单片机电机转速表设计
#include<reg51.h> //包含单片机寄存器的头文件
#include<intrins.h> //包含_nop_()函数定义的头文件
sbit RS=P2^0; //寄存器选择位,将RS位定义为P2.0引脚
sbit RW=P2^1; //读写选择位,将RW位定义为P2.1引脚
sbit E=P2^2; //使能信号位,将E位定义为P2.2引脚
sbit BF=P0^7; //忙碌标志位,,将BF位定义为P0.7引脚
unsigned char code digit[ ]={"0123456789"}; //定义字符数组显示数字
unsigned int v; //储存电机转速
unsigned char count; //储存定时器T0中断次数
bit flag; //计满1秒钟标志位
/*****************************************************
函数功能:延时1ms
(3j+2)*i=(3×33+2)×10=1010(微秒),可以认为是1毫秒
***************************************************/
void delay1ms()
{
unsigned char i,j;
for(i=0;i<10;i++)
for(j=0;j<33;j++)
;
}
/*****************************************************
函数功能:延时若干毫秒
入口参数:n
***************************************************/
void delay(unsigned char n)
{
unsigned char i;
for(i=0;i<n;i++)
delay1ms();
}
/*****************************************************
函数功能:判断液晶模块的忙碌状态
返回值:result。result=1,忙碌;result=0,不忙
***************************************************/
unsigned char BusyTest(void)
{
bit result;
RS=0; //根据规定,RS为低电平,RW为高电平时,可以读状态
RW=1;
E=1; //E=1,才允许读写
_nop_(); //空操作
_nop_();
_nop_();
_nop_(); //空操作四个机器周期,给硬件反应时间
result=BF; //将忙碌标志电平赋给result
E=0; //将E恢复低电平
return result;
}
/*****************************************************
函数功能:将模式设置指令或显示地址写入液晶模块
入口参数:dictate
***************************************************/
void WriteInstruction (unsigned char dictate)
{
while(BusyTest()==1); //如果忙就等待
RS=0; //根据规定,RS和R/W同时为低电平时,可以写入指令
RW=0;
E=0; //E置低电平(根据表8-6,写指令时,E为高脉冲,
// 就是让E从0到1发生正跳变,所以应先置"0"
_nop_();
_nop_(); //空操作两个机器周期,给硬件反应时间
P0=dictate; //将数据送入P0口,即写入指令或地址
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_(); //空操作四个机器周期,给硬件反应时间
E=1; //E置高电平
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_(); //空操作四个机器周期,给硬件反应时间
E=0; //当E由高电平跳变成低电平时,液晶模块开始执行命令
}
/*****************************************************
函数功能:指定字符显示的实际地址
入口参数:x
***************************************************/
void WriteAddress(unsigned char x)
{
WriteInstruction(x|0x80); //显示位置的确定方法规定为"80H+地址码x"
}
/*****************************************************
函数功能:将数据(字符的标准ASCII码)写入液晶模块
入口参数:y(为字符常量)
***************************************************/
void WriteData(unsigned char y)
{
while(BusyTest()==1);
RS=1; //RS为高电平,RW为低电平时,可以写入数据
RW=0;
E=0; //E置低电平(根据表8-6,写指令时,E为高脉冲,
// 就是让E从0到1发生正跳变,所以应先置"0"
P0=y; //将数据送入P0口,即将数据写入液晶模块
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_(); //空操作四个机器周期,给硬件反应时间
E=1; //E置高电平
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_(); //空操作四个机器周期,给硬件反应时间
E=0; //当E由高电平跳变成低电平时,液晶模块开始执行命令
}
/*****************************************************
函数功能:对LCD的显示模式进行初始化设置
***************************************************/
void LcdInitiate(void)
{
delay(15); //延时15ms,首次写指令时应给LCD一段较长的反应时间
WriteInstruction(0x38); //显示模式设置:16×2显示,5×7点阵,8位数据接口
delay(5); //延时5ms ,给硬件一点反应时间
WriteInstruction(0x38);
delay(5);
WriteInstruction(0x38); //连续三次,确保初始化成功
delay(5);
WriteInstruction(0x0c); //显示模式设置:显示开,无光标,光标不闪烁
delay(5);
WriteInstruction(0x06); //显示模式设置:光标右移,字符不移
delay(5);
WriteInstruction(0x01); //清屏幕指令,将以前的显示内容清除
delay(5);
}
/******************************************************************************
函数功能:显示速度提示符
******************************************************************************/
void display_sym(void)
{
WriteAddress(0x00); //写显示地址,将在第1行第1列开始显示
WriteData('v'); //将字符常量v写入LCD
WriteData('='); //将字符常量=写入LCD
}
/******************************************************************************
函数功能:显示速度数值
******************************************************************************/
void display_val(unsigned int x)
{
unsigned char i,j,k,l; //j,k,l分别储存温度的百位、十位和个位
i=x/1000; //取千位
j=(x%1000)/100; //取百位
k=(x%100)/10; //取十位
l=x%10; //取个位
WriteAddress(0x02); //写显示地址,将在第1行第3列开始显示
WriteData(digit[i]); //将千位数字的字符常量写入LCD
WriteData(digit[j]); //将百位数字的字符常量写入LCD
WriteData(digit[k]); //将十位数字的字符常量写入LCD
WriteData(digit[l]); //将个位数字的字符常量写入LCD
}
/*******************************************************
函数功能:显示速度单位“r/min”
********************************************************/
void display_unit(void)
{
WriteAddress(0x06); //写显示地址,将在第2行第7列开始显示
WriteData('r'); //将字符常量r写入LCD
WriteData('/'); //将字符常量/写入LCD
WriteData('m'); //将字符常量m写入LCD
WriteData('i'); //将字符常量i写入LCD
WriteData('n'); //将字符常量n写入LCD
}
/*******************************************************
函数功能:主函数
********************************************************/
void main(void)
{
LcdInitiate(); //调用LCD初始化函数
TMOD=0x51; //定时器T1工作于计数模式1,定时器T0工作于计时模式1;
TH0=(65536-46083)/256; //定时器T0的高8位设置初值,每50ms产生一次中断
TL0=(65536-46083)%256; //定时器T0的低8位设置初值,每50ms产生一次中断
EA=1; //开总中断
ET0=1; //定时器T0中断允许
TR0=1; //启动定时器T0
count=0; //将T0中断次数初始化为0
display_sym(); //显示速度提示符
display_val(0000); //显示器工作正常标志
display_unit(); //显示速度单位
while(1) //无限循环
{
TR1=1; //定时器T1启动
TH1=0; //定时器T1高8位赋初值0
TL1=0; //定时器T1低8位赋初值0
flag=0; //时间还未满1分钟
while(flag==0) //时间未满等待
;
v=(TH1*256+TL1)*60/16; //计算速度,每周产生16个脉冲
display_val(v); //显示速度
}
}
/*******************************************************
函数功能:定时器T0的中断服务函数
********************************************************/
void Time0(void ) interrupt 1 using 1 //定时器T0的中断编号为1,使用第1组工作寄存器
{
count++; //T0每中断1次,count加1
if(count==20) //若累计满20次,即计满1秒钟
{
flag=1; //计满1秒钟标志位置1
count=0; //清0,重新统计中断次数
}
TH0=(65536-46083)/256; //定时器T0高8位重新赋初值
TL0=(65536-46083)%256; //定时器T0低8位重新赋初值
}
51单片机霍尔测速与PWM调直流电机转速快慢
最近后台有小伙伴留言,说能不能写一篇关于霍尔传感器测试马达速度的文章,他们导师给他们布置的毕业论文是关于霍尔传感器和PWM控制的。今天我就写一篇类似的文章,增加一点难度,LCD实时显示速度,希望你们看后能明白其中的原理,更希望你们有所收获。
文章可能稍微有点长,请小伙伴们耐心看完。
首先对PWM技术先进行一下说明
PWM-脉冲宽度调制技术,通过对微处理器输出的一系列数字脉冲宽度进行调制,等效地获得模拟电路所需的波形,从而实现对模拟电路控制的一种有效技术。采用PWM技术可以避免传统调速系统模拟电路容易随时间飘移、产生一些不必要的热损耗、以及对噪声敏感等缺点,并且PWM调速系统低速特性好,动态抗干扰能力强的特点.由此来实现直流电机的启动、停止、加速、减速、正转、反转以及速度的动态显示,并且大幅度提高了转速显示的精确性。好了我们开始正式的设计说明。
设计说明
1.本设计采用STC89C51/52 两种单片机(任选其一)作为主控制器
· 2.采用霍尔传感器非接触式测电机转速
· 3.LCD1602液晶显示当前的转速,转速单位为转/分(RPM)。和显示当前的pwm占空比0~100%。
· 4.电机的速度可以通过按键调整,也可以开始暂停,正转和反转。
项目试验功能及说明:
液晶屏第一行显示电机转速,第二行显示占空比,占空比数值越大,电机转速越快。
系统一共有6个按键,单片机附近的独立按键是系统的复位按键,按下单片机会复位。
下面一排是控制按键:
1键:加速键,可以短按,占空比加1,也可长按,占空比连续加;
2键:减速键,可以短按,占空比减1,也可长按,占空比连续减;
3键:正转切换键,按下后电机正转;
4键:反转切换键,按下后电机反转;
5键:开始暂停键,按一下开始,再按一下暂停。
项目试验元器件清单
1) 9*15万用板
2) STC89C51单片机
3) 40脚IC座
4) 1602液晶
5) 16p母座
6) 16p排针
7) 10k电阻*3
8) 1k电阻*5
9) 3v直流电机
10) 3*1万用板
11) 磁铁*2
12) 塑料管
13) 3144霍尔传感器
14) 4148二极管*4
15) 8050三极管*4
16) 8550三极管*2
17) 103排阻
18) 104独石电容
19) 10uf电解电容
20) 30pf瓷片电容*2
21) 12M晶振
22) 按键*6
23) 自锁开关
24) DC电源插口
25) 导线若干
26) 焊锡若干
27) USB电源线或电池盒
制作出来的实物:
单片机直流电机控制转速仿真原理图如下:
按键仿真功能图:
电路设计原理图:
PCB-LAYOUT图如下:
部分源代码:
#include <reg52.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
void displaym();
sbit en=P2^5; //1602 6管脚
sbit rs=P2^7; //1602端口 4管脚
sbit rw=P2^6;//lcd1602控制端口 5管脚
sbit num1=P1^0; //占空比加1
sbit num2=P1^1; //占空比减一
sbit num3=P1^2; //正传
sbit num4=P1^3; //反转
sbit num5=P1^4; //开始停止切换
sbit out=P3^4; //PWM输出用于正传
sbit out1=P3^7; //PWM输出用于反转
uint zhuansu,flag,z1,z2,m,flag_1,zheng,fan,kai;
void delay(uint z)//延时1ms函数
{
uint x,y;
for(x=0;x<z;x++)
for(y=0;y<110;y++);
}
void write_com(uchar com)//向1602写一字节(控制指令)
{
rs=0;
P0=com;
delay(5);
en=0;
delay(10);
en=1;
}
void write_data(uchar date)//向1602写一字节(数据)
{
rs=1;
P0=date;
delay(5);
en=0;
delay(5);
en=1;
}
void init()//初始化函数
{
en=0;
rw=0;
write_com(0x01); //lcd初始化
write_com(0x38); //5X7显示
write_com(0x0c); //关闭光标
TMOD=0x01; //定时器方式1
TH0=0xdc;
TL0=0x00; //定时器装入初值
EA=1; //开总中断
ET0=1; //定时器0开中断
TR0=1;
EX1=1;
IT1=1; //定时器启动
TH1=0xfc;
TL1=0x66;//定时100us
ET1=1; //定时器1开中断
TR1=1;
write_com(0x80);
write_data('V');
write_data(':');
write_com(0x87); //第一行显示转速
write_data('r');
write_data('p');
write_data('m');
write_com(0xc0);
write_data('z');
write_data('h');
write_data('a');
write_data('n');
write_data('k');
write_data('o');
write_data('n');
write_data('g');
write_data('b');
write_data('i'); //在第二行显示zhankongbi:
write_data(':');
displaym();
}
void keyscan() //键盘扫描函数
{
if(num1==0)
{
delay(5); //消除抖动
if(num1==0)
{
if(m<=199)
m++;
displaym(); //设定占空比加一
}
}
if(num2==0)
{
delay(5);
if(num2==0)
{
if(m>=1)
m--;
displaym(); //设定占空比减一
}
}
if(num3==0)
{
delay(5);
if(num3==0)
{
zheng=1; //正传标志置1
fan=0; // 反转标志置0
}
}
if(num4==0)
{
delay(5);
if(num4==0)
{
zheng=0; //正传标志置0
fan=1; // 反转标志置1
}
}
if(num5==0)
{
delay(5);
if(num5==0)
{
while(num5==0) ;
kai=1-kai;
}
}
}
void display()
{
write_com(0x82);
zhuansu=zhuansu*30; //将两秒内的计数乘以30得到转每分
if(zhuansu/10000!=0)
write_data(zhuansu/10000+0x30); //如果转速的万即第五位位不为0 正常显示否则显示空格
else
write_data(' ');
if(zhuansu/1000==0)
write_data(' ');
else
write_data(zhuansu%10000%1000+0x30); //如果转速小于1000 千位为空格 否则正常显示
if(zhuansu/100==0)
write_data(' ');
else
write_data(zhuansu%10000%1000/100+0x30); //如果转速小于100 百位为空格 否则正常显示
if(zhuansu/10==0)
write_data(' ');
else
write_data(zhuansu%10000%1000%100/10+0x30); //如果转速小于10 十位为空格 否则正常显示
write_data(zhuansu%10000%1000%100%10+0x30);
write_com(0xd0); //如果没有这句,当中断内的显示函数执行完,就会在转速的位置显示占空比数据,导致乱码
}
void displaym()
{
write_com(0xcb);
if(m/200%10!=0)
write_data(m/200%10+0x30); //如果占空比百位不为0则显示百位否则显示空格
else
write_data(' ');
if(m/200%10==0&&m/20%10==0)
write_data(' ');
else
write_data(m/20%10+0x30); //如果占空比小于10 十位正常显示 否则显示空格
write_data(m/2%10+0x30); //显示个位
}
void main()
{
flag_1=0;
m=100; //占空比为100
zhuansu=0; //转速初值0
flag=0;
zheng=1; //初始化电机正转动
fan=0;
init(); //初始化
while(1)
{
keyscan(); //键盘扫描程序
}
}
void int1()interrupt 2 //外部中断1脉冲技术记录电机的转速 电机转一圈zhuansu加一
{
zhuansu++;
}
void int2()interrupt 3 //定时器0显示转速
{
TH0=0xdc;
TL0=0x00;//定时10ms
flag++;
if(flag==200) //计时到达2s
{
display(); //显示转速
zhuansu=0; //转速重置0
flag=0;
}
}
void int3()interrupt 1 //产生PWM
{
TH1=0xff;
。。。。。。。。。。
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