设计与开发

51单片机转速 单片机电机转速表设计

小编 2024-11-28 设计与开发 23 0

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;

。。。。。。。。。。

…………限于本文篇幅有限 只能写部分代码,需要完整代码请留言或者私信…………

最后,如果有什么意见或者建议欢迎直接给我留言,让我们共同学习一起进步,

如果需要完整代码或设计文件,请在下方留言或者私信我,看到后会第一时间回复。

谢谢!

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