基于AT89S52單片機(jī)的LCD數(shù)字測速儀的設(shè)計(jì)

本文格式為Word版，下載可任意編輯——基于AT89S52單片機(jī)的LCD數(shù)字測速儀的設(shè)計(jì)在現(xiàn)代工業(yè)測量中，轉(zhuǎn)速的測量顯得分外重要。本文基于AT89S52單片機(jī)，利用OPTC光斷續(xù)器和LCDl602液晶顯示屏，對數(shù)字測速儀舉行設(shè)計(jì)。

1硬件布局設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為主操縱模塊、電源電路、LCD顯示模塊、信號輸入模塊、晶振電路、復(fù)位電路幾個(gè)模塊，系統(tǒng)布局框圖如圖1所示。其中主模塊采用AT89S52單片機(jī)，信號輸入主要采用OPTC光斷續(xù)器。

(1)AT89$52單片機(jī)。AT89S52單片機(jī)是一種低功耗、高性能CMOS8位微操縱器，具有8K的系統(tǒng)可編程Flash存儲器。設(shè)計(jì)采用AT89S52作為系統(tǒng)的操縱芯片，它的優(yōu)點(diǎn)是體積小、抗干擾才能強(qiáng)、價(jià)格低廉、穩(wěn)當(dāng)性高、生動性好、開發(fā)較為輕易。

(2)OPTC光斷續(xù)器。OPTC光斷續(xù)器即光電開關(guān)。其工作原理是利用被檢測物對光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測物體的有無。物體不限于金屬，全體能反射光線的物體均可被檢測。將其輸入電流在放射器上轉(zhuǎn)換為光信號射出，接收器再根據(jù)接收到的光線的強(qiáng)弱或有無對目標(biāo)物體舉行探測。多數(shù)選用波光接近可見光的紅外線光波型。

光電開關(guān)可分為：對射式光電開關(guān)和槽式光電開關(guān)。設(shè)計(jì)采用對射式光電開關(guān)，這種光斷續(xù)器具有以下特點(diǎn)：體積小、穩(wěn)當(dāng)性高，外圍電路少，能與TTL、LSTYL、CMOS器件直接連接，工作電壓范圍大(Vcc=4.5～16V)。

2硬件工作原理

電路以AT89S52芯片為核心，充分利用單片機(jī)的運(yùn)算及其操縱功能，并采用主控模塊、信號輸入模塊、電源電路、復(fù)位電路、晶振電路等各模塊，通過系統(tǒng)化LCD顯示模塊實(shí)時(shí)顯示所測速度的數(shù)值。設(shè)計(jì)以O(shè)PTC光斷續(xù)器作為信號源，OPTC光斷續(xù)器將發(fā)光片面的GaAs紅外光二極管和感光片面的光電二極管以及信號處理電路集成在一塊芯片上。當(dāng)輪子轉(zhuǎn)動一周時(shí)，OPTC光斷續(xù)器那么產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)信號，再將產(chǎn)生的感應(yīng)信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號輸入單片機(jī)中，再經(jīng)過數(shù)據(jù)的運(yùn)算處理后便得到該輪子的實(shí)際速度。

3程序流程圖

主程序流程圖如圖2所示。設(shè)計(jì)以AT89S52芯片為核心，充分地利用單片機(jī)的運(yùn)算及其操縱功能，選擇設(shè)置單片機(jī)的定時(shí)器1的工作方式，利用中斷優(yōu)先依次，把LCDl602初始化，從而使LCDl602清屏和設(shè)置LCDl602的工作方式。當(dāng)OPTC光斷續(xù)器每接收一個(gè)低電平，即輪子每轉(zhuǎn)一圈所產(chǎn)生的低電平，觸發(fā)單片機(jī)外部中斷定時(shí)器1啟動，從而產(chǎn)生一個(gè)外部中斷信號。同時(shí)也計(jì)算下一次外部中斷到來前的時(shí)間間隔，即測量每個(gè)周期的時(shí)間。該設(shè)計(jì)采用多倍周期取平均值的方法精確每個(gè)周期的時(shí)間。根據(jù)一個(gè)周期的時(shí)間與速度的關(guān)系將測量到的周期時(shí)間轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。再將采集到的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)通過單片機(jī)顯示在LCDl602液晶顯示模塊上。

4仿真過程

設(shè)計(jì)完硬件電路之后，用Proteus軟件舉行仿真。Proteus不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還是目前最流行的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。仿真的概括步驟如下：

(1)創(chuàng)造一個(gè)新的Proteus仿真工程并保存；(2)查找并放置元件。在Proteus軟件的元件庫里找出AT89S52、OPTO光斷續(xù)器、LCDl602、排阻、電阻、晶振、電容、按鍵等元件，并分別放置在適合的位置；(3)連線和放置網(wǎng)絡(luò)。將元件和元件對應(yīng)的管腳用導(dǎo)線連接，走線麻煩的那么放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽；(4)用Keil軟件編譯已經(jīng)寫好的程序并生成一個(gè)“HEX”格式的文件。將生成的HEX格式文件導(dǎo)入到Proteus軟件上的AT89S52單片機(jī)上；(5)運(yùn)行仿真。點(diǎn)擊按下F5按鍵，舉行仿真。(6)將仿真通過的仿真文件保存。

5調(diào)試結(jié)果及故障擯棄

按照仿真結(jié)果和設(shè)定方案舉行焊接與檢測。但做出成品后察覺OPTC的靈敏度不高，不能很好的根據(jù)速度的變化而舉行變化。由于缺乏閱歷，做設(shè)計(jì)的時(shí)候只按照設(shè)計(jì)方案，沒有很好地列出可能展現(xiàn)的問題和解決方法。所以當(dāng)將程序燒人焊接完成的芯片后，舉行了一次檢測，察覺OPTC光斷續(xù)器的靈敏度不高，不能很好的跟隨速度數(shù)值變化而跟隨變化。用仿真圖試著將各參數(shù)的數(shù)值舉行適當(dāng)?shù)淖兓?，最終察覺是連接OPTC光斷續(xù)器的電阻數(shù)值的問題。通過在實(shí)物上更換不同電阻數(shù)值的電阻(比原電阻數(shù)值小)，終究在接入1K電阻的時(shí)候能夠更好的增大反射電流，提高OPTC光斷續(xù)器的靈敏度，從