基于51单片机的直流电机转速测控系统设计.pdf

基于51单片机的直流电机转速测控系统设计—

内容提要：随着现代科技的不断进展，此刻的电子产品愈来愈多，在初期，电子产品一样是纯

硬件电路，没有利用单片机，电路复杂难以设计，也难以检查问题，随着微操纵技术的不断完善和

进展，集成芯片愈来愈多，单片机便出来了，换言之，单片机的应用是对传统操纵技术的一场革命。

具有划时期的意义。在电机操纵方面也是靠人的感觉，没有侧速和侧距的概念，以前人机界面一样

采纳LED数码二极管，随着LCD液晶显示器的显现，人机界面加倍人性化、智能化，它能显示数

字、汉字和图象，操纵LCD液晶显示器也很方便，电路设计也比较简单；加上单片机，组合实现

的功能也比较壮大，还可方便以后电路的升级与扩展。本文结合LCD显示、电机控速、红外侧距、

键盘操作等多种技术，实现了基于51单片机的电机转速测量操纵系统的设计。

本文从第二章方案论证与选择开始，就阐述了该系统的基本工作原理、所采用的相关技术

等，进而交代了电机转速测量控制的实现方法。最后重点阐述了LCD液晶显示和案键部分。该设

计经过测试，实现了在LCD上的菜单多级滚动显示，达到预期的设计效果。

基于该系统在LCD上实现菜单控制系统在电路图设计比较方便，主要分为四部分，电源

部分、安键部分、LCD显示部分和控制部分；较复杂的是在控制软件部分，软件控制部分分为三

部分，一部分是安键判断部分、菜单控制部分和显示部分。

关键词：单片机电机液晶显示器按键红外元件

目录

一、引言4

二、方案论证4

（一）基于嵌入式单片机的设计方案4

（二）基于EDA为核心的设计方案5

（三）方案选择5

三．结构设计5
（一）CPU控制模块6

（二）键盘模块7

（三）LCD液晶显示模块7

（四）电源模块8

（五）红外侧距模块9

（六）PWM电机控制模块9

四、各硬件模块设计9

(一)电源设计9

（二）键盘设计10

（三）LCD液晶显示设计11

（四）CPU硬件设计13

（五）时钟模块15

（六）红外测速模块15

（七）电机模块16

五、软件设计17

(一)初始化和主程序模块17

（二）按键模块19

（三）显示部分21

（四）电机程序设计说明35

六、测试报告35

七、总结38

八、附录38

参考文献59

1引言
直流电机监控系统是机电产品中的重要环节，其操纵性能反映了机电设备的操纵质量。灵活、

方便、准确、实时的监控需要对电机的转速信号进行测量和处置，以达到精准操纵转速的目的。

2系统整体设计

ARM／DSP／虽精度高、速度快，但设计复杂，价钱也一直居高不下。本系统采纳一种适用

于小容量存储器单片机(如PIC系列)系统且功能壮大的RTOS—Salvo。无需扩展大量的RAM和

ROM，而且实时性好。大大节省了本钱。系统选用PC机作为上位机，运用API函数及MSCOMM

控件实现运算机通信。PIC16F877A单片机及外围电路组成一个单片机系统。作为下位机。电路设

计包括PWM驱动、CCP捕捉、A／D模数转换、LCD液晶显示、和SPI串行通信和下位机双机

通信模块。系统整体框图如图1所示。

3Salvo系统简介

嵌入式实时操作系统Salvo具有占用系统资源少和功能壮大两大特点。
Salvo占用的系统资源
Salvo最大的特点是占用系统资源少，专门是占用存储器资源极少。它不但适用于51系列单
片机，也适用于存储器资源更少的PIC系列单片机。Salvo占用ROM资源取决于用户挪用的系统
函数，占用RAM取决于用户概念的变量、任务和事件的数量。以PIC16系列单片机为例，每一个
全局变量占10B，任务占5B，事件占3B。
Salvo功能和性能
Salvo是一个基于优先级任务切换、支持事件驱动的多任务嵌入式实时操作系统。Salvo共支
持16个任务优先级，且多个任务可共用一个优先级，任务按优先级高低切换，关于多个同一优先

级的任务则以时刻片循环方式(round-robin)切换。Salvo支持任务和事件的数量取决于RAM的大
小(Salvo默许支持255个任务、255个事件和255个消息队列)。Salvo内核要紧提供以下几类函
数供用户应用程序引用：
任务治理：提供任务成立、任务撤消功能；
时刻治理：提供任务延时函数功能；
信号治理：提供信号量成立、删除、等待、发出等功能；
消息治理：提供消息成立、删除、等待、发出等功能。
4系统硬件总述

通信部份要紧由两部份组成：单片机与PC机和PIC单片机之间的通信。PC机与下位单片机
间互传数据采纳串行异步通信方式。而PIC单片机之间的通信则采纳SPI总线，它是要紧用于处
置器和外设同步串行通信的4线接口。采纳同步时钟把串行数据以8位码的形