电子与信息工程学院
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题目 基于单片机的测速仪的设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
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摘 要
转速是电器运行过程中的一个重要监测量，目前国内外常用的转速测量方法有离心式转速表测速法、闪光测速法、对射式测速法和霍尔元件测速法等。通过对现行风扇测速方法的研究发现离心式转速表由于要直接与风扇转轴连接，在实际测量中有困难，所以在风扇的测速中使用受到限制。
本文介绍了一种基于AT89S52单片机的光电开关转速测量系统来测量风扇转速设计。系统采用对射式光电开关产生与扇叶相对应的脉冲信号，使用AT89S52单片机采样脉冲信号并计算每分钟内脉冲信号的数目，即风扇对应的转速值，最终系统通过数码管实时显示风扇的转速值。经过仿真测试，本系统满足设计要求，且结构简单、实用。系统在降低测速器成本，提高测速稳定性及可靠性等方面有一定价值，具有广泛的应用前景。
关 键 词：单片机；转速测量；光电开关
ABSTRACT
Speed is an important monitoring of various types of motor running at home and abroad speed measurement method the centrifugal tachometer Velocimetry, flash Velocimetry Velocimetry radio and Hall components velocimetry method. The current fan speed method centrifugal tachometer directly connected with the fan shaft, in the actual measurement difficulties, limited use in the motor tachometer.
This article describes a design based on AT89S52 Microcontroller optical switching speed measurement system to measure fan speed. The system uses a pulse signal corresponding to the fan-beam photoelectric switch, using AT89S52 MCU sampling pulse signal and calculate the number of pulse signals per minute, the motor speed value, the final system in real time by digital tube display fan speed value. After the simulation test hardware, the system meet the design requirements, the structure is simple and practical. Reduce the cost of the tachometer, the stability and reliability of the gun has some value, has broad application prospects.
KEY WORDS: SCM; speed measurement;photoelectric switch
目 录
11 绪论
11.1 国内外发展情况
21.2 课题研究的目的
21.3 系统研究的内容及其组成
52 系统设计原理
52.1 AT89S52单片机介绍
52.1.1 主要性能
52.1.2 引脚功能
82.1.3 定时/计数器的结构
82.1.4 定时/计数器的控制
92.1.5 中断控制
102.2 光电传感器
102.2.1 光电开关工作原理
112.2.2 光电开关的分类
112.2.3 光电开关的特点
122.3 LED显示接口技术
122.3.1 输入和处理LED显示器的结构
122.3.2 数码管的显示方式及其特点
153 硬件系统设计
153.1 测速信号采集及其处理
153.1.1 转速测量原理
153.1.2 信号处理电路
163.2 单片机处理电路设计
173.2.1 时钟电路
173.2.2 复位电路
183.2.3 定时与计数设计
193.3 显示部分
214 软件设计
214.1 语言的选用
214.2 程序设计流程图
234.3 程序源代码
234.4 系统的原理图
255 系统仿真
255.1 程序编译
255.2 电路仿真
276 结论与展望
276.1 结论
286.2 展望
29致 谢
31参考文献
33附录A
37附录B
即可）：
1 绪论
随着超大规模集成电路技术提高，尤其是单片机[1]应用技术以其功能强大，价格低廉的显著特点，使全数字化测量转速系统得以广泛应用。本文在此基础上，对全数字测量转速系统的硬件和编程作一探讨。
单片机突出的特点是体积小，功耗低，抗干扰性好，可靠性高，有较强的模拟接口，代码保密性好，因而得到了广泛的应用[2]。另外其较少的指令及较强的实用功能更为许多初学者之首选品牌。单片机指令少，PIC中低档系列单片机共有35条指令，非常有利于易记忆和掌握，指令为单字节，占用程序存储器的空间小，而且中档系列单片机每一条指令为14位，前6位存操作指令，后8位存操作数。大部分芯片有其兼容的FLASH程序存储器的芯片，支持低电压擦写，擦写速度快，允许多次擦写，程序修改方便。基于单片机以上特点使其在现代工业占据了举足轻重的位置。其中利用单片机设计测速系统就是特例之一[3]。
1.1 国内外发展情况
转速是各类电器运行中的一个重要物理量，如何准确、快速而又方便地测量转速，极为重要。目前国内外常用的转速测量方法有离心式转速表测速法、闪光测速法、对射式光电传感器测速法和霍尔元件测速法。
(1)离心式转速表测速法
离心式转速表是利用离心原理制成的测速仪表，可以直接读出转速。测转速时，转速表的端头要插入电机转轴的中心孔内，并使转速表的轴与电机的轴保持同心，不可上下左右偏斜，否则易将表轴扭坏，并影响准确读数，而且转速表要间歇使用，以减少磨损和发热。如果要改变量程，还要将转速表取出停转后再改变量程。
(2) 闪光测速法
闪光测速法是利用可调脉冲频率的专用电源施加于闪光灯上，将闪光灯的灯光照到风扇转动部分(可在风扇一片扇叶上粘贴一张标记纸片)，当调整脉冲频率使其与标记纸片相对静止不动时，此时脉冲的频率是与电机转动的转速是同步的。若脉冲频率为f，则风扇的转速为n=60f(r／min) 。
(3) 对射式光电传感器测速法[4]
当不透光的物体挡住发射与接收之间的间隙时，开关管关断，反之打开。将光电传感器放在风扇的两侧，注意两个口一定要对好，当风扇转动时，如果叶片遮住光电光电传感器，则关断，如果没有遮住则打开，这样就形成很多个脉冲，再将这些脉冲输入给单片机进行处理，通过计算后，再将转述显示在数码管上。
(4) 霍尔元件测速法[5]
霍尔元件测速法是利用霍尔开关元件测转速的。霍尔开关元件内含稳压电路、霍尔电势发生器、放大器、施密特触发器和输出电路。输出电平与TTL电平兼容，在电机转轴上装一个圆盘，圆盘上装若干对小磁钢，小磁钢越多，分辨率越高，霍尔开关固定在小磁钢附近，当电机转动时，每当一个小磁钢转过霍尔开关，霍尔开关便输出一个脉冲，计算出单位时间的脉冲数，即可确定旋转体的转速。
在这四种测速方法中，离心式转速表测速法的测速仪表，容易得到，如果用于测量电机转速会很方便，但是在实现测量风扇的转速时有一定的难度（除非在风扇的转轴上打一个孔，而且要保证转速表的端头固定良好）。同样由上面介绍知道，霍尔元件测速法对于测量电机转速比较方便，但是在测量风扇的转速时，由于风扇叶片一般是塑料做的，这样就使小磁钢无法与叶片固定良好，从而难以实现对其转速的测量。闪光测速法实际应用不广泛，主要是光源的问题。本课题研究的是其中的对射式光电传感器测速法。
1.2 课题研究的目的
转速是工程中应用非常广泛的一个参数， 其测量方法较多，而模拟量的采集和模拟处理一直是转速测量的主要方法，目前这种测量方法已不能适应现代科技发展的要求。随着大规模及超大规模集成电路的发展，使得全数字测量仪器越来越普及，其转速测量仪器也可以用全数字化处理。在测量范围和测量精度方面都有很大提高。因此，本次设计的目的是：对各种测量转速的方法加以分析，针对不同的应用环境，利用AT89S52系列单片机设计一种全数字化测速仪器，并从提高测量精度的角度出发，分析讨论其产生误差的可能原因，为今后的实际使用提供参考。本设计以单片机为中心，设计全数字化测速仪器，这在工业控制和民用电器中都有较高的使用价值。其次该转速测量仪器由于采用全数字化结构，因而可以很方便的和工业控制计算机进行连接，实行远程管理和控制，进一步提高现代化水平，而且，几乎不需要做较大的改变就能作为单独的产品使用。总之，转速测量仪器的研究是一个非常有意义的课题。
1.3 系统研究的内容及其组成
本文针对风扇的转速进行测量，以单片机为核心对光电开关产生的数字信号进行运算，从而测得风扇的转速，然后用数码管把风扇的转速显示出来。即通过光电开关将风扇的转数转换成0，1的数字量，只要风扇每旋转一周，产生一个或固定的多个脉冲，并将脉冲送入单片机中进行计数和计算，就可获得转速的信息。
系统主要由AT89S52单片机处理系统、风扇、传感器检测单元[6]、信号处理单元和显示系统等几个部分组成，如图1-1所示:
SHAPE \* MERGEFORMAT
图1-1 系统组成框图
2 系统设计原理
2.1 AT89S52单片机介绍
AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提 供高灵活、超有效的解决方案。因AT89S52与AT89C52基本通用，这里在仿真中采用的是AT89C52单片机[7]。
2.1.1 主要性能
(1)与MCS-51单片机产品兼容
(2)8K字节在系统可编程Flash存储器
(3)1000次擦写周期
(4)全静态操作：0Hz～33Hz
(5)三级加密程序存储器
(6)32个可编程I/O口线
(7)三个16位定时器/计数器
(8)八个中断源
(9)全双工UART串行通道
(10)低功耗空闲和掉电模式
(11)掉电后中断可唤醒
(12)看门狗定时器
(13)双数据指针
(14)掉电标识符
2.1.2 引脚功能
引脚图如图2-1所示
图2-1 AT89S52引脚图
VCC : 电源
GND : 地
P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。
P1口：P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P1输出缓冲器能驱动4个
TTL逻辑电平。对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流。此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX）。在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节，如表2-1所示：
表2-1 P1口引脚功能
引脚号
第二功能
P1.0
T2（定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出
P1.1
T2EX（定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制）
P1.5
MOSI（在系统编程用）
P1.6
MISO（在系统编程用）
P1.7
SCK（在系统编程用）
P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX @DPTR）时，P2口送出高八位地址。在这种应用中，P2口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址（如MOVX @RI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。
P3口：P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，p2输出缓冲器能驱动4个TTL 逻辑电平。对P3端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流。P3口亦作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号，如表2-2所示：
表2-2 P3口引脚说明
引脚号
第二功能
P3.0
RXD（串行输入）
P3.1
TXD（串行输出）
P3.2
INT0(外部中断0)
P3.3
INT0(外部中断0)
P3.4
P3.5
T1（定时器1外部输入）
P3.6
WR(外部数据存储器写选通)
P3.7
RD(外部数据存储器写选通)
RST: 复位输入。晶振工作时，RST脚持续2个机器周期高电平将使单片机复位。看门狗计时完成后，RST 脚输出96个晶振周期的高电平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能无效。DISRTO默认状态下，复位高电平有效。
ALE/PROG：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8 位地址的输出脉冲。在flash编程时，此引脚（PROG）也用作编程输入脉冲。在一般情况下，ALE以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用。然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时，ALE脉冲将会跳过。如果需要，通过将地址为8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作将无效。这一位置“1”，ALE仅在执行MOVX或MOVC指令时有效。否则，ALE将被微弱拉高。这个ALE使能标志位（地址为8EH的SFR的第0位）的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。
PSEN：外部程序存储器选通信号（PSEN）是外部程序存储器选通信号。当AT89S52从外部程序存储器执行外部代码时，PSEN在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存储器时，PSEN将不被激活。
EA/VPP：访问外部程序存储器控制信号。为使能从0000H到FFFFH的外部程序存储器读取指令，EA必须接GND。为了执行内部程序指令，EA应该接VCC。在flash编程期间，EA也接收12伏VPP电压。
XTAL1：振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。
XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。
2.1.3 定时/计数器的结构
定时/计数器的实质是加1计数器（16位），由高8位和低8位两个寄存器组成。TMOD是定时/计数器的工作方式寄存器，确定工作方式和功能；TCON是控制寄存器，控制T0、T1的启动和停止及设置溢出标志。定时/计数器结构如图2-2所示：
图2-2 定时/计数器的结构
2.1.4 定时/计数器的控制
AT89S52单片机定时/计数器的工作由两个特殊功能寄存器控制。TMOD用于设置其工作方式，TCON用于控制其启动和中断申请。
1.工作方式寄存器TMOD
工作方式寄存器TMOD用于设置定时/计数器的工作方式，低四位用于T0，高四位用于T1。其格式如表2-3所示：
位号
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
符号
GATE
C/T
M1
M0
GATE
C/T
M1
M0
表2-3 TMOD格式
GATE：门控位。
GATE＝0时，以运行控制位TRX(X=0，1)来启动定时/计数器运行；
GATE＝1时，要用软件使TR0或TR1为1，同时外部中断引脚或也为高电平时，才能启动定时/计数器工作；
C/T：计数器模式和定时器模式选择位
C/T=1时，选择计数器模式，计数器对外部输入引脚T0（P3.4）或T1（P3.5）的外部脉冲计数；
C/T=0时，选择定时器模式。
M1M0：工作方式设置位。定时/计数器有四种工作方式，由M1M0进行设置，如表2-4所示：
表2-4 TMOD工作方式
MI M0
工作方式
功能
0 0
工作方式0
13位计数器
0 1
工作方式1
16位计数器
1 0
工作方式2
自动在装入8位计数器
1 1
工作方式3
定时器0：分成两个8位计数器
定时器1：停止计数
2.控制寄存器TCON
TCON的低4位用于控制外部中断，已在前面介绍。TCON的高4位用于控制定时/计数器的启动和中断申请。其格式如表2-5所示：
表2-5 TCON的格式
位
7
6
5
4
3
2
1
0
字节地址：88H
TF1
TR1
TF0
TR0
IE1
IT1
IE0
IT0
TCON
TF1（TCON.7）：T1溢出中断请求标志位。T1计数溢出时由硬件自动置TF1为1。CPU响应中断后TF1由硬件自动清0。T1工作时，CPU可随时查询TF1的状态。所以，TF1可用作查询测试的标志。TF1也可以用软件置1或清0，同硬件置1或清0的效果一样。
TR1（TCON.6）：T1运行控制位。TR1置1时，T1开始工作；TR1置0时，T1停止工作。TR1由软件置1或清0。所以，用软件可控制定时/计数器的启动与停止。
TF0（TCON.5）：T0溢出中断请求标志位，其功能与TF1类同。
TR0（TCON.4）：T0运行控制位，其功能与TR1类同。
2.1.5 中断控制
CPU对中断系统所有中断以及某个中断源的开放和屏蔽是由中断允许寄存器IE控制的，如表2-6所示：
表2-6 中断允许寄存器IE格式
位
7
6
5
4
3
2
1
0
字节地址：88H
EA
ES
ET1
EX1
ET0
EX0
IE
EX0(IE.0)：外部中断0允许位；
ET0(IE.1)：定时/计数器T0中断允许位；
EX1(IE.2)：外部中断0允许位；
ET1(IE.3)：定时/计数器T1中断允许位；
ES（IE.4)：串行口中断允许位；
EA (IE.7)： CPU中断允许（总允许）位。
2.2 光电传感器
目前，光电开关已被用作物位检测、液位控制、产品计数、宽度判别、速度检测、定长剪切、孔洞识别、信号延时、自动门传感、色标检出、冲床和剪切机以及安全防护等诸多领域。此外，利用红外线的隐蔽性，还可在银行、仓库、商店、办公室以及其它需要的场合作为防盗警戒之用。
光电开关把发射端和接收端之间光的强弱变化转化为电流的变化以达到探测的目的。由于光电开关输出回路和输入回路是电隔离的（即电缘绝），所以它可以在许多场合得到应用。光电传感器[8]具有线性度好、分辨率高、噪音小和精度高、无触点、无机械碰撞、响应快、控制精度高，而且能识别色标等优点，在此我们选择光电转速传感器来进行转速的检测。
2.2.1 光电开关工作原理
本课题中使用的光电开关是根据光敏二极管工作原理制造的一种感应接收光强度变化的器件，当它发出的光被目标反射或阻断时，则接收器感应出相应的电信号。它包含调制光源，由光敏元件等组成的光学系统、放大器、开关或模拟量输出装置，其工作原理如图2-3 所示。光电式传感器由独立且相对放置的光发射器和收光器组成。当目标通过光发射器和收光器之间并阻断光线时，传感器输出信号。它是效率最高、最可靠的检测装置。槽形（U形）光电开关是对射式的变形，其优点是无须调整光轴。
图2-3 光电传感器原理图
2.2.2 光电开关的分类
（1）漫反射式光电开关：它是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当有被检测物体经过时，物体将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器，于是光电开关就产生了开关信号。当被检测物体的表面光亮或其反光率极高时，漫反射式的光电开关是首选的检测模式
（2）镜反射式光电开关：它亦集发射器与接收器于一体，光电开关发射器发出的光线经过反射镜反射回接收器，当被检测物体经过且完全阻断光线时，光电开关就产生了检测开关信号。
（3）对射式光电开关[9]：它包含了在结构上相互分离且光轴相对放置的发射器和接收器，发射器发出的光线直接进入接收器，当被检测物体经过发射器和接收器之间且阻断光线时，光电开关就产生了开关信号。当检测物体为不透明时，对射式光电开关是最合适的检测装置。
（4）槽式光电开关：它通常采用
标准
excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载
的U字型结构，其发射器和接收器分别位于U型槽的两边，并形成一光轴，当被检测物体经过U型槽且阻断光轴时，光电开关就产生了开关量信号。槽式光电开关比较适合检测高速运动的物体，并且它能分辨透明与半透明物体，使用安全可靠。
（5）光纤式光电开关：它采用塑料或玻璃光纤传感器来引导光线，可以对距离远的被检测物体进行检测。通常光纤传感器分为对射式和漫反射式。
由于本设计是测量风扇的转速，且扇叶是非透明的，因此采用对射式光电开关最合适。
2.2.3 光电开关的特点
MGK系列光电开关是现代微电子技术[9]发展的产物，是HGK系列红外光电开关的升级换代产品。与以往的光电开关相比具有自己显著的特点：（1）具有自诊断稳定工作区指示功能，可及时告知工作状态是否可靠：（2）对射式、反射式、镜面反射式光电开关都有防止相互干扰功能，安装方便；（3）对ES外同步（外诊断）控制端的进行设置可在运行前预检光电开关是否正常工作。并可随时接受计算机或可编程控制器的中断或检测指令，外诊断与自诊断的适当组合可使光电开关智能化；（4）响应速度快，高速光电开关的响应速度可达到0.1ms，每分钟可进行30万次检测操作，能检出高速移动的微小物体；（5）采用专用集成电路和先进的SMT表面安装工艺，具有很高的可靠性；（6）体积小（最小仅20×31×12mm）、重量轻，安装调试简单，并具有短路保护功能。
2.3 LED显示接口技术
LED是近年来全球最具发展前景的高技术领域之一，LED具有寿命长、耗能少、体积小、响应快、抗震抗低温、污染小等突出的优点，被称为第四代照明光源或绿色光源，将成为人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一次标志性的飞跃，将孕育新的光源革命。随着LED高效节能技术的不断创新与突破，其全面取代传统光源已为时不远。目前我国LED产业已经形成了四大片区(珠三角、长三角、福建江西地区、北方地区)、七大基地(大连、上海、深圳、南昌、厦门、扬州、石家庄)的产业格局，形成了包括LED外延片的生产、LED芯片的制备、LED芯片的封装以及LED产品应用在内的较为完整的产业链，产品技术研发、工程应用等方面获得飞速发展。
2.3.1 输入和处理LED显示器的结构
LED数码管（LED Segment Displays）是由多个发光二极管[10]封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。LED数码管常用段数一般为7段，有的另加一个小数点，如图2-4中（a）所示。LED数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类，不同类型的数码管，除了它们的硬件电路[11]有差异外，编程方法也是不同的，前者是高电平点亮，后者是低电平点亮。图2.4中(b)是共阴和共阳极数码管的内部电路，它们的发光原理是一样的，只是它们的电源极性不同而已。七段LED数码管显示原理很简单，只要控制其中各段LED的亮与灭迹可显示相应的数字、字母或符号，控制七段LED显示器进行显示信息称为七段码，本设计采用采的是共阳极的数码管进行显示。
图2-4 数码管的结构及接法
2.3.2 数码管的显示方式及其特点
LED数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数位，因此根据LED数码管的驱动方式的不同，可分为静态式和动态式两类。
静态显示（如图2-5）的特点是每个数码管的段选必须接一个8位数据线来保持显示的字形码。当送入一次字形码后，显示字形可一直保持，直到送入新字形码为止。静态显示的优点是：数码管显示无闪烁，亮度高，软件控制比较容易，占用CPU时间少，显示便于监测和控制；缺点是：需要的硬件电路[12]比较复杂，成本较高，而且由于所有数码管都处于被点亮状态，所以需要的电流很大，当数码管的数量增多时，对电源的要求也就随之增高。所以，在大部分的硬件电路设计中，很少采用静态显示方式。
图2-5 静态显示连接方式
动态显示（如图2-6）的特点是将所有位数码管的段选线[13]并联在一起，由位选线控制是哪一位数码管有效。选亮数码管采用动态扫描显示。所谓动态扫描[14]显示即轮流向各位数码管送出字形码和相应的位选，利用发光管的余辉和人眼视觉暂留作用，使人的感觉好像各位数码管同时都在显示。动态显示的亮度比静态显示要差一些，所以在选择限流电阻时应略小于静态显示电路中的。动态显示的优点是：硬件电路简单，由于每个时刻只有一个数码管被点亮，所以所有数码管消耗的电流较小；缺点是：数码管亮度不如静态显示时的亮度高，例如有8个数码管，以1秒为单位，每个数码管点亮的时间只有1/8秒，所以亮度较低。如果刷新率较低，会出现闪烁现象；如果数码管直接与单片机连接，软件控制上会比较麻烦等。本设计采用的是动态式的连接方式。
图2-6 动态显示连接方式
3 硬件系统设计
根据系统设计要求本系统分为测速信号采集与处理模块，单片机模块以及显示模块三大部分。现分别介绍如下。
3.1 测速信号采集及其处理
本设计中采用对射式光电传感器测量风扇转速。当不透光的物体挡住发射与接收之间的间隙时，开关管关断，反之打开。当风扇转动时，光电开关产生脉冲信号。因为风扇叶片数一般为三片以上，旋转一周可以获得多个脉冲信号。传感器的外观如图3-1所示：
图3-1 传感器
3.1.1 转速测量原理
在此采用频率测量法，其测量原理为，在固定的测量时间内，计取转速传感器发生的脉冲个数（即频率），从而算出实际转速。设固定的测量时间T（min），计数器计取的脉冲个数m1，假定脉冲发生器每转输出p个脉冲，对应被测转速为N（r/min），就可算出实际转速值N = 60m1/ pT。本检测装置中对射式光电传感器安装在风扇两侧，工作时传感器输出信号经整形后可得到相应的方波脉冲信号，根据上述转速计算公式求出转述。
3.1.2 信号处理电路
被测物理量经过传感器变换后，变为电阻、电流、电压、电感等某种电参数的变化值。为了进行信号的分析、处理、显示和记录，须对信号作放大、运算、分析[15]等处理，这就引入了中间变化电路。根据系统需要设计了如图3-2所示的中间变换电路。其中，R1、R4 起限流作用，R2 起分流作用，R3 为输出电阻。当光电传感器之间没有被阻挡时，输出低电平；当通光孔被扇叶遮住时，输出高电平。
图3-2 信号处理电路
3.2 单片机处理电路设计
如下图所示，X1为12MHz的晶振，9口为复位接口，通过开关控制。用于测量转速的脉冲通过P3.5/T1输入单片机，用AT89S52的定时计数器T1对脉冲信号进行计数[17]，用定时计数器T0进行定时，每10ms产生一个中断对数码管进行刷新，产生500个中断后（即5s），进行一次转速处理，再通过单片机对T1的脉冲数进行运算转换后，用四连数码管显示风扇的转速。如图3-3所示：
图3-3 AT89S52单片机处理电路
3.2.1 时钟电路
单片机各功能部件的运行都是以时钟控制信号为基准，有条不紊地一拍一拍地工作。因此，时钟频率[18]直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。
本设计中采用内部时钟方式，如图3-4所示，以石英晶体振荡器和两个片电容组成外部振荡源。片内的高增益反相放大器通过XTAL1、XTAL2外接，作为反馈元件的片外晶体振荡器与电容组成的并联谐振回路构成一个自激振荡器，向内部时钟电路提供振荡时钟。振荡器的频率取决于晶振的振荡频率，振荡频率范围为1.2—12MHz。工程应用时通常采用6MHz或12MHz。图中X1为12MHz，电容C2、C4为33pF，它们一起构成此单片机的自激振荡器。
图3-4 时钟电路连接图
3.2.2 复位电路
单片机的RST引脚[19]为复位（Reset）端。当单片机振荡器工作时，该引脚上出现持续两个机器周期的低电平，就可以实现系统复位，使单片机回到初始状态。如图3-5所示，本设计采用手动复位，用一个电容与一个10K电阻串联组成，电阻接VCC，电容接地，RESET脚接在它们中间，RC选择10uF，按键与200R电阻串联，在电容两端并联，就成了按键复位电路，未上电时，RST端为高电平，只要按下这个按键，RST端转换为低电平，经过两个机器周期后，单片机就能复位。
图3-5 AT89S52单片机处理电路
3.2.3 定时与计数设计
根据设计需要选择方式1比较合适，当M1、M0为01时，定时器/计数器[20]工作于方式1，这时定时器/计数器的等效电路如图3-6所示：
图3-6 定时/计数方式1逻辑结构框图
此时，定时/计数器为16位的计数器，由TLX（X=0，1）的低5位和THX的高8位组成。TLX低5位溢出则向THX进位，THX计数溢出则置位TCON中的溢出标志位TFX。系统选择定时/计数方式1，以T1作为计数器对光电开关产生的脉冲进行计数，用T0作为定时器，每10ms产生一定时中断对数码管进行刷新，产生500次中断后，对T1接受到的脉冲数进行计算处理，得出转速。
（1）用于定时工作方式，其定时时间为：
T=（216-t1的初值）×振荡周期×12
此设计采用的是12MHz的晶振，定时器T0定时为10ms，将参数带入公式 ：有，t1=65536-10000=55536，换成十六进制，则t1=0xd8f0 ，所以对于定时器T0有，TMOD = 0x01，TH0 = 0xd8，TL0 = 0xf0。
（2）用于计数工作方式，计数长度为：
216=65536(个外部脉冲)
由此可知规定时间（5s）内外部脉冲个数不超过65536即可。
3.3 显示部分
LED静态显示的亮度高，占用CPU的时间短，但它的成本高。为了简化硬件电路，降低成本，在单片机应用系统中常采用动态扫描的方法，解决多位LED显示的问题。动态扫描显示的硬件接口简单，只需一个公共的七段码输出口（字形口），即所有显示位的段选线并联在一起，由一个8位I/O口控制。一个选择显示为的数位选择口（字位口），由其它的I/O口控制。显示时，从左到右轮流点亮每位显示器，由于视觉的暂留，只要保证扫描周期不超过一定的限度（一般在20ms以下），即每一时刻位选只选通一个显示位，同时段选控制口输出显示字符对应的段选码，使该位显示的字符，一定时间后，再选其他显示位，如此循环，使每个显示器件显示该位相应的字符。则可达到“同时”显示各位不同的数字或字符的目的。
如下图所示数码管，其中A、B、C、D、E、F、G、DP分别对应数码管的8段，连接单片机的I/O口（P1口）。1、2、3、4从左至右分别是4位数码管的位选，通过单片机P2.4~P2.7口控制。数码管连接电路[22]如图3-7所示：
图3-7 数码管连接电路
4 软件设计
4.1 语言的选用
本设计中采用的处理器是AT89S52单片机，由此可采用面向MCS-51的程序设计语言，包括ASM51汇编语言和C51高级语言，这两种语言各有特点。汇编语言更接近机器语言，常用来编制与系统硬件相关的程序，如访问I/O端口、中断处理程序、实时控制程序、实时通信程序等。而数学运算程序则适合用C51高级语言编写，因为用高级语言编写运算程序可提高编程效率和应用程序的可靠性。
C语言是一种通用的计算机程序设计语言，在国际上十分流行，它即可用来编写计算机系统程序，也可以用来编写一般的应用程序。以前计算机的系统软件主要是用汇编语言编写的，对于单片机应用系统来说更是如此。由于汇编语言程序的可读性和可移植性都较差，采用汇编语言编写单片机应用程序的周期长，而且调试和排错也比较困难。C语言具有很好的可移植性和硬件控制能力，表达和运算能力也较强。它具有以下特点：
（1）语言简洁，使用方便灵活。
（2）可移植性好，表达能力强。
（3）表达方式灵活。
（4）可进行架构化程序设计。
（5）可以直接操作计算机硬件。
（6）生成的目标代码质量高。
为了提高编制计算机系统和应用程序的效率，改善程序的可读性和可移植性，在此采用高级语言编程。
4.2 程序设计流程图
本系统用计数程序采集信号脉冲，用定时器产生中断，对数码管刷新和缓冲区数据进行更新，辅以数码管进行显示。主程序流程图如图4-1，定时显示程序流程如图4-2。
主程序说明：初始化计数器T1和定时器T0，对外部脉冲进行计数，并判断Flag_clac的值。当Flag_clac=1时，将脉冲的数值由十六进制转换成十进制，按转速转换公式转换后，载入数据缓冲区。
定时显示程序说明：定时器设置为方式1，定时10ms。当定时达到10ms时，产生中断，对数码管进行刷新，显示转速，并使时间计数标志T加1。当时间计数标志T=500时，使Flag_clac置1，取出计数器在此时间内计算的脉冲数，通过转速计算程序计算得出转速值后，存入数据缓冲区，供数码管显示使用。
图4-1 主程序流程图图 4-2 定时显示程序流程图
4.3 程序源代码
本设计采用C语言编写源程序，具体见附录A。
4.4 系统的原理图
整个系统的原理图见附录B。
5 系统仿真
系统结合Keil uVersion3.0进行编译，通过Proteus来仿真。
5.1 程序编译
与以往的80C51单片机不同，AT89S52具有在线调试和下载功能，它由支持AT89S52的开发工具包Keil uVersion2.0开发系统来提供。也就是说，在用户系统保留AT89S52的情况下，通过开发系统与AT89S52的串行接口通信，直接对用户系统进行调试，并在调试完成后将调试好的程序下载到AT89S52中。Keil uVersion3.0开发系统提供四项功能：编译、下载、调试和模拟，分别由Keil uVersion2.0提供的编译器、在线串行下载器、调试器和模拟器来实现。Keil uVersion2.0编译器可在Windows操作系统下直接使用，编译C语言源程序，并生成16进制文件和列表文件。调试器采用Windows系统，允许用户使用AT89S52的UART串行接口在芯片上调试代码执行。在典型调试对话中，调试器提供对片内所有外围设备的访问、单步和设置断点的代码执行控制方式。模拟器采用Windows系统，能完全模拟AT89S52的所有功能。模拟器使用简单，结合了许多标准调试特征，包括多断点、单步以及代码执行跟踪等能力。
5.2 电路仿真
仿真部分运用Proteus仿真软件来实现，Proteus 软件是一款强大的单片机仿真软件，它除了具有和其他工具一样的原理编辑、印制电路板（PCB）自动或人工布线及电路仿真外，最大的特色是其电路仿真是交互的、可视化的。对于单片机学习和开发帮助极大。Proteus ISIS 是英国Lab center 公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和数字集成电路，包括单片机。
通过Proteus可以绘制硬件原理图，并设置元件参数；为单片机及其程序以及外部接口电路的仿真提供可能，验证设计的可行性与合理性；还可以为连接实际的硬件电路做好准备；如有必要时，可以利用它来设计电路板。
如下图5-1所示，图中用方波发生器模拟光电开关产生脉冲（频率为1KHz，约1ms产生一个脉冲），由P3.5输入，由单片机控制T1进行计数，同时定时器T0每10ms产生中断对数码管进行刷新，当中断500次（即5s）后，对计数脉冲进行计算处理，得出转速，并用数码管显示。仿真结果为1356r/min，符合设计要求，可按此仿真电路指导实际硬件电路的搭建。
图5-1 系统仿真电路
6 结论与展望
6.1 结论
本设计采用光电开关测速法，利用对射式光电开关采集转速信号，通过信号处理电路得到适合的脉冲后，输入单片机进行处理、计算，得出实际的转速值，辅以数码管显示。此系统实现了设计的要求：
(1)光电开关与转速测量简单适用
(2)采集电路能实时采集转速信息
(3)单片机处理系统运算快速简单，程序可读性强，条理分明，能形成独立模块以便于其他类似系统的计算
(4)数码管为主体的人机界面能准确显示速度值
存在的问题：
（1）系统选择位数最多的定时/计数器工作方式1（为16位），但仍有其局限性。此计数器的最大计数脉冲数为63336（216），若每秒钟计算一次，则当1秒内外部脉冲的输入数超过65536个时，计数器会溢出，从而产生中断，使得测出的转速值小于实际的转速值。根据转速计算方法（若某风扇的扇叶有3片），Vmax=65536*60s/（3*1）=1310720r/min，所以本系统不能测量范围不能超过此值。
（2）通过T1计数时，单片机每读取一个脉冲至少需要3个机器周期的时间来完成。本系统采用的晶振为12MHz，所以一个机器周期Tcy=12/f=1us。若要使单片机准确读取外部脉冲，则脉冲的输入周期不能超过3us。如此可计算，系统能测量的转速需低于：Vmax=60s/(3us*3)=6666667r/min。
（3）此外，光电开关的反应速度也会对转速测量值的大小产生影响。若转速过快，则光电开关来不及处理，这样会造成测速不准，甚至测不出数值。
改进方法：
（1）采用时钟频率更高、定时/计数器位数更多的单片机来处理脉冲，现某些高速单片机可达到40MHz的处理速度，可以大大提高测速范围。
（2）应用反应速度更快的传感器来做光电开关。现在高速光电开关的响应速度可达到0.1ms，每分钟可进行30万次检测操作，这样就能检出高速转动的微小物体。
综上所述，在测速过程中，虽然由于硬件的缘故，未能实现对高速的测量，但本装置结构简单、实用，在降低测速器成本，提高测速稳定性及可靠性等方面有一定价值，而且可以达到一般工业测速的测量标准，具有广泛的前景。
6.2 展望
经过这次的基于单片机的测速仪的设计，让我学到很多东西，但就我个人感觉而言，学到的东西，对我今后的学习有重要的指导作用，这次学习对我的确很重要，至少我认可了自己，在过去的三年里，还是学到了一些有用的课本知识。
我学到了如何务实，如何去学一门技术，同时也知道了如何学习，什么才是学习。如果每天都能像这样的学习，大学四年的课程，一年就够了，或许还不要。这次的学习比我在读高三时都还累。技术学到了，也许会忘记，学习的方法学到了，是一辈子的财富。同时这也是值得回忆的。
现在看看自己以前自学的一点东西，学了都有三年了，还是一个新手。这次学习让我知道了，只要想学，一个月就够了，关键是有没有毅力和压力。自学的更是这样的，没有周围人的压力，就要自己去找压力。
现在学到的东西，在书本上是学不来的，在以后的工作中一定也会用到的，一定要自己经历了，在实践中才学得到。这短暂的时间也许会对我的未来有大的影响。很感激学院提供这次学习机会给我，这次学习绝对是一次成长的机会。希望在以后的工作中，我今天学到的东西，能有用武之地。
本次设计有个遗憾，就是这个设计实用价值不怎样太高，产品功能较少，当然，这是选题时的一些不足之处。希望下一次，能设计出可以大量生产的产品，一个更好更实用的产品，来服务于现代化建设。
致 谢
在这次毕业论文的创作过程中，非常感谢黄老师对我的帮助。在准备论文的期间，由于家庭方面的原因，黄老师和我们交流的时间很少，但是在最后的这一个星期中，黄老师依然是抽出时间和我们面对面一对一的交流，帮我们找出论文中存在的错误，并及时的帮我们改正，使我们的论文更加完美。
同时，也非常感谢飞，他帮助我更好的理解了论文中不懂的地方，特别是在转速计算公式的理解上，给了我的很大的帮助。也非常感谢聂少波，他帮助我找到了源程序中存在的一些错误。也要感谢赖伍阳，他帮助我学会了Proteus软件的安装和使用。
真心感谢在这次论文创作中给了我帮助的老师和同学。
参考文献
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[12] 吴锡龙编．电路分析[M]．北京：高等教育出版社，2004．
[13] 彭荣修主编．数字电子技术基础[M]．武汉：华中理工大学出版社，2008．
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附录A
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define ulong unsigned long
#define LED_DAT P1
sbit pin_SpeedSenser = P3^5; //光电传感器信号接在T1上
#define TIME_CYLC 500//12M晶振，定时器10ms 中断一次 我们5秒计算一次转速 //
#define PLUS_PER 10 //风扇的扇叶数，为方便计算，这里假定风扇有十片扇叶，即传感器检测到10个脉冲，认为1圈
unsigned char code table[]=
{0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
uchar data Disbuf[4];// 显示缓冲区
uint Tcounter = 0; //时间计数器
bit Flag_Fresh = 0; // 刷新标志
bit Flag_clac = 0; //计算转速标志
//在数码管上显示一个四位数
void DisplayFresh();
//计算转速，并把结果放入数码管缓冲区
void ClacSpeed();
//初始化定时器T0
void init_timer0();
//初始化定时器T1
void init_timer1();
//延时函数
void Delay(uint ms);
void it_timer0() interrupt 1 /* interrupt address is 0x000b */
{
TF0 = 0; //d定时器 T0用于数码管的动态刷新
//
TH0 = 0xC0; /* init values */
TL0 = 0x00;
Flag_Fresh = 1;
Tcounter++;
if(Tcounter>TIME_CYLC)
{ Flag_clac = 1;//周期到，该重新计算转速了
}
}
void main(void)
{
Disbuf[0] = 0; //开机时，初始化为0000
Disbuf[1] = 0;
Disbuf[2] = 0;
Disbuf[3] = 0;
init_timer0();
init_timer1();
while(1)
{
DisplayFresh(); // 定时刷新数码管显示
if(Flag_clac)
{ Flag_clac = 0;
ClacSpeed(); //计算转速，并把结果放入数码管缓冲区
Tcounter = 0;//周期定时 清零
TH1=TL1 = 0x00;//脉冲计数清零
}
}
}
//在数码管上显示一个四位数
void DisplayFresh()
{
P2=P2&0x7f;
LED_DAT = table[Disbuf[0]];
Delay(1);
P2=P2|0xf0;
P2=P2&0xbf;
LED_DAT = table[Disbuf[1]];
Delay(1);
P2=P2|0xf0;
P2=P2&0xdf;
LED_DAT = table[Disbuf[2]];
Delay(1);
P2=P2|0xf0;
P2=P2&0xef;
LED_DAT = table[Disbuf[3]];
Delay(1);
P2=P2|0xf0;
}
//计算转速，并把结果放入数码管缓冲区
void ClacSpeed()
{
long speed ;
uint PlusCounter;
PlusCounter = TH1*256 + TL1;
speed = 60*PlusCounter/(PLUS_PER*5);//据公式计数转速
Disbuf[0] = (speed/1000)%10;
Disbuf[1] = (speed/100)%10;
Disbuf[2] = (speed/10)%10;
Disbuf[3] = speed%10;
}
//初始化定时器T0
void init_timer0()
{
TMOD &= 0xf0; //定时10毫秒 /* Timer 0 mode 1 with software gate */
TMOD |= 0x01; /* GATE0=0; C/T0#=0; M10=0; M00=1; */
TH0 = 0xC0; /* init values */
TL0 = 0x00;
ET0=1; /* enable timer0 interrupt */
EA=1; /* enable interrupts */
TR0=1; /* timer0 run */
}
//延时函数
void Delay(uint ms)
{
uchar i;
while(ms--)
for(i=0;i<100;i++);
}
//初始化定时器T1
void init_timer1()
{
TMOD &= 0x0F; /* Counter 1 mode 1 with software gate */
TMOD |= 0x50; /* GATE0=0; C/T0#=1; M10=0; M00=1; */
TH1 = 0x00; /* init values */
TL1 = 0x00;
ET1=1; /* enable timer1 interrupt */
EA=1; /* enable interrupts */
TR1=1; /* timer1 run */
}
附录B
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作 者 签 名： 日 期：
指导教师签名： 日 期：
使用授权说明
本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名： 日 期：
学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：
日期： 年 月 日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：
日期： 年 月 日
导师签名： 日期： 年 月 日
指导教师评阅书
指导教师评价：
一、撰写（设计）过程
1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
指导教师： （签名） 单位： （盖章）
年 月 日
评阅教师评阅书
评阅教师评价：
一、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
二、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
评阅教师： （签名） 单位： （盖章）
年 月 日
教研室（或答辩小组）及教学系意见
教研室（或答辩小组）评价：
一、答辩过程
1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、对答辩问题的反应、理解、表达情况
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
3、学生答辩过程中的精神状态
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
评定成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
教研室主任（或答辩小组组长）： （签名）
年 月 日
教学系意见：
系主任： （签名）
年 月 日
学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者（本人签名）： 年 月 日
学位论文出版授权书
本人及导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版
章程
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》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程》(以下简称“章程”)，愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子、网络形式公开出版，并同意编入CNKI《中国知识资源总库》，在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播，同意按“章程”规定享受相关权益。
论文密级：
□公开
□保密（___年__月至__年__月）(保密的学位论文在解密后应遵守此
协议
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)
作者签名：_______ 导师签名：_______
_______年_____月_____日 _______年_____月_____日
独 创 声 明
本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。
本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:
二〇一〇年九月二十日
毕业设计（论文）使用授权声明
本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。
本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。
（保密论文在解密后遵守此规定）
作者签名:
二〇一〇年九月二十日
致 谢
时间飞逝，大学的学习生活很快就要过去，在这四年的学习生活中，收获了很多，而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。
首先非常感谢学校开设这个课题，为本人日后从事计算机方面的工作提供了经验，奠定了基础。本次毕业设计大概持续了半年，现在终于到结尾了。本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。经过这次毕业设计，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。这期间凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。
首先，我要特别感谢我的知道郭谦功老师对我的悉心指导，在我的论文书写及设计过程中给了我大量的帮助和指导，为我理清了设计思路和操作方法，并对我所做的课题提出了有效的改进方案。郭谦功老师渊博的知识、严谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。从他身上，我学到了许多能受益终生的东西。再次对周巍老师表示衷心的感谢。
其次，我要感谢大学四年中所有的任课老师和辅导员在学习期间对我的严格要求，感谢他们对我学习上和生活上的帮助，使我了解了许多专业知识和为人的道理，能够在今后的生活道路上有继续奋斗的力量。
另外，我还要感谢大学四年和我一起走过的同学朋友对我的关心与支持，与他们一起学习、生活，让我在大学期间生活的很充实，给我留下了很多难忘的回忆。
最后，我要感谢我的父母对我的关系和理解，如果没有他们在我的学习生涯中的无私奉献和默默支持，我将无法顺利完成今天的学业。
四年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。
回首四年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师四年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。
学友情深，情同兄妹。四年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。
在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成完成学业，感激他们一直以来对我的抚养与培育。
最后，我要特别感谢我的导师***老师、和研究生助教***老师。是他们在我毕业的最后关头给了我们巨大的帮助与鼓励，给了我很多解决问题的思路，在此表示衷心的感激。老师们认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。他无论在理论上还是在实践中，都给与我很大的帮助，使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助，感谢他耐心的辅导。在论文的撰写过程中老师们给予我很大的帮助，帮助解决了不少的难点，使得论文能够及时完成，这里一并表示真诚的感谢。
致 谢
这次论文的完成，不止是我自己的努力，同时也有老师的指导，同学的帮助，以及那些无私奉献的前辈，正所谓你知道的越多的时候你才发现你知道的越少，通过这次论文，我想我成长了很多，不只是磨练了我的知识厚度，也使我更加确定了我今后的目标：为今后的计算机事业奋斗。在此我要感谢我的指导老师——***老师，感谢您的指导，才让我有了今天这篇论文，您不仅是我的论文导师，也是我人生的导师，谢谢您！我还要感谢我的同学，四年的相处，虽然我未必记得住每分每秒，但是我记得每一个有你们的精彩瞬间，我相信通过大学的历练，我们都已经长大，变成一个有担当，有能力的新时代青年，感谢你们的陪伴，感谢有你们，这篇论文也有你们的功劳，我想毕业不是我们的相处的结束，它是我们更好相处的开头，祝福你们！我也要感谢父母，这是他们给我的，所有的一切；感谢母校，尽管您不以我为荣，但我一直会以我是一名农大人为荣。
通过这次毕业设计，我学习了很多新知识，也对很多以前的东西有了更深的记忆与理解。漫漫求学路，过程很快乐。我要感谢信息与管理科学学院的老师，我从他们那里学到了许多珍贵的知识和做人处事的道理，以及科学严谨的学术态度，令我受益良多。同时还要感谢学院给了我一个可以认真学习，天天向上的学习环境和机会。
即将结束*大学习生活，我感谢****大学提供了一次在农大接受教育的机会，感谢院校老师的无私教导。感谢各位老师审阅我的论文。
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作 者 签 名： 日 期：
指导教师签名： 日 期：
使用授权说明
本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名： 日 期：
学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：
日期： 年 月 日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：
日期： 年 月 日
导师签名： 日期： 年 月 日
独 创 声 明
本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。
本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:
年 月 日
毕业设计（论文）使用授权声明
本人完全了解**学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。
本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。
（保密论文在解密后遵守此规定）
作者签名:
年 月 日
基本要求：写毕业论文主要目的是培养学生综合运用所学知识和技能，理论联系实际，独立分析，解决实际问题的能力，使学生得到从事本专业工作和进行相关的基本训练。毕业论文应反映出作者能够准确地掌握所学的专业基础知识，基本学会综合运用所学知识进行科学研究的方法，对所研究的题目有一定的心得体会，论文题目的范围不宜过宽，一般选择本学科某一重要问题的一个侧面。
毕业论文的基本教学要求是：
1、培养学生综合运用、巩固与扩展所学的基础理论和专业知识，培养学生独立分析、解决实际问题能力、培养学生处理数据和信息的能力。2、培养学生正确的理论联系实际的工作作风，严肃认真的科学态度。3、培养学生进行社会调查研究；文献资料收集、阅读和整理、使用；提出论点、综合论证、总结写作等基本技能。
毕业论文是毕业生总结性的独立作业，是学生运用在校学习的基本知识和基础理论，去分析、解决一两个实际问题的实践锻炼过程，也是学生在校学习期间学习成果的综合性总结，是整个教学活动中不可缺少的重要环节。撰写毕业论文对于培养学生初步的科学研究能力，提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题能力有着重要意义。
毕业论文在进行编写的过程中，需要经过开题报告、论文编写、论文上交评定、论文答辩以及论文评分五个过程，其中开题报告是论文进行的最重要的一个过程，也是论文能否进行的一个重要指标。
撰写意义：1.撰写毕业论文是检验学生在校学习成果的重要措施，也是提高教学质量的重要环节。大学生在毕业前都必须完成毕业论文的撰写任务。申请学位必须提交相应的学位论文，经答辩通过后，方可取得学位。可以这么说，毕业论文是结束大学学习生活走向社会的一个中介和桥梁。毕业论文是大学生才华的第一次显露，是向祖国和人民所交的一份有份量的答卷，是投身社会主义现代化建设事业的报到书。一篇毕业论文虽然不能全面地反映出一个人的才华，也不一定能对社会直接带来巨大的效益，对专业产生开拓性的影响。但是，实践证明，撰写毕业论文是提高教学质量的重要环节，是保证出好人才的重要措施。
2.通过撰写毕业论文，提高写作水平是干部队伍“四化”建设的需要。党中央要求，为了适应现代化建设的需要，领导班子成员应当逐步实现“革命化、年轻化、知识化、专业化”。这个“四化”的要求，也包含了对干部写作能力和写作水平的要求。
3.提高大学生的写作水平是社会主义物质文明和精神文明建设的需要。在新的历史时期，无论是提高全族的科学文化水平，掌握现代科技知识和科学管理方法，还是培养社会主义新人，都要求我们的干部具有较高的写作能力。在经济建设中，作为领导人员和机关的办事人员，要写指示、通知、总结、调查报告等应用文；要写说明书、广告、解说词等说明文；还要写科学论文、经济评论等议论文。在当今信息社会中，信息对于加快经济发展速度，取得良好的经济效益发挥着愈来愈大的作用。写作是以语言文字为信号，是传达信息的方式。信息的来源、信息的收集、信息的储存、整理、传播等等都离不开写作。
论文种类：毕业论文是学术论文的一种形式，为了进一步探讨和掌握毕业论文的写作规律和特点，需要对毕业论文进行分类。由于毕业论文本身的内容和性质不同，研究领域、对象、方法、表现方式不同，因此，毕业论文就有不同的分类方法。
按内容性质和研究方法的不同可以把毕业论文分为理论性论文、实验性论文、描述性论文和设计性论文。后三种论文主要是理工科大学生可以选择的论文形式，这里不作介绍。文科大学生一般写的是理论性论文。理论性论文具体又可分成两种：一种是以纯粹的抽象理论为研究对象，研究方法是严密的理论推导和数学运算，有的也涉及实验与观测，用以验证论点的正确性。另一种是以对客观事物和现象的调查、考察所得观测资料以及有关文献资料数据为研究对象，研究方法是对有关资料进行分析、综合、概括、抽象，通过归纳、演绎、类比，提出某种新的理论和新的见解。
按议论的性质不同可以把毕业论文分为立论文和驳论文。立论性的毕业论文是指从正面阐述论证自己的观点和主张。一篇论文侧重于以立论为主，就属于立论性论文。立论文要求论点鲜明，论据充分，论证严密，以理和事实服人。驳论性毕业论文是指通过反驳别人的论点来树立自己的论点和主张。如果毕业论文侧重于以驳论为主，批驳某些错误的观点、见解、理论，就属于驳论性毕业论文。驳论文除按立论文对论点、论据、论证的要求以外，还要求针锋相对，据理力争。
按研究问题的大小不同可以把毕业论文分为宏观论文和微观论文。凡届国家全局性、带有普遍性并对局部工作有一定指导意义的论文，称为宏观论文。它研究的面比较宽广，具有较大范围的影响。反之，研究局部性、具体问题的论文，是微观论文。它对具体工作有指导意义，影响的面窄一些。
另外还有一种综合型的分类方法，即把毕业论文分为专题型、论辩型、综述型和综合型四大类：
1．专题型论文。这是分析前人研究成果的基础上，以直接论述的形式发表见解，从正面提出某学科中某一学术问题的一种论文。如本书第十二章例文中的《浅析领导者突出工作重点的方法与艺术》一文，从正面论述了突出重点的工作方法的意义、方法和原则，它表明了作者对突出工作重点方法的肯定和理解。2．论辩型论文。这是针对他人在某学科中某一学术问题的见解，凭借充分的论据，着重揭露其不足或错误之处，通过论辩形式来发表见解的一种论文。3．综述型论文。这是在归纳、总结前人或今人对某学科中某一学术问题已有研究成果的基础上，加以介绍或评论，从而发表自己见解的一种论文。4．综合型论文。这是一种将综述型和论辩型两种形式有机结合起来写成的一种论文。如《关于中国民族关系史上的几个问题》一文既介绍了研究民族关系史的现状，又提出了几个值得研究的问题。因此，它是一篇综合型的论文。
写作
步骤
新产品开发流程的步骤课题研究的五个步骤成本核算步骤微型课题研究步骤数控铣床操作步骤
：毕业论文是高等教育自学考试本科专业应考者完成本科阶段学业的最后一个环节，它是应考者的 总结 性独立作业，目的在于总结学习专业的成果，培养综合运用所学知识解决实际 问题 的能力。从文体而言，它也是对某一专业领域的现实问题或 理论 问题进行 科学 研究 探索的具有一定意义的论说文。完成毕业论文的撰写可以分两个步骤，即选择课题和研究课题。
首先是选择课题。选题是论文撰写成败的关键。因为，选题是毕业论文撰写的第一步，它实际上就是确定“写什么”的问题，亦即确定科学研究的方向。如果“写什么”不明确，“怎么写”就无从谈起。
教育部自学考试办公室有关对毕业论文选题的途径和要求是“为鼓励理论与工作实践结合，应考者可结合本单位或本人从事的工作提出论文题目，报主考学校审查同意后确立。也可由主考学校公布论文题目，由应考者选择。毕业论文的总体要求应与普通全日制高等学校相一致，做到通过论文写作和答辩考核，检验应考者综合运用专业知识的能力”。但不管考生是自己任意选择课题，还是在主考院校公布的指定课题中选择课题，都要坚持选择有科学价值和现实意义的、切实可行的课题。选好课题是毕业论文成功的一半。
第一、要坚持选择有科学价值和现实意义的课题。科学研究的目的是为了更好地认识世界、改造世界，以推动社会的不断进步和发展 。因此，毕业论文的选题，必须紧密结合社会主义物质文明和精神文明建设的需要，以促进科学事业发展和解决现实存在问题作为出发点和落脚点。选题要符合科学研究的正确方向，要具有新颖性，有创新、有理论价值和现实的指导意义或推动作用，一项毫无意义的研究，即使花很大的精力，表达再完善，也将没有丝毫价值。具体地说，考生可从以下三个方面来选题。首先，要从现实的弊端中选题，学习了专业知识，不能仅停留在书本上和理论上，还要下一番功夫，理论联系实际，用已掌握的专业知识，去寻找和解决工作实践中急待解决的问题。其次，要从寻找科学研究的空白处和边缘领域中选题，科学研究。还有许多没有被开垦的处女地，还有许多缺陷和空白，这些都需要填补。应考者应有独特的眼光和超前的意识去思索，去发现，去研究。最后，要从寻找前人研究的不足处和错误处选题，在前人已提出来的研究课题中，许多虽已有初步的研究成果，但随着社会的不断发展，还有待于丰富、完整和发展，这种补充性或纠正性的研究课题，也是有科学价值和现实指导意义的。
第二、要根据自己的能力选择切实可行的课题。毕业论文的写作是一种创造性劳动，不但要有考生个人的见解和主张，同时还需要具备一定的客观条件。由于考生个人的主观、客观条件都是各不相同的，因此在选题时，还应结合自己的特长、兴趣及所具备的客观条件来选题。具体地说，考生可从以下三个方面来综合考虑。首先，要有充足的资料来源。“巧妇难为无米之炊”，在缺少资料的情况下，是很难写出高质量的论文的。选择一个具有丰富资料来源的课题，对课题深入研究与开展很有帮助。其次，要有浓厚的研究兴趣，选择自己感兴趣的课题，可以激发自己研究的热情，调动自己的主动性和积极性，能够以专心、细心、恒心和耐心的积极心态去完成。最后，要能结合发挥自己的业务专长，每个考生无论能力水平高低，工作岗位如何，都有自己的业务专长，选择那些能结合自己工作、发挥自己业务专长的课题，对顺利完成课题的研究大有益处。
致 谢
这次论文的完成，不止是我自己的努力，同时也有老师的指导，同学的帮助，以及那些无私奉献的前辈，正所谓你知道的越多的时候你才发现你知道的越少，通过这次论文，我想我成长了很多，不只是磨练了我的知识厚度，也使我更加确定了我今后的目标：为今后的计算机事业奋斗。在此我要感谢我的指导老师——***老师，感谢您的指导，才让我有了今天这篇论文，您不仅是我的论文导师，也是我人生的导师，谢谢您！我还要感谢我的同学，四年的相处，虽然我未必记得住每分每秒，但是我记得每一个有你们的精彩瞬间，我相信通过大学的历练，我们都已经长大，变成一个有担当，有能力的新时代青年，感谢你们的陪伴，感谢有你们，这篇论文也有你们的功劳，我想毕业不是我们的相处的结束，它是我们更好相处的开头，祝福你们！我也要感谢父母，这是他们给我的，所有的一切；感谢母校，尽管您不以我为荣，但我一直会以我是一名农大人为荣。
通过这次毕业设计，我学习了很多新知识，也对很多以前的东西有了更深的记忆与理解。漫漫求学路，过程很快乐。我要感谢信息与管理科学学院的老师，我从他们那里学到了许多珍贵的知识和做人处事的道理，以及科学严谨的学术态度，令我受益良多。同时还要感谢学院给了我一个可以认真学习，天天向上的学习环境和机会。
即将结束*大学习生活，我感谢****大学提供了一次在**大接受教育的机会，感谢院校老师的无私教导。感谢各位老师审阅我的论文。
转动系统
信号采集及其处理
显示电路
单片机处理电路
开始
显示缓冲器初始化
初始化计数器T1
Flag_clac=1？
计算转速
清零
开始
初始化
10ms?
产生定时中断
T=500?
定时
数据缓冲区
N
初始化定时器T0
显示
Y
刷新数码管显示
N
时间计数清零T=0
时间计数T++
Y
N
Y
Flag_clac=1
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