1、 智能装置课程设计智能装置课程设计 题题 目：智能电机测速仪目：智能电机测速仪 姓姓 名：名： 班班 级：级： 学学 号：号： 同组人：同组人： 一、一、 课程设计目的：课程设计目的： a) 深入了解 PIC16F877 单片机的工作原理，熟练掌握汇编语言程序设计方法，熟练 使用 MPLAB-ICD 仿真器及 MPLAB-IDE 仿真调试软件。 b) 通过该课程设计使学生初步掌握以单片机为核心的智能装置设计的简单原则、 步骤 和方法。 c) 熟悉智能装置设计中有关的硬件设计调试，如人机界面等。 d) 熟悉智能装置设计中相关软件的设计、编程和调试。 二、二、 课程设计内容：课程设计内容： a)
2、以 16F877 单片机为核心，结合给出的其他原器件和智能装置实验系统原有的内容 设计智能电机测速显示仪硬件电路。 b) 利用试验板提供的光电耦合器采集电机速度。 c) 将采集的速度值通过液晶显示器显示出来。 d) 将转速内容上传至计算机界面。 e) 利用 SPI 总线与 D/A 转换器，操控电机进行调速，使电机能够达到范围内的任何 要求转速。 三、三、 课程设计要求：课程设计要求： a) 根据实验指导书的设计内容及所给出的元件，设计智能电机测速显示仪硬件原理 图。 b) 按照设计好的硬件原理图在实验板上用导线搭建硬件电路。 c) 用万用表检查硬件电路连接是否正确，检查无误后上电并编制简单的测
3、试程 序分 步调试各部分功能。 d) 在各部分功能实现后， 编制完整的智能电机速度测试系统软件与调速软件， 并进行 软硬件联调，直到达到设计要求。 e) 按照设计内容要求测试仪表误差并做分析， 给出仪表精度， 完成后由教师进行验收 检查。 四、四、 课程设计设备课程设计设备 a) 仪器 i. MPLAB-ICD 模块与仿真头 ii. 智能装置实验系统 iii. 安装了 MPLAB-IDE 开发软件的计算机 iv. 数字万用表 v. 导线若干 b) 元器件 i. PIC16F877 芯片（6MHz 晶振） ii. LCD 显示屏（双行液晶单色显示，可显示汉字与字符） iii. 测速电机（转速范围
4、约在 02500 转，自带红外线光电开关测速，测速结果以 脉冲形式从电机的 1 口输出，电机转速由 dianji1 与 dianji2 两个端口的电位差 决定） iv. RS-232 串行总线接口（支持异步传输，波特率自定，11 与 12 两个端口分别为 发送和接收数据口） v. MAX515 芯片（12 位 D/A 转换器，输出电压对应 05V） vi. 可调电位器（用于纯测速程序的电机手动调速，调速电压 05V） 五、五、 课程设计硬件原理图：课程设计硬件原理图： 六、六、 课程设计硬件设计思路：课程设计硬件设计思路： 电机测速与调速，首先测速部分需要对电机测速脉冲引入 PIC 芯片，并进
5、行定时计数， 测定在一段时间内电机转了多少圈，以此推算电机的转速。固需要用到定时器与计数器，其 中使用 timer0 做计数器，timer1 做定时器，因此电机的 1 端引脚需要接 RA4。此外转速计 算结束后需要显示到 LCD 屏以及通过 SCI 通讯传送至电脑，其中 LCD 屏控制需要三条线， 由于不计划使用 SPI 总线传输（后面调速会占用）而采用手动时钟完成，所以使用任意三条 I/O 端口线即可，但 SCI 需要固定的 RC6 与 RC7，所以 RC6 需要接 RS-232 通讯模块的 11 端口，RC7 接 12 端口，LCD 则选用 RD0RD2 控制，其中 RD0 接 CS 端，
6、RD1 接 CLK， RD2 接 SID。最后，根据原理图要求，电机 7 端口接 dianji1 端口，dianji2 端口接地，此外 dianji1 端口还需要接上电位器，以实现与 dianji2 端口存在电位差且可调，再将所有元件的 电源和地接上，至此电机测速部分的接线完成。 电机调速部分的电路与测速部分的差别在于电机的接线，由于之前使用电位器手动调 速，现在需要改用 MAX515 输出的电压来调速，所以拔掉电位器，电机的 dianji1 端口接 MAX515 的 vout（即 7 端口） 。MAX515 的数据来源是 PIC 芯片，此处我使用 SPI 总线传输 方式来对 MAX515 进行数据传送，因此 MAX515 的两个时钟、数据输入端（SCLK、DIN） 需要接 SPI 总线传输的特殊端口 RC3 与 RC5， 其中 RC3 接 SCLK （即 2 端口） ， RC5 接 DIN （即 1 端口） ，CS 片选端则接任意 I/O 端口即可，我选择了 RC0 接 CS（即 3 端口） ，再将 515 的芯片电源和地接好，至此调速系统的接线完成。 七、七、 调试
