电机转速采集装置设计

写在开头
在大学，我加入了一个实验室，对我影响很大，在这里，我结识了许多有着共同爱好的电子爱好者，也找到了一种学习的乐趣，也是在这里我开始接触了单片机（51单片机入门），因为之前没接触过，刚开始学的时候可谓是晦涩难懂，不过，在做了几个小的制作后还是感觉学这也是挺有趣味的，可见，任何事物，只要你善于发掘，并坚持不懈地走下去，总会有很大的收获。好了，话不多说，下面切入正题。
制作过程介绍
装置主要元件清单：51单片机，直流电机，电机驱动模块（我选用的是L298N电机驱动），小磁铁，霍尔元件模块，lcd1602等。
装置实现功能：lcd1602显示转速，单位为：r/min，精确到整数，数据刷新频率>=1。
单片机介绍：AT89C51是一种低电压、高性能CMOS 8位微处理器。AT89C51 提供以下标准功能：4k 字节Flash 闪速存储器，256字节片内数据存储器，32 个I/O 口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。

霍尔元件功能介绍：霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器。用它们可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。在本次制作中，我利用了霍尔元件的这个性质，把磁铁粘在电机的转轮上，利用电机转动时的磁场变化来使霍尔元件发生变化进而采集霍尔元件的变化数据来计算电机的转速，并用lcd1602直观的显示出来。当然，采用霍尔传感器也有一个弊端:在信号采样的时候，会出现采样不准确的情况，因为它是靠磁性感应来采集脉冲的，使用时间久了磁性会变小，影响脉冲的采样精度。
霍尔元件模块附图：

lcd1602显示液晶：1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。本次制作用它来显示电机转速。

PCB电路图：

程序相关：利用外部中断计数，定时器计时，进而利用逻辑运算计算出电机的转速。程序如下：

#include <reg51.H>
#include <intrins.h> 
#define uint unsigned int 
#define uchar unsigned char         
 
sbit rs=P2^6;    
sbit rw=P2^5;     
sbit e=P2^7;      

uint i,z,count,zhuan,msec;      
uchar display[]={"speed=     r/min"};     

void delay(uint ms) 
{  
	uint i,j;      //为延时引入i,j两参数  
	for (j=0;j<ms;j++)     //延时第一循环   
	for (i=0;i<120;i++);    //延时第二循环  
} 

void write_command(uchar command)
{
	rs=0;       
	rw=0;       
	P0=command;     
	delay(5);       
	e=1;      
	delay(5);     
	e=0;      
} 
void write_data(uchar data0) 
{
	rs=1;       
	rw=0;       
	P0=data0;     
	delay(5);      
	e=1;      
	delay(5);     
	e=0;      
}

void counter(void) interrupt 0 
{   
	EX1=0;       //关外部中断1  
	count++;  
	if(count==2)      //2次循环转一圈  
	{   
			count=1;     //初始化计数   
      z++;      //转圈计数加1 
  }      //计数+1  
  EX1=1;       //开外部中断1  
  return; 
} 							

void displaytolcd() 
{  
  write_command(0x80);     
  for (i=0;i<sizeof(display)-1;i++)   //循环要传输的字符个数次,每一次传一个字符  
{   
    write_data(display[i]);   
      delay(5);  
  } 
}
void Timer_0(void) interrupt 1 
{  
   TH0=0x65;      //50ms定时  
   TL0=0xF3;  
   msec++;  
   if(msec==20)      //50*20=1S  
{   
     displaytolcd();   
     msec=0;    
     zhuan=60*z;   
     z=0;  
} 
} 

void int_all() 
{  
	z=0;       //初始化z的值  
	count=0;      //初始化count的值  
	zhuan=0;      //初始化转的值  
	rw=0;         
	delay(15);      
	write_command(0x38);     
	delay(5);      
	write_command(0x0c);    
	delay(5);       
	write_command(0x01);     
	TMOD=0x01;      //内部中断定时器选择  
	TH0=0x66;      //50ms定时  
	TL0=0x50;  
	EA=1;        
	ET0=1;       
	TR0=1;       
	IT0=1;         
	EX0=1;       
} 

void  disp_count()
{  
	display[7]=(zhuan/1000+'0');    //转换转速的千位  
	display[8]=(zhuan/100%10+'0');    //转换转速的百位  
	display[9]=(zhuan/10%10+'0');    //转换转速的十位   
	display[10]=(zhuan%10+'0');    //转换转速的个位 
} 

void main() 
{  
   int_all();     //全局初始化  
   while(1)  
  { 
   disp_count();     //数据处理 
   displaytolcd();     //LCD显示  
  } 
} 

结语：每一个小小制作的背后，都是付出了很多时间和精力，但收获的知识也是很多的，在制作中，会让你发现自己的错误，在错误中成长，在错误中进步。