基于LabVIEW的电机转速监测系统的设计
3 系统硬件电路的设计
3．1 STC12C5410AD单片机简介
STC12C5410AD单片机是一款单时钟／机器周期的微控制器，是高速／低功耗／超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统的8051，但速度快8～12倍。其片上集成了10 kB的程序存储器Flash、512 Byte的SBAM，有1个可编程的异步串行UART接口，1个可工作于主从模式的SPI串行接口，共2路16位的定时器／计数器，2路外部中断，8路10位的高速A／D转换器，速度可达100 kHz，集成了4路可编程计数器阵列(Programmable Counter Array，PAC)，简称PCA，可用于软件定时器、外部脉冲的捕获、高速输出及脉宽调制输出。
3．2 编码器脉冲信号调理电路
信号调理电路主要包括：光电隔离电路、施密特整形电路和RC滤波电路。光电隔离采用快速光耦A2630芯片，完成电平的转换，同时对编码器信号和单片机电路进行隔离，起到一定的保护作用。最大输入频率为1 MHz，而编码器的最低位输出脉冲频率为26 kHz，因此完全满足实验要求；施密特整形电路采用六反相施密特触发器74HC14，可将边沿变化缓慢的周期性信号变换为边沿较陡的矩形脉冲信号；RC滤波电路主要用于消除矩形脉冲上的高频干扰信号。
3．3 串行接口通信电路
系统采用STC12C5410AD单片机作为下位机，PC机作为上位机，二者通过RS-232串口进行通信。单片机输出的TTL电平与PC机串口的RS-232电平不一致，因此需采用MAX232芯片进行电平转换，Tin和Rout输入的是TTL电平，经过转化后Tout和Rin输出为RS-232电平。
系统硬件总体电路如图3所示。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/170505.htm
系统软件设计包括下位机单片机的软件设计和上位机LabVIEW的软件设计。
4 系统软件设计
4．1 单片机的软件设计
下位机程序采用C语言编写，主要完成脉冲信号捕获、转速计算和上下位机串口通信。程序中首先进行系统的初始化，包括串口初始化和PCA初始化。在串口初始化中，给寄存器TMOD赋值0x20，将设定T1定时器工作在方式2，用定时器T1产生波特率，将波特率设置为115 200；给寄存器SCON赋值0x50使串口工作在方式1下，为10位数据的异步通讯，1起始位，8数据位，1停止位，无奇偶校验位。STC12C5410AD单片机有4路PCA模块，这里用到PCA模块0，在PCA初始化中，PCA模式寄存器CMOD赋值0x02，选择PCA时钟源为系统时钟的2分频；PCA控制寄存器CCON赋值0x00，关闭PCA计数器并清除中断标志位；PCA模块0模式寄存器CCAPM0赋值0x21，设置PCA0脉冲上升沿捕获，并使得寄存器CCON的捕获标志CCF0，用来产生中断；PCA0的16位计数器CH0和CLO分别赋值0x00，用于存储时钟脉冲计数值。当单片机检测到脉冲信号上升沿时，进入PCA0捕获中断，得到PCA0时钟脉冲的计数值，并判断计数值m是否溢出，再利用式(2)进行电机转速的计算，最后调用串口发送程序将数据传送到上位机。单片机软件流程图如图4所示。
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