光电式转速表.doc

光电式转速表
武汉理工大学华夏学院
电子工程课程设计报告书
课程名称智能电子小产品课程设计
课程设计总评成绩学生专业班级电子信息工程 1071班
指导教师姓名
课程设计起止日期
一、课程设计项目名称
二、项目设计目的及技术要求
1. 设计目的:
;
,完成系统设计和调试,具有功能扩展和创新;
,画系统总体结构框图,用protel工具画硬件电路图,用DXP生成PCB版图;
;
5. 熟悉并学会使用keil编译器,对所编程序进行编译。
2. 技术要求:
,将光信号转换成电信号,设计相应的电路,输出脉冲波。
,并对PWM设置不同的占空比控制直流电机的速度。
,结合用C语言编出频率计数的程序,能够直接计出输出的脉冲波。
,由LED数码管显示出频率计数值。
武汉理工大学华夏学院智能电子小产品课程设计报告三、项目设计方案论证(可行性方案、最佳方案、软件程序、硬件电路原理图和PCB图)

方案一:采用步进电机
步进电机是一种能将电脉冲转化为角位移的器件,通过控制脉冲个数来控制角位移量,通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,其精确度高,但控制相对较繁琐。
方案一:采用直流电机
直流电机速度快,价格便宜,通过调节电流来改变速度,驱动电路简单,调速范围广,调速特性平滑。缺点是其转距小,带有大负载时很容易堵转,但是课程设计电机的负载不会很大,所以通过PWM调控,可以达到课设的要求。
综上所述, 决定采用方案二。
2. 电机驱动模块的选择
方案一:采用大功率三极管,二极管,电阻电容等元件搭建一个H桥,通过对各路信号放大来驱动电机,原理简单。但由于放大电路很难做到完全一致,当电机的功率较大时运行起来会不稳定,而且电路的制作也比较复杂。
方案二:采用L298N驱动芯片
L298N芯片是较常用的电机驱动芯片。该芯片有两个TTL/CMOS 兼容电平的输入,具有良好的抗干扰性能;其输出电压最高可达50V,可用单片机的I/O口提供信号,而且一块L298芯片可驱动两个减速电机,电路简单、易用、稳定,具有较高的性价比。
综上所述,决定采用方案二。

方案一:,每行16个字符,字符包括英文字符及阿拉伯数字。但其不能显示汉字。
方案二:使用数码管。利用串行通信方式和串入并出移位寄存器74LS164扩展输出接口,接四个七段数码管显示数据。虽然其硬件电路复杂,且只能显示单纯的数字,但是符合要求,且课设使用单片机扩展板已经给出完整的电路,并且可以直接使用。
综上所述,决定采用方案二。
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方案一: 采用反射式光电传感器。反射式光电传感器是红外发射管发出红外光,接收管根据反射回来的红外光强度的大小来计数。所以被测物的表面必须有黑白相间的部分用于接收和反射红外光。由于是反射式,必须安装在没有强光直接照射处,以免影响红外光的接收,传感器与被测物之间距离要在可测范围之内。方案二: 采用直射式光电传感器。直射式光电传感器是红外发射管发出红外光,接收管根据接收到红外光的个数来计数,发射管与接收管之间的距离已经固定。
综上所述,采用方案二。
系统设计与实现
系统总体设计
要实现光电式计数,并且能够显示速度大小,控制直流电机的启停和速度。选用STC89C52RC单片机,配合键盘和数码管作为入机接口,用单片机的P2口设计4*4矩阵键盘电路,用串行通信方式和串入并出移位寄存器74LS164扩展输出接口,接四个七段数码管显示数据。为了驱动直流电机,用L298N驱动芯片,设计出驱动电路图,,。直射式光电传感器输出电信号,。系统总体设计框图如下:
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系统总体框图
硬件设计与实现
1. 基本系统电路模块
基本系统使用STC89C52RC作为处理器,系统板上包括单片机芯片、串行接口电路、电源接口电路、发光二极管电路、用户程序下载开关、系统复位开关、INT0去抖动开关、T0去抖动开关、晶振电路。电路图见附录。

这两个模块由单片机扩展板提供,单片机扩展板包括,数码管接口电路、键