单片机控制电机转速并在LCD上显示

1、2、整体方案设计由于都念到y大四所以对做实验都有了定的认识，所以在刚开始吋就得做好对 实验的整体设计，使自己在做实验的过程中不至于盲目耗费时问。整体设计方案图如 閔不2-1。图1-1整体思路3、硬件设计布线硬件的设计最主要的就是用pretties进行硬件的仿真搭接，如下图示3_1。用脉冲形式代替光电耦合管测取转速。u2-ll.ibxtal1xtal2rstpolacopo.i.'aoir02acgp0.3acqpoa'aoipo-5'acep0.6ao6r0.7.'ad7p2.g刈 p2.1xa9 p? ; .vn p23a11 p2.<«a12

2、 p2.5a13 p2aa14 p2.7/a15paa-trfi p3.4/t0 is了i3flpoo3bgol33pot320 72425262728=s-lj"itnnzo2lp35»t1|at89c51lcd2oc7/j4x8c§g§is5ss5ssssdl22图2.1硬件电路图3.1硬件说明lcd系列屮文模块可以显示字母、数字符号、中文字型及图形，具有绘图及文字 画而混合显示功能。提供三种控制接口，分别是8位微处理器接口，4位微处理器接 口及串行接口(0cmj4x16a/b无串行接口)。所有的功能，包含敁示ram，字型产生 器，都包含在一个芯片里

3、面，只耍一个最小的微处理系统，就可以方便操作模块。内 置2m-位中文字型rom (cgrom)总共提供8192个中文字型(16x16点阵)，16k-位半 宽字型rom (hcgrom)总共提供126个符号字型(16x8点阵)，64 x 16-位字型产生 ram (cgram),另外绘图显示画而提供一个64x256点的绘图区域(gdram),可以和 文字画泥和姑示。提供多功能指令：画清除(display clear)、光标归位(return home)、显示打开/关闭(display on/off)、光标显示/隐藏(cursor on/off)、 显示宁符闪烁(display character

4、 blink)、光标移位(cursor shift)、显示移 位(displayshift)、垂直画面卷动(vertical line scroll)、反白显示(by line reverse display)、待命模式(standbymodc)。 本次课设所用0cmj4x8c的功能 有敁示中文字型、数字符号。主要参数：1、工作电压(vdd): 4. 55. 5v2、逻辑电平:2. 75. 5v3、lcd驱动电压(vo): 07v4、工作温度(ta): 055°c (常温)/-2075°c (宽温)保存温度(tstg): -10 65°c (常温)/_3085&#

5、176;c (宽温)。3.2外形尺寸3.2. 1 0cmj4x8c外形图说明资料如图2-2所示。图2. 2 0cmj4x8c外形尺寸图3.3模块引脚说明3.3.1便于使用0cmj4x8c (128x64)引脚，做了如表1所示说明。 表一引脚接线图引脚名称方向说明引脚名称方向说明1vssgnd (0v)11db4i/o数据42vddsupply voltage for logic (+5v)12db5i/o数据53v0supply voltage for lcd (悬空)13db6t/0数据64rs(cs)ih:data l:instruction code14db7i/o数据75r/w (st

6、 d)ih: read l:write15psbih:parallelmode l:serialmode6e (sclk )ienable signal,高 电平有效16nc空脚7db0i/o数据017/rstireset signal,低 电平有效8db1i/o数据118nc空脚9db2i/o数据219leda背光源正 极（+5v）10db3i/o数据320ledk背光源负 极（0v）注：0cmj4x8c_3/_6为减少背光电源对模块的干扰作了特别处理，背光电源焊盘 （20、21脚）与17脚间留了 2个焊盘（18、19脚）位置但并无焊盘和引脚引出； 背光电源的2条走线与其他走线间的间隔距离至

7、少保留y 2mm的爬电间隔。3.4资料传输与接口时序3. 4.1串行接口与串行传输资料当psb脚接低电位吋，模块将进入串行模式。从一个完整的串行传输流程来看， 一开始先传输启始字节，它需先接收到五个连续的”1"（同步位字符申），在启始 字节，此时传输计数将被重置并且串行传输将被同步，再跟随的两个位字符串分别指 定传输方向位（rw）及寄存器选择位（rs）,最后第八的位则为”0"。在接收到同 步位及rw和rs资料的启始字节后，每一个八位的指令将被分为两个字节接收到：较 高4位（db7db4）的指令资料将会被放在第一个字节的lsb部分，而较低4位 （db3db0）的指令资料则会被

8、放在第二个宁节的lsb部分，至于相关的另四位则都为oo3.4.2串行接口时序图mpu写资料到模块如图2-3所示。图2. 3串行接口吋序图3.4.3串行接口特性为丫更好的丫解lcd的工作特性我们可以从如图2-4所乐。i ac characteristics (1= 25wc i)» = 4.5serial mode interfacesymbolchi raclcristicstest conditionmin.卜.max.unitb：ien:ai clock operationijscosc frequencyr = 3skq470530590khzextenuil clock op

9、erationfeeextemal frequency470530590khzduty cycle4550%tr，t|:rbe-tall time-0.2hstscycserial clock cyclepine400nstsibvsclk high pulse widthpine200nstslwsclk low pulse widthpine200nstsdssid data setup timepins rw40nstsdhsid data hold timepins rw40nstesscs setup timepins rs60-nstcshcs hold rimepins rs60

10、ns阁2. 4串行接口特性3.5显示步骤3. 5. 1 显示资料 ram (ddram)显示数据ram提供64x2个字节的空间，最多可以控制4行16字(64个字) 的屮文字型显示，当写入显示资料ram吋，可以分别显示cgrom, hcgrom与cgram的 字型；本系列模块可以敁示三种字型，分别是半宽的hcgrom字型、cgram字型及中 文cgrom字型，三种字型的选择，由在ddkam中写入的编码选择，在0000h0006h 的编码中将选择cgram的g定字型，02117f11的编码中将选择半宽英数字的字型， 至于a1以上的编码将自动的结合下一个字节，组成两个字节的编码达成中文字型的 编码b

11、ig5 (a140d75f) gb(a1a0f7ff)，详细各种字型编码如下：1. 敁示半宽字型：将8位资料写入ddram中，范围为02h7fh的编码。2. 显示cgram字型：将16位资料写入ddram中，总共冇0000h, 0002h, 0004h, 000611四种编码。3. 显示中文字形：将16位资料写入ddram中，范围为a140iid75f11的编码(b1g5) , a1a0hf7ffh的编码(gb)。将16位资料写入ddram方式为透过连续写 入两个字节的资料来完成，先写入高字节(d15d8)再写入低字节(d7d0)。3.6直流电机的组成结构及工作原理直流电动机的组成结构是由直流

12、电源、直流电机、控制开关和调速器。直流电机 的工作原理不外乎就是一直流电源为驱动电机旋转，通过三极管的截止与导通起到开 关和调速的作用。具体操作为当直流电动机接上直流电源时，使用电位器旋转按钮控 制三极管集极的电压。当集极的电压小于死区电压时三极管截止；当集极电压人丁死 区电压时三极管导通；由于集极的电压大小不一样所以三极管的电压放大倍数也不一 样从而起到调速作用改变直流电动机的旋转速度。在选择控制三极管集电极与发射极 之间电压放大倍数吋，我也进过两种方案的比较。第一种方案是用电位器直接对三极 管进行控制；第二种方案是通过pwm进行控制。对于后者是对高电压的导通时问与 截止吋间进行控制，属于间

13、断性控制。但这种方案对直流电机有损害影响，减少电机 使用寿命。所以最后选择直接用电位器控制电机的转速。如图2-5所示电路图。vcc j3av-dcmotor图2.5直流电机电路图4、软件程序流程图根据现有的硬件进行软件设计，从而可以达到课程设计所需的要求，编写程序的 思路如图3-1所示。图3. 1软件流程图5、程序调试在木次课设所用程序中需要使用到逨度测取和计算w题。因此为了能更加准确测 得直流电动机的旋转速度，特意运用z我们所z解数字测速法来换算速度。在此对在 这儿种测速方法进行比较。这样就可以得到此次课程设计所要选择的最佳方案。5.1速度转换公式在电力拖动自动控制系统一运动控制系统中我们学

14、过如何测取直流电动机的 旋转速度。可以采用旋转编码器的数字测速万法来解决这个问题。数字测速方法前 有比较常用的三种：m法、t法和m/r法。5.1.1数字测速m法m法的测速原理为在一定时间t内测取旋转编码器输出的脉冲个数m,用以计算 这段吋间内的平均转速。把m除以t就可得到旋转编码器输出脉冲的频率f = m!t，所以又叫频率法。电动机每转一圈共产生z个脉冲（z=倍频系数x编码器光栅数），把f除以z就得到电动机的转速。在习惯上，吋间t以秒为单位，而转速是以每分钟 的转速r/min为单位，则电动机的转速为60mzt在上式屮，z和t均为常值，因此转速n正比于脉冲个数m。高速吋m大，量化 误差小，随着转

15、速的降低误差增大，转速过低时m将小于1，测速装置便不能正常工 作。所以m法测速只适用丁高速段。5.1.2数字测速t法t法的测逨原理为在编码器两个相邻输出脉冲的间隔吋间|a）,用一个计数器对已 知频率为f的高频脉冲进行计数，并由此来计算转速。在这里，测速时间缘于编码器输出脉冲的周期，所以乂称周期法。在t法测速中，准确的测速时问t是用所得的高频时钟脉冲个数m计算出来的，即r =则电动机转速为(2)60/zm高速吋m小，量化误差人，随着转速的降低误差减小，所以t法测速适用于低速 段与m法恰好相反。5. 1.3数字测速m/t法把m法和t法结合起来，既检测t时间内旋转编码器输出的脉冲个数m，又检测 同一

16、时间间隔的高频时钟脉冲个数m，用来计算转速，称作m/r法测速。设高频时钟脉冲的频率为f,则准确的测速时问t =而电动机转速为zm，釆用m/r法测速时，应保证高频吋钟脉冲计数器与旋转编码器输山脉冲计数器同吋幵启与关闭，以减小误差，只有等到编码器输出脉冲前沿到达吋，两个计数器才 同时允许开始或停止计数。由于m/r法的计数值队和礼都随着转速的变化而变化，高速时，相当于m法测速，最低速时，队=1，自动进入t法测速，因此，m/r法测速能适用的转速范围明敁 大于前w种，是口前广泛应用的一种测速方法。用单片机控制lcd显示直流电机转速编写程序如下:cs bitp1.0std bit pl. 1sclk bi

17、t pl. 2psb bit pl. 3res bit pl. 4el edwqu 20hdgao equ 21hstart equ 30h com equ 31h hdata equ 32h ldata equ 33h asc equ 34horg ooooh ljmp main org ooobii ljmp inito org 01oohmain:mov sp,#60h clr res setb res clr psb lcall lcdreset lcall hzkdismain1:lcall bcdmov a, r5movdwrt, amova, r4movdzhong,amova,

18、 r3movdgao, alcall erxinglcall hzkdis2movtlo, #00hmovtho, #4chmovth1,#omovtl1,#omovtmoi), #5insetbl etosetbi trosetbi trisetri ealcall clearj mpmain1clear:mova, #00hretlcdreset:lcall dl1msmov start,#0f8h mov com, #30h lcall lcdwrite mov com, #och lcall lcdwr1te mov com, #o1h lcall lcdwrite lcall dl1

19、ms mov com, #06h lcall lcdwrite retlcdwrite:mov a, com anla, #ofohmovhdata, amov a, com swap a anl a, #ofoii mov ldata,a mov a,start lcall sendbit lcall dl1ms mov a,hdata lcall sendbit lcall dl1ms mov a,ldata lcall sendbit lcall dl1ms rethzkdis:mov start, #0f8h mov com, #8011 lcall lcdwritemovmovdis

20、_1:movdis_2:m0vclrmovcmovlcalldptr, stab a, #00h r6, #6start, #ofaii aa,a+dptr com, a lcdwriteinc dptrclr amovc a, a+dptr mov com, a lcall lcdwrite inc dptr lcall dl40ms djnz r6, dis_2 retbcd:mov a, dwei mov r7, a mov a, dgaotobcd:aclrmovmovmovmoviib3:movrlcmovmovrlcmovmovaddcdamovmovaddcdamovmovadd

21、cmovdjzretr3, ar4, a r5, a r2,#10ha, r7 ar7, a a, r6 ar6, a a, r5 八，r5 ar5, a a, r4 a, r4 ar4, a a, r3 a, r3 r3, a r2, hb3;bcd码初始化:转换双字节十六进制整数j人高端移出待转换数的一位到cy屮;bcd码带进位自身相加，相当于乘2:十进制调整;双字节十六进制数的万位数不超过6,不用调整 ;处理完16biterxing:mov start, #0f8h mov com, #93h lcall lcdwrite mov start, #ofahmovdptr, #tab2mo

22、va, dweimovca, a+dptrmovcom, alcalllcdwritelcalldl1msmovstart, #0f8hmovcom, #9211lcalllcdwritemovstart, #oeahmovdptr, #tab2mova,dzhongmovca,a+dptrmovcom, alcalllcdwritelcalldl1msmovstart, #0f8hmovcom, #91hlcalllcdwritemovstart, #oeahmovdptr, #tab2mova, dgaomovca, a+dptrmovcom, alcalllcdwritelcalldl1msrethzkdis2:movstart, #0f8hmovcom, #94hlcalllcdwritemovdptr,