1、i毕业论文（设计）诚信声明本人声明：所呈交的毕业论文（设计）是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注，论文中的结论和成果为本人独立完成，真实可靠，不包含他人成果及已获得 或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。论文（设计）作者签名： 日期： 年 月 日毕业论文（设计）版权使用授权书本毕业论文（设计）作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文（设计）的复印件和电子版，允许论文（设计）被查阅和借阅。本人授权青岛农业大学可以将本毕业论文（设计）全部或部分内容编
2、入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业论文（设计） 。本人离校后发表或使用该毕业论文（设计）或与该论文（设计）直接相关的学术论文或成果时，单位署名为 。论文（设计）作者签名： 日期： 年 月 日指 导 教 师 签 名： 日期： 年 月 日目录摘 要 .IAbstract.II主 要 符 号 表 .III1 绪论 .11.1 数字转速测试仪背景资料 .11.2 本次毕业设计的目的和意义 .11.3 本次毕业设计的主要内容 .12 主控芯片 ATMEL 系统及开发工具简介 .22.1 AT89C52 系统概述 .22.1.1 AT89C52 系统 .22.1.2
3、AT89C52 的极限参数 .32.1.3 引脚和封装定义 .32.2 AT89C52 单片机开发工具简介 .32.2.1 开发工具概述 .32.2.2 开发工具主要技术指标 .82.2.3 IDE 软件运行环境 .82.2.4 开发工具与 PC 机硬件连接 .83 数字转速测试仪系统介绍 .73.1 数字转速测试仪系统组成、主要内容和拟采用的方案 .73.2 硬件部分组成及框图 .73.2.1 硬件组成部分 .73.2.2 原理框图 .74 硬件部分 .10ii4.1 光电编码器 EPC-755A .104.1.1.光电编码器原理 .104.1.2 编码器的分类 .104.1.3 EPC-7
4、55A 编码器的介绍 .114.1.4 信号采集部分硬件电路图 .124.2 显示部分 .144.2.1 芯片特点 .144.2.2、MGLS-12032A 的管脚介绍 .144.2.3、MGLS-12032A 的读写操作时序 .154.2.4 MGLS-12032A 电特性 .164.3 电源部分 .164.3.1 电源设计注意事项和 MAX1677 的性能 .164.3.2 MAX1677 常用外围参数设定 .174.4 PCB 板的制作 .205 软件设计 .256 总 结 .27致 谢 .28参考文献 .28摘要I数字转速测试仪的设计摘 要本课题介绍一种基于 AT89C52 单片机系统
5、的新型数字测速仪的测量原理、硬件组成和软件设计。该仪表采用了一种新的自动测速方法,在宽量程范围内实现了高精度、实时快速测量。数字转速测试仪采用光电编码器将采集到的数据通过处理之后，送到 AT89C52 单片机中进行转化后在液晶显示器上显示测得转速及方向。测速所要达到的标准是：测速范围为 02000 转/分。重点是适合硬件系统的程序语言选择，以及编程实现。难点是程序思路的确定，转速方向的硬件电路及软件实现，系统软件如何通过计算机编辑，编译。此次设计必须将硬件与软件将结合，熟练掌握所用芯片的功能、时序等，以方便对数字转速测试仪各种功能的实现。 关键词：AT89C52；LCD 显示；编码器；传感器
6、AbstractIIDesign of Speed digital rotation testerAbstractThis paper introduces a new digital speed meter using a AT89C52 single chip microcomputer on the measurement principle, hardware and software design. The instrument uses a new method of automatic guns: in the wide range of the realization of t
7、he high-precision, rapid real-time measurement. Speed digital rotation tester uses photoelectric encoder to collect through the data processing, then convert in the AT89C52 MCU ,at last will be transformed in the LCD display of measured speed and direction.Measured speed to be achieved by the standa
8、rd is: measured speed range is from 0 to 2000 r / m. The focus is how to suitable for the hardware system of programming language choice and programming. The difficulty is the determination for the programming of ideas, the hardware circuit of speed direction,realize software, and how to edit and co
9、mpile software system in the computer. The design must combine with the hardware and software, maste the function of timing of the chip, so as to facilitate the speed of digital test instrument to achieve the various functions.Key Words: AT89C52; LCD display;Encord；Sensor主要符号表III主 要 符 号 表r 转速C 电容R 电
10、阻U 电压I 电流T 周期F 频率D 占空比 时间常数第一章 绪论11 绪论1.1 数字转速测试仪背景资料目前，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，机床转轴等旋转设备的测试，运转和控制中，常需要分时或连续测量和显示其转速或瞬间转速。对于工业测试，水利，机械等方面，转速是重要的控制参数之一。尤其机在工业测试系统中，大部分旋转仪器无法测定目前的转速，从而无法安全有效地械设备进行故障预防，无形中降低了系统的安全性，增加了设备维护的成本。因此，如何利用先进的数字技术和计算机技术改造传统的工业技术，提高监控系统的准确性，安全性，方便性是当前工业测控系统急需解决
11、的难题。1.2 本次毕业设计的目的和意义为了能精确的测量转速外，还要保障测量的事实性，要求测的瞬时转速。随着微型计算机的广泛使用，特别是高性能/价格比的单片机的涌现，转速测量普遍采用了以单片机为核心的数字法。智能化微电脑式代替了一般机械式或模拟量结构。在工业测控系统中，转速是最为重要的参数，因而测转速是个重要而又有意义的课题。1.3 本次毕业设计的主要内容数字转速测试仪系统设计包括硬件设计和软件设计两部分内容。在设计中要了解掌握单片机关于 C 语言的编程，数字电路，模拟电路技术；熟练掌握ATMEL 系列单片机工作原理及应用技巧；自主设计系列软、硬件. 主要采用光电脉冲编码传感器，通过 89C5
12、2 单片机及其他功能芯片实现高精度转速测试，通过算法处理后在液晶显示器上显示测得转速及方向。 第二章 主控芯片 ATMEL 系统及开发工具简介22 主控芯片 ATMEL 系统及开发工具简介AT89 系列单片机是ATMEL 公司的8 位Flash 单片机系列，这个系列单片机的最大特点是在片内含有Flash 存储器。因此, 在应用中有着十分广泛的前途, 特别是在便携式省电及特殊信息保存的仪器和系统中显得更为有用.一. 89 系列单片机特点：AT89 系列单片机和8051 系列单片机是兼容的。这个系列对于以8051 为基础的系统来说, 是十分容易进行取代和组成的，故而，对于熟悉8051 的用户来说,
13、 用ATMEL公司的89 系列单片机进行取代8051 的系统设计是轻而易举的事.二、89系列单片机的优点： 1.内部含Flash存储器 2.和80C51插座兼容 3.静态时钟方式 4.错误编程亦无废品产生 5.可进行反复系统试验 三、89系列单片机内部结构 ：89系列单片机的内部结构和80C51相近，它主要含有如下一些部件。 1. 8031CPU 2. 振荡电路 3. 总线控制部件 4. 中断控制部件 5. 片内Flash存储器 6. 片内RAM 7. 并行I/O接口 8. 定时器 9. 串行I/O接口 鉴于 ATMEL 公司的产品具有上述优点，综合本次毕业设计题目难易程度分析，使用此主控芯片
14、的外围电路结构简单，价格便宜实惠，易于操作，故选用AT89C52 单片机作为本次毕业设计的主控芯片。2.1 AT89C52 系统概述2.1.1 AT89C52 系统AT89C52 单片机与 Inter 80C51 单片机在多方面方面完全兼容。其主要工作特性是：A、内含 8KB 的 flash 存贮器，擦除次数 1000 次西安工业大学学士学位论文3B、内含 256 字节的 RAMC、具有 32 根可编程 I/O 线D、具有 3 个可编程定时器E、具有 8 个中断源，6 个中断矢量，2 级优先权的中断结构F、具有 1 个全双工的可编程串行接口通信G、据有 1 个数据指针 DPTRH、两种低功耗工
15、作模式，即空闲模式和掉电模式I、具有可编的 3 级程序锁定位J、AT89C52 的工作电源电压的典型值为5VK、AT89C52 的最高工作频率为 24MHz具有片内上电复位、时钟振荡器的 AT89C52 能独立完成工作的片上系统。FLASH 存储器还具有在系统重新编程的能力，可用于非易失性数据存储。用户软件对所有外设具有完全的控制，可以关断任何一个或所有外设以节省功耗。AT89C52 有低电压编程和高电压编程两种模式。低电压编程可用于在线编程，高电压编程于一般的 EPROM 编程器兼容。AT89C52 单片机的芯片封装顶端有编程电压标志。2.1.2 AT89C52 的极限参数AT89C52 的
16、极限参数2.1.3 引脚和封装定义每种器件都可在工业温度范围（-45到+85）内用 2.7V-3.6V 的电压工作。端口 I/O 和/RST 引脚都容许 5V 的输入信号电压。AT89C52 采用 42 脚 PDIP,TQFP 和 PLCC 封装。工作温度-55 to +125储藏温度-65 to +150任意引脚对地电压-1.0V +7.0V最高工作电压6.6V直流输出电流15.0mA西安工业大学学士学位论文4引脚 功能 说明P0 口 8 位漏极开路的双 I/O 口 低字节地址/数据复用线，可驱动 8 个 TTL 负载P1 口 8 位准双 I/O 口 用户准备的双向 I/O 口，可驱动 4
17、个 TTL 负载P2 口 8 位准双 I/O 口 外部扩展作高 8 位地址，可驱动 4 个 TTL 负载P3 口 8 位准双 I/O 口 普通 I/O 口兼替代功能，可驱动 4 个 TTL 负载RST 复位输入信号 高电平有效，振荡器稳定工作两个机器周期器件复位EA/Vpp 外部 ROM 访问允许信号 EA=1ROM 读取从内部程序存贮器开始；反之外部开始PSEN 外部 ROM 读选通信号 低有效时，程序存贮器的内容被送至 P0 口ALE/PROGG低字节地址锁存信号 实现低字节地址/数据的分时复用Vcc 电源电压输入 无特殊说明GND 电源地 无特殊说明XTAL1XTAL2时钟输入 1时钟输
18、入 2适用片内振荡器时连接外部石英晶体和微调电容适用片内振荡器时连接外部石英晶体和微调电容2.2 AT89C52 单片机开发工具简介2.2.1 开发工具概述TKStudio集成开发环境（IDE）从诞生到现在，经过一年多的发展,已逐渐趋于成熟，功能完善，界面美观高效，接口灵活丰富，运行稳定可靠，是目前最好的51开发环境。版本TKStudio V2.5，对我公司新版B系列仿真器高级功能64K深度代码追踪、代码覆盖、数据覆盖，数据访问（读写）断点等，提供完全支持。 模块化 软件在发展过程中，逐步贯彻结构化、模块化思想，将程序主体框架与扩展模块（组件）分开实现，降低了程序之间的耦合性，为软件的进一步发展奠定了基础，具备了小组开发能力。 为了支持公司越来越多的仿真器型号，定义了通用硬件驱动接口，并向下兼容KEIL的仿真器驱动（功能有所加强），从而有效的利用了公司现有的资源，具备了支持硬件无限升级能力。 定义外围设备接口，以便轻松加入各种芯片的软件、硬件仿真支持，实现不同芯片设备（端口、定时器、串口、I 2C、ADC等等）的动态切换。
