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课程设计说明书
学生姓名:马曙光学号:
学院:信息与通信工程学院
专业:电子信息科学与技术
题目:光电转速计的设计
指引教师:程耀瑜职称:专家
指引教师:李永红职称:讲师
年12月19日
中北大学
课程设计任务书
11/12年第一学期
学院:信息与通信工程学院
专业:电子信息科学与技术
学生姓名:马曙光学号:
课程设计题目:光电转速计设计
起迄日期:12月19日~1月6日
课程设计地点:主楼1318室,513教研室
指导教师:程耀瑜、李永红
系主任:程耀瑜
下达任务书日期:12月19日
课程设计任务书
:
在学****专业基本课和专业课的基本上,重要在电子仪器、微机综合设计与实践、单片机与A/D和D/A和光、计、电综合应用等几种方面开展实践活动,巩固所学知识、培养动手能力。
(涉及原始数据、技术参数、条件、设计规定等):
设计规定:
1、理解光开关对射式的工作原理及其特性
2、掌握使用光开关测量转速的原理及措施
3、完毕光电转速计的设计
〔涉及课程设计计算阐明书(论文)、图纸、实物样品等〕:
设计阐明书符合规定;
相应器件的工作原理;
系统工作原理图;
参照文献原文不少于3篇。
课程设计任务书
:
楼然苗 51系列单片机设计实例北京航空航天出版社 .3
唐俊翟单片机原理与应用冶金工业出版社 .9
马忠梅
刘瑞新单片机原理及应用教程 ***出版社 .7
吴国经单片机应用技术中国电力出版社 .1
:
;
;
,解决数据,并显示转速。
:
12月19日~12月23日:查资料
12月24日~12月31日:在指引教师指引下设计方案
1月1日~1月5日:学生完毕实验,指引教师辅导
完毕课程设计阐明书
1月6日:答辩
系主任审查意见:
签字:
年月日
目录
一、核心字……………………………………………………………………1
二、项目设计目的及技术规定……………………………………………1
1)设计目的………………………………………………………………1
2)技术规定………………………………………………………………1
三、项目设计方案论证………………………………………………………2
1)方案构造图……………………………………………………………3
2)方案论证………………………………………………………………3
3)程序流程………………………………………………………………5
4)电路图…………………………………………………………………6
四、项目设计成果分析……………………………………………………8
1)系统调试……………………………………………………………9
2)实验成果分析………………………………………………………9
3)元件清单……………………………………………………………9
五、程序清单…………………………………………………………………10
六、参照文献…………………………………………………………………13
一、核心字
光电转速计51单片机光电传感器
二、项目设计目的及技术规定
1)设计目的:
;
,并可用于实际项目;
,及其数据解决的过程;
。
2)技术规定:
:
1).设计完整的转速计智能产品;
2).运用光电传感器采集数据;
3).运用AT89C52作为MCU,解决数据,并显示转速。
:
.使用LCD1602显示信息;
.扩展计算里程功能,计算产品运营的距离;
.扩展外部存储器EEPROM,记录总行程。
报告规定:
1).根据设计的电路,用protel工具,画出完整的硬件电路图及PCB板图;
2).熟悉C51语言,用C51完毕系统的软件编程,完毕交通灯的控制程序;
3).按规定撰写课程设计报告。
三、项目设计方案论证
信息输出显示模块
单片机数据解决
(MCU)
信号采集模块
1)方案构造图:
按键控制模块
EEPROM存储数据
2)方案论证:

为使模块稳定工作,须有可靠电源。我们考虑了两种电源方案
方案一:采用独立的稳压电源。此方案的长处是稳定可靠,且有多种成熟电路可供选用;缺陷是各模块都采用独立电源,会使系统复杂,且也许影响电路电平。
方案二:采用单片机控制模块提供电源。改方案的长处是系统简要扼要,节省成本;缺陷是输出功率不高。
综上所述,我们选择第二种方案。

该模块分为两个部分:光电传感器部分和光脉冲信号整形部分。
光电传感器部分:
方案一:选用单光束反射式红外光电传感器(ST188),其特点是:采用高发射功率红外光电二极管和高敏捷度光电晶体管构成;其检测距离为4--
13mm。如右上图为ST188封装实物图AK为发光二极管,EC为光敏三极管。它具有较好的开关特性,使用于耦合电路,控制电路,及信号传递电路。
方案二:选用光敏电阻(P1201)作为光电传感器。其特点是:采用硅光材料感光技术,光敏电阻的阻值与其光强具有较好的线性关系;其检测距离为:3mm--20mm
如右上图为P1201实物封装;其电阻值随光强的增长而减小。光敏电阻广泛用于光源的检测,光照大小检测。
比较上述两种方案,运用光电对管ST188的开关特性,检测转盘转速比较容易实现,因此选择方案一。
光脉冲信号整形部分:
方案一:经电压比较器LM311,对光脉冲信号进行整形,得到一种较好的脉冲信号,在通过施密特触发器进行二次整形,以便于单片机辨认信号。此外,加一种电容进行滤波。
方案二:经电压比较器LM393,对光脉冲信号进行整形,再由两个与非门74LS00构成的RS触发器对信号进行滤波及二次整形。
对比两种方案,方案一较为经济,且实现以便,因此选择方案一。

按键是输入设备,是人为控制的核心因素。
方案一:运用矩阵按键,有多按键,输入以便,控制简朴。但矩阵按键挥霍CPU时间,影响工作效率。
方案二:一般单排按键,CPU扫描简便,效率较高,且易于控制。效率较矩阵按键有明显提高。
方案三:只用一种按键,运用其复用,可实现一种按键控制多种功能。效率高实现以便。
使用一种按键以便顾客控制,且节省成本。因此选择方案三。

显示里程需要记录数据,89C51系列片内没有EEPROM,因此,需要外接EEPROM。
方案一:选用并行EEPROM(2804),4K内存的EEPROM。并行EEPROM写入数据及读出数据速度快,但其可擦写次数少,不适宜用于记录里程。
方案二:选用串行EEPROM(AT24C02),2K内存的EEPROM。串行EEPROM使用的是总线技术,单片机模拟总线方式,可实现对串行EEPROM的读写操作。AT24C02可擦写次数达10万次左右,可用于更新数据快的产品。
综合上述两种方案,选择价格较低的串行EEPROM(AT24C02),较为合适。

显示模块是输出设备,是人机交互的重要环节。
方案一:选用开发板上的串行LED显示转速及里程,四位数码管显示的数据制约性比较大,无法实现显示多种信息。
方案二:选用LCD1602显示信息,LCD1602可显示2*16个字符。极大地满足了多信息输出的需要。
综合上述两种方案,因此选择方案二的LCD1602进行信息输出。
3)程序流程:
该产品系统程序分为四个部分:LCD驱动,EEPROM驱动,初始化,定期器及中断采样!各个部分具体程序流程图如下所示: