址总线由P0口经地址锁存器提供8位地址(A0至A7);P2口直接提供8位地址。 ②数据总线(DB):数据总线宽度为8位,由P0提供。

③控制总线(CB):由P3口的第二功能状态和4根独立控制线RESET、EA、ALE、PSEN组成。

图3.7 STC89C51管脚图

3.3.2 键盘显示模块设计

图3.8为键盘电路图,按键功能通过软件编程设置: 按 K0为清零、复位; 按K1显示计时时间; 按K2显示计数脉冲数;

此按键电路为低电平有效,当无按键按下时,单片机输入引脚P1.0、P1.1、P1.2、P1.3端口均为高电平。当其中任一按键按下时,其对应的P1端口变为低电平,在软件中利用这个低电平设计其功能。软件中还设置了按键防抖动误触发功能,软件中设置定时器1 50ms中断一次,每次中断都对按键进行扫描,如果扫描到有按键按下,则延迟10ms,再次进行键扫描,若仍有按键按下,则按键为真,并从P1口读取数据,低电平对应的即为有效按键。

图3.8 按键电路图

显示部分采用价廉方便的LED数码管,图3.9为数码管的引脚接线图。测量系统有8位共阳的LED数码管,表3.1为驱动LED数码管的段代码表,1-代表对应的笔段亮,0-代表对应的笔段不亮。若需要在最右边(S0)显示“5”,只要将从表中查得相应的段代码写入P0口,在将P2.0置高,P2.1-P2.7置低即可。

图3.9 数码管的引脚接线图

表3.1 驱动LED数码管的段代码表

d p e c g b f a 十六进制 数共字 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 共阴 阳 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

显示电路如图3.10,其电路采用动态显示方式。电机转速的测量结果经过译码, 输出的8位并行数据通过STC89C51 的并行口(P0口)输出,送至7段LED ,同时由P2口输出位扫描信号以实现测量数据的动态显示。P0口 和 P2口都是准双向口,输出时需要接上拉电阻。P0内部没有上拉电阻,P2口内部有弱上拉。所以P0口外围电路设计为低电平

1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 B7 14 AD 9D 1E 9B BB 15 BF 9F 48 EB 52 62 E1 64 44 EA 40 60 有效,高电平无效。要使数码管S0-S7的其中一个亮,其对应的P2端口要置高,P2的其余端口置低。如:S0亮:P2.0置高,P2.1-P2.7置低。

系统将定时把缓冲区的数据送出,在数码管上显示。

图3.10 显示电路图

3.3.3 串行通信模块设计

STC89 C51单片机的串行通讯接口的输入\\输出为TTL高电平为3.8V-5V,低电平为0-0.3V,这对近距离通讯还可以,但当通讯距离远时,就会因为TTL电平低,抗干扰能力弱而影响可靠性。为了提高串行通讯接口的抗干扰能力和增强可靠性,于是就出现了许多通讯标准和规程。目前,RS-232标准就是其中比较常用的一种,这样,一方面可提高这些设备的通用性,另一方面又增强了数据传送时的可靠性。

232电平转换采用MAX232芯片把TTL电平转换成RS-232电平格式,可以用于单片机与微机通信,以及单片机与单片机之间的通信,测量系统设计了两个DB9的接口,其中一

个用于ISP下载器模块的程序下载接口,称为“ISP Interface”,另一个接口为单片机与其它具有RS232接口的通信端口,称为“Common Port”。具体的电路原理图如图3.11所示。

图3.11电路原理图

3.3.4 电源模块设计

电源模块为系统板上其它模块提供+5V电源以及±15V电源。电源的设计有分立元件和集成稳压器几种方法,目前较常用的是用集成稳压器来设计稳压电源。常用的集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器。常用可调式集成稳压器有LM317系列,它们的输出电压从1.25V-37伏可调,负端则为LM337等。最简的电路外接元件只需一个固定电阻和一只电位器。其芯片内有过热和安全工作区保护,最大输出电流为1.5A。

系统需要设计两个电源,其中+5V电源采用7805,电路原理图如图3.12所示。原理:9V的交流电压输入后经桥堆整流,通过1000μF的电解电容进行滤波,再经过集成稳压器7805稳压,C17、C19等电容对其进行滤波后,最后输出+5V电压。供系统板上的其它模块使用。

图3.12 5V电源模块电路图

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