摘 要随着我国现代科学信息技术和社会经济的快速稳定和健康发展，电子信息技术己经潜移默化地深入到人们日常生活的每一个领域尤其是每一个人对生活需求中。现代科技的不断进步，各个领域对测速系统的应用越来越多，同时也对测速精度的要求日益苛刻。本次毕业设计为直流电机红外光电测速系统，主要由MCU、电机驱动模块、电机电源模块、LCD1602显示模块、光电测速模块，电源开关模块等组成。采用电机驱动，将电机转速控制和光电测速相结合，设计出光电测速电路和软件。通过实物制作，结合易维护，安全可靠，使用方便，可拓展的设计理念，设计一套个性化、人性化的普遍适用光电测速系统。摘 要 iii
目 录
Abstract iv
一、引 言 1
（一）研究目的和意义 1
（二）研究的目标和内容 1
二、系统硬件系统分析设计 3
（一）电路设计思路 3
（二）STC89C52单片机核心系统电路设计 4
（三）5V电源电路设计 6
（四）LCD1602液晶显示模块电路设计 7
（五）5V直流电机调速电路设计 9
（六）CXGO光电槽型光耦传感器模块电路设计 10
三、51单片机系统软件设计 12
（一）软件设计思路 12
（二）keil UV4软件介绍 13
（三）STCISP程序烧录软件介绍 13
（四）CH340串口程序烧写模块介绍 14
四、实物制作与调试 17
五、设计总结与展望 18
（一））未来展望 19
参 考 文 献 21
致 谢 22
附录一 原理图 23
附录二 PCB图 24
附录三 元器件清单 25
附录四 源代码 26
一、引 言
（一）研究目的和意义
目前，随着航天，工业，交通的各个领域的测速系统广泛应用。现代社会的巨大变革和发展严重影响了我们的生活水平和生活节奏，经济、科技的发展带动了人文社会的进步和改变，同时，为了让生活更加的便捷，科技在我们日常生活中所占的 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: &351916072& 
比例愈来愈大，达到了井喷式的状态。在这个大背景下，科技的自动化、智能化、无人化成为了现代潮流，这在智能手机、智能音箱、智能家庭管家等都有相关体现和运用。应用于各个场合的不同的测速方法不断产生，如在公路上使用的测速方法有激光测速仪，雷达测速仪。雷达测速仪的精度虽然高，但是设备体积大且使用成本高。激光和照相测速虽然简单直观，但是设备的制造工序繁琐。转速是电机的一个重要的指示参数。在运动控制的测控中，对交直流设备的速度监控，就需要对电机转速测量。目前的测速系统可以分成2钟测速方式，模拟电路测速和数电测速。由于信息技术的快速发展，和计算机的应用范围越来越广，出现了以计算机为基础配有测速硬件系统的测速装置。而目前情况，测速仪表还存在许多关键问题没有解决。这些问题集中起来主要有设备昂贵，设备需要定期维护，存在漏电隐患。在生产力的不断发展下，测速仪表也会愈加趋于完善。这样的测速系统使用灵活，使用范围广，相较其他的测速系统，有着独一无二的优越性。本文提出的直流电机红外光电测速系统，制作成本低，精度高，测量可靠性高，容易携带，直观性好。
（二）研究的目标和内容
51单片机直流电机红外光电测转速电位器调速系统
本系统由51系列单片机、LCD液晶显示器、光电测速器以及电源组成。
1、通过光电传感器测速，光电传感器检测上的孔数，通过遮光的次数和时间从而知道了轮盘转了多少周。
2、LCD1602液晶实时显示转速。
本论文根据上面部分，分成以下章节：
第一章引言介绍了红外光电测速的研究目的和意义，以及当前的现状分析。通过本章的内容可知，红外光电测速的现实使用意义。总体设计介绍了红外光电测速的具体现实需求，并且要根据这些需求设计整个系统，选取系统电路需要的电子元器件，以及元器件的主要性能和优势。
第二章硬件设计方案对整体电路的框架分析，各个模块的电路设计应当按照各个传感器的工作原理和电路接口设计。
第三章软件设计方案对系统整体功能进行分析，选择合适的开发语言，列出程序的流程图。对部分关键部分的代码进行分析，最后给出整体的运行结果。
第四章总结与展望部分主要为对本课题的总结，对整个设计过程中的问题总结，和问题解决方式的分析。
二、系统硬件系统分析设计
（一）电路设计思路
（1）总体思路。设计硬件电路，首先对系统电路整个要实现的功能进行分析，好的开头是成功的一半。这样在后面的硬件设计中就按照需要实现的功能去设计功能电路。确定电路中的一些电路参数，然后根据参数选择合理的器件。
（2）理解电路。在电路整体功能都有初步了解后，了解电路的细节就会轻松很多。既能提高对电路的认识能力，又能在理解电路的同时检查电路的未被发现的错误。
（3）原理图库建立。在原理图放置元件，必须得建立电路元件的图形库。并且以电路元件的图形形式来代表，需要画出所有器件的原理图，保存在原理图库中，可以根据Proteus中元件的模样画出每个器件的原理图库。所有需要的元件都有原理图后，就可以放在在原理图上了。
（4）把已经购买的元件量出尺寸大小和引脚的位置，根据这些数据画出该元件的PCB封装。做完这一步，我们就可以对原理图的相应器件的对应PCB封装。
（5）用原理图生成PCB，进行DRC检查，检查错误的引脚就要修改该元件的PCB库或原理图库的引脚，检查通过后会直接切换到PCB界面，并且所有的器件PCB都会出现，引脚间有对应网络的飞线。
（6）接下来进行元件布局。布局影响布线，不合理的布局使得布线更复杂，高频高压器件之间的影响。哪些元器件该摆正面，哪些元件该摆背面，都要有所选择和思考，这里根据设计需要所有器件就不放底面了，而且没有太大的元件距离要求，其实自己画了原理图，明白所有元件功能，自然对元件摆放有清楚的认识。然后确定板框大小，用keepout线画个板框，要根据所需要的板子大小考虑板长，板宽，该设计并没有对板框有特别限制，所以这里采用尽量小的面积，以节省成本。

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