信息科学工程学院
课程设计报告
( 2016～2017 学年 第 学期 )
题 目 基霍尔传感器 STM32 直流电机调速系统设计
院（系部） 控制系
课 程 名 称 电力拖动动控制系统课程设计
专 业 动化班
年 级
学 号
姓 名
指 导 老 师
课题训练容
CortexM3 处理器核心包括3外围电路设计首先霍尔传感器电路制作掌握信号转换电路制作然掌握转速采样电路原理制作数码电路制作掌握转换数字信号换算成实际转速方法相应电路程序编写
二设计（文）务求（包括说明书文译文计算程序图纸作品等数量质量具体求
1 够通键设定期转速
2 够显示前速度值（通数码 LCD 均）
3 测量范围：200rpm3000rpm
4 误差：10rpm
5 系统结构框图：
目录
1 绪 1
11 设计目意义 1
12 数字式转速测量系统发展背景 1
13研究容 2
2系统总体方案设计证 2
21 控制器模块选择 2
22 电源方案选择 3
23 键盘选择 3
24 显示模块选择 3
25 驱动模块选择 3
26 PWM控制 3
27 系统终方案 4
3 硬件电路设计 5
31STM32介绍 5
32电源复位 7
33霍尔传感器简介 7
34 霍尔传感器采集信号电路设计 8
35键显示电路模块 9
351模块介绍 10
352显示部分 10
353键部分 11
36驱动电路设计 11
4 电机测速系统软件设计 13
41 电机测速系统流程图 13
42 系统程序 14
43 中断程序 15
431 中断计数程序 15
432 显示程序 15
433 键盘程序 15
5 实物制作 15
6 总结 15
1 绪
11 设计目意义
转速测量切应前提然世界高速发展追求测量稳定精确速度快等等现控制设备计算机计算机处理数字量处理般求输出信号数字量霍尔传感器输出信号开关量10输出信号进行整合输出效TTL电单片机进行处理
实设计理解工业模型工厂机器甚电机实现机器监控实现设备监控续外设变外设线串口通信改变线通信获红外通信蓝牙通信等等
时现火热家具联系起直流电机相外设添加外设然做手机APP终端获电脑网站终端家电器进行监控然涉通信等等领域
总转速测量参数应设备前提许方面应生产生活重意义
12 数字式转速测量系统发展背景
现代电子产品中动控制系统电子仪器设备家电器电子玩具等等方面直流电机广泛应家熟悉录音机电唱机录相机电子计算机等缺少直流电机直流电机控制门实技术直流电机体分四类：相绕组步进电机永磁式换流器直流电机伺服电机 两相低电压交流电机 直流电机具良启动性调速特性特点启动转矩转矩宽广范围滑济调速转速控制容易调速效率高交流调速相直流电机结构复杂生产成高维护工作量着功率晶体问世矢量控制技术成熟矢量控制变频技术获迅猛发展研制出种类型种功率变频调速装置工业广泛应适范围：直流调速器数控机床造纸印刷纺织印染光缆线缆设备包装机械电工机械食品加工机械橡胶机械生物设备印制电路板设备实验设备焊接切割轻工机械物流输送设备机车车辆医疗设备通讯设备雷达设备卫星面接受系统等行业广泛应高性交流传动应重逐年升工业部门中调速交流传动取代直流传动成历史必然
13研究容
（1）首先研究测量方法分析方法利弊综合提出设计方案仿真软件进行测试包括硬件测试软件测试
（2）根stm32单片机设计方案然洞洞板进行实物焊接实验先模块测试通测量者控制予评估
（3）根系统求原理图设置控制字C语言编制程序包括程序流程显示中断程序流程转速测量中断程序软件方法计数定时进行步改变硬件条件软硬件达理想效果
（4）利Keil3软件集成环境系统工作软件进行编译调试程序断修改优化
（５）利Altium Designer Summer 09进行绘画原理图PCB图买开发板焊接元器件烧录前调试程序运行
2系统总体方案设计证
21 控制器模块选择
控制器模块控制显示抢答音乐等选择采ARMCortexM3处理器CPU方案Stm32单片机计算功强程序编程灵活价格便宜度利软件编程完成种算法逻辑控制功耗低体积技术成熟成低等优点领域应广泛
22 电源方案选择
系统需电源stm32工作电压（VDD）20~36V通置电压调节器提供需18V电源电源VDD掉电通Vbat脚实时时钟（RTC）备份寄存器提供电源简单方便需购买电池
23 键盘选择
键盘单片机缺少输入设备实现机话桥梁键盘结构形式 分分硬件软件控制非编码式键盘编码式键盘系统设计较简单编码式键盘硬件结构简单减少程序复杂性
24 显示模块选择
LED显示电路设计LED数码实种半导体发光器件基器件发光二极通脚输入相电流会发亮显示出数字显示时间日期温度等数字代参数
25 驱动模块选择
H型全桥式电路直流电机驱动电路常见电路种驱动电路方便实现直流电机四象限运行分应正转反转正转制动反转制动
26 PWM控制
PWM（脉宽度调制）控制般配合桥式驱动电路实现直流电机驱动非常简单调速范围原理直流斩波原理电机转速电机两端电压成例电机两端电压控制波形占空成正电机速度占空成例占空越电机转越快占空α＝1时电机转速PWM控制波形实现通模拟电路数字电路实现例555搭成触发电路种电路占空动调节动控制车调速目前数单片机直接输出种PWM波形通时序模拟输出适合车调速脉宽度调制模式产生TIMx_ARR寄存器确定频率TIMx_CCRx寄存器确定占空信号TIMx_CCMRx寄存器中OCxM位写入’110’(PWM模式1)’111’(PWM模式2)够独立设置OCx输出通道产生路PWM必须通设置TIMx_CCMRx寄存器OCxPE位相应预装载寄存器设置TIMx_CR1寄存器ARPE位动重装载预装载寄存器(计数中心称模式中)仅发生更新事件时候预装载寄存器传送影子寄存器计数器开始计数前必须通设置TIMx_EGR寄存器中UG位初始化寄存器OCx极性通软件TIMx_CCER寄存器中CCxP位设置设置高电效低电效OCx输出通(TIMx_CCERTIMx_BDTR寄存器中)CCxECCxNEMOEOSSIOSSR位组合控制详见TIMx_CCER寄存器描述PWM模式(模式1模式2)TIMx_CNTTIMx_CCRx始终进行较(计数器计数方)确定否符合TIMx_CCRx≤TIMx_CNT者TIMx_CNT≤TIMx_CCRx根TIMx_CR1寄存器中CMS位状态定时器够产生边齐PWM信号中央齐PWM信号
27 系统终方案
控制器模块：采stm32控制
显示模块：数码显示
电源方案选择：采USB供电
控制模块：独立式键盘
驱动模块：采H桥式驱动
速度调节：PWM波调速
图21示
图21系统终方案
3 硬件电路设计
31STM32介绍
核心
− ARM 32位 CortexM3™CPU
− 36MHz125DMIPSMHz(Dhrystone21)
0等存储器访问
− 单周期法硬件法
■ 存储器
− 32K字节 128K字节闪存程序存储器
− 6K字节 16K字节SRAM
■ 时钟复位供电理
− 20 36伏供电 IO脚
− 电 断电复位(POR PDR)编程电压
监测器(PVD)
− 嵌 4 16MHz高速晶体振荡器
− 嵌出厂调校 8MHz RC振荡器
− 部 40kHz RC振荡器
− PLL供应 CPU时钟
− 带校准 32kHz RTC振荡器
■ 低功耗
− 睡眠停机机模式
− VBAT RTC备寄存器供电
■ 调试模式
− 串行线调试(SWD)JTAG调试接口
■ DMA
− 7通道 DMA控制器
− 支持外设：定时器ADCSPII2CUSART
■ 1 12位模数转换器1us转换时间(16通道)
− 转换范围 0 36V
− 温度传感器
■ 达 80快速 IO口
− 26375180功双 5V兼容 IO
− IO口映 16外部中断
■ 达 6定时器
− 达 3 16位定时器定时器达
4输入捕获 输出较 PWM脉
计数通道
− 2 16位门狗定时器(独立窗口型)
− 系统时间定时器：24位减型
■ 达 7通信接口
− 达 2 I2C接口(SMBusPMBus)
− 达 3 USART接口支持 ISO7816
LINIrDA接口调制解调控制
− 达 2 SPI步串行接口(18兆位秒)
32电源复位
事件中发生时产生电源复位：
1 电掉电复位(PORPDR复位)
2 机模式中返回
电源复位复位备份区域外寄存器
图中复位源终作RESET脚复位程中保持低电复位入口矢量固定址0x0000_0004
33霍尔传感器简介
霍尔传感器基霍尔效应种传感器1879年美国物理学家霍尔首先金属材料中发现霍尔效应金属材料霍尔效应太弱没应着半导体技术发展开始半导体材料制作霍尔元件霍尔效应显著应发展霍尔传感器种交变磁场时产生输出电压脉传感器脉幅度激励磁场场强决定霍尔传感器需外界电源供电霍尔传感器应非常广泛测量领域测量磁场电流位移压力振动转速等通讯领域放器振荡器相敏检波混频分频已微波功率测量等动化技术领域刷直流电机速度传感位置传感动记数接开关霍尔整角机构成伺服系统动电力拖动系统等
1工作原理：
利半导体材料霍尔效应进行测量种磁敏式传感器直接测量磁场微位移量应电池测量压力加速度振动等方面测量领域目前霍尔传感器已分立元件发展集成电路阶段正越越受重视应日益广泛
2测量误差补偿：
常见产生误差素：半导体身固特性半导体制造工艺水环境温度变化霍尔传感器安装否合理等测量误差般表现零误差温度误差
零位误差极补偿：
霍尔元件激励电流I零时处位置磁感应强度B零霍尔电势应零实际中零时空载霍尔电势称零位误差般两种电势组成
温度误差补偿：
半导体材料电阻率迁移率载流子浓度温度变化材料制成霍尔元件性参数必然温度变化致霍尔电势变化产生温度误差
减温度误差选温度系数较材料砷化茵外采取恒温措施者采恒流源恒压源配合补偿电阻供电样减元件阻温度变化引起控制电流变化
34 霍尔传感器采集信号电路设计
控制芯片stm32单片机stm32单片机接受TTL电信号输入选霍尔传感器30344E输出正弦波信号传感器模块动转换方波输出分图3132示
图31霍尔传感器信号转换电路设计
图32霍尔传感器模块电路设计
35键显示电路模块
图33TM1638键数码LED显示模块
351模块介绍
1含8键
2含8LED灯
3含8位数码阴极LED数码
该模块芯片TM1638集合3种单片机常见外围电路特点需占单片机3IO口扫描显示键扫描需单片机干预需读写寄存器节省MCU资源带键盘扫描接口LED（发光二极显示器）驱动控制专电路部集成MCU 数字接口数锁存器LED 高压驱动键盘扫描等电路应冰箱空调 家庭影院等产品高段位显示屏驱动
脚定义
图34TM1638脚
352显示部分
驱动阴极数码
图35阴极数码
图35出阴数码连接示意图果该数码显示0需GRID1低电时候SEG1SEG2SEG3SEG4SEG5SEG6高电SEG7低电查显示址表格需00H址单元里面写数3FH数码显示0
图36显示表
353键部分
图37键扫矩阵8×3bit
键扫数储存址示先发读键命令开始读取键数BYTE1—BYTE4字节读数低位开始输出芯片KKS引脚应键时相应字节 BIT位1
图37键扫数储存址
36驱动电路设计
设计采驱动电路H桥基原理图图38示
图38 H桥电路
H桥驱动电路利4开关断开闭合实现电机正转反转制动反转正转制动S1S2组S3S4组S3S4断开S1S2闭合时实现电机正转者反转制动相反时实现电机反转者正转制动导通波形图程图39说明避免直通短路保证开关动作间协性步性两组控制信号理求互倒相逻辑关系实际必须相差足够死区时间矫正程通硬件实现桥臂两组控制信号间增加延时通软件实现（具体方法参文）
图39 波形图
驱动电流仅通开关流通通续流二极流通电机处制动状态时电机便工作发电状态转子电流必须通续流二极流通否电机会发热严重时烧毁开关选择驱动电路影响开关选择宜遵循原：
(1)驱动电路功率输出求开关输出功率较
(2)开关开通关断时间应
(3)电源电压高开关饱压降应该量低实际制作中果队电机驱动力求高选功率达林顿TIP122效果错电路简化建议集成桥式电路电机专驱动芯片L298性较稳定电机驱动没求直空转三极组5V单片机控制电路供电外组9V电机供电控制部分电机驱动部分间光耦隔开免影响控制部分电源品质达林顿基极加三极驱动达林顿提供足够基极电流
4 电机测速系统软件设计
41 电机测速系统流程图
该系统软件采C语言编制模块化设计分程序转速计算程序键盘程序时钟中断程序显示程序速度计数中断程序中完成计量工作时钟程序05秒钟stm32发出中断请求保证直流电机运行稳定电机扇叶安装2组相磁铁转圈会产生2脉2降触发计数中断程序中完成计时工作者时钟显示工作键盘中断程序完成次营运数查寻工作显示程序完成显示工作软件设计框图图41示
定时器T1（串口通信）T2（外部计数）初始化
扫描键钮否
否
定时器T0初始化
电机转
电机转动
结束
数码转速显示
开始
图41 软件设计流程图
42 系统程序
程序模块中需完成参量接口初始化速度计算初始化中断计算循环等工作外程序模块中需设置启动清标志寄存器进行初始化然程序根标志寄存器容分完成启动清计算显示等操作
43 中断程序
431 中断计数程序
计数器脉计满定数值时计数中断电路微机发出中断请求微机进入计数中断服务程序中霍尔传感器输出低电信号单片机中断次计数器脉计满1000次时进入计数中断服务程序中变量加函数中总金额相应变化
432 显示程序
程序利定时器1ms产生次中断相应变量置位点亮数码显示位数利函数循环实现动态扫描显示时根数码余辉眼暂留现象实现显示
433 键盘程序
键盘采查询方式放程序中没键时候单片机循环程序旦键便转相应子程序处理处理结束返回
5 实物制作
6 总结
段时间系统设计电路板焊接程序编写调试单片机知识软件绘图力C语言程序编写提高巩固毕业设计程中碰许问题相关应软件没熟练掌握电机系统硬件设计尤显示电路信号采集模块掌握程序编写调试验足老师精心指导学帮助参考相关资料终问题解决
华侨学课程设计
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信息科学工程学院
课程设计报告
( 2016～2017 学年 第 学期 )
题 目 基霍尔传感器 STM32 直流电机调速系统设计
院（系部） 控制系
课 程 名 称 电力拖动动控制系统课程设计
专 业 动化班
年 级
学 号
姓 名
指 导 老 师
课题训练容
CortexM3 处理器核心包括3外围电路设计首先霍尔传感器电路制作掌握信号转换电路制作然掌握转速采样电路原理制作数码电路制作掌握转换数字信号换算成实际转速方法相应电路程序编写
二设计（文）务求（包括说明书文译文计算程序图纸作品等数量质量具体求
1 够通键设定期转速
2 够显示前速度值（通数码 LCD 均）
3 测量范围：200rpm3000rpm
4 误差：10rpm
5 系统结构框图：
目录
1 绪 1
11 设计目意义 1
12 数字式转速测量系统发展背景 1
13研究容 2
2系统总体方案设计证 2
21 控制器模块选择 2
22 电源方案选择 3
23 键盘选择 3
24 显示模块选择 3
25 驱动模块选择 3
26 PWM控制 3
27 系统终方案 4
3 硬件电路设计 5
31STM32介绍 5
32电源复位 7
33霍尔传感器简介 7
34 霍尔传感器采集信号电路设计 8
35键显示电路模块 9
351模块介绍 10
352显示部分 10
353键部分 11
36驱动电路设计 11
4 电机测速系统软件设计 13
41 电机测速系统流程图 13
42 系统程序 14
43 中断程序 15
431 中断计数程序 15
432 显示程序 15
433 键盘程序 15
5 实物制作 15
6 总结 15
1 绪
11 设计目意义
转速测量切应前提然世界高速发展追求测量稳定精确速度快等等现控制设备计算机计算机处理数字量处理般求输出信号数字量霍尔传感器输出信号开关量10输出信号进行整合输出效TTL电单片机进行处理
实设计理解工业模型工厂机器甚电机实现机器监控实现设备监控续外设变外设线串口通信改变线通信获红外通信蓝牙通信等等
时现火热家具联系起直流电机相外设添加外设然做手机APP终端获电脑网站终端家电器进行监控然涉通信等等领域
总转速测量参数应设备前提许方面应生产生活重意义
12 数字式转速测量系统发展背景
现代电子产品中动控制系统电子仪器设备家电器电子玩具等等方面直流电机广泛应家熟悉录音机电唱机录相机电子计算机等缺少直流电机直流电机控制门实技术直流电机体分四类：相绕组步进电机永磁式换流器直流电机伺服电机 两相低电压交流电机 直流电机具良启动性调速特性特点启动转矩转矩宽广范围滑济调速转速控制容易调速效率高交流调速相直流电机结构复杂生产成高维护工作量着功率晶体问世矢量控制技术成熟矢量控制变频技术获迅猛发展研制出种类型种功率变频调速装置工业广泛应适范围：直流调速器数控机床造纸印刷纺织印染光缆线缆设备包装机械电工机械食品加工机械橡胶机械生物设备印制电路板设备实验设备焊接切割轻工机械物流输送设备机车车辆医疗设备通讯设备雷达设备卫星面接受系统等行业广泛应高性交流传动应重逐年升工业部门中调速交流传动取代直流传动成历史必然
13研究容
（1）首先研究测量方法分析方法利弊综合提出设计方案仿真软件进行测试包括硬件测试软件测试
（2）根stm32单片机设计方案然洞洞板进行实物焊接实验先模块测试通测量者控制予评估
（3）根系统求原理图设置控制字C语言编制程序包括程序流程显示中断程序流程转速测量中断程序软件方法计数定时进行步改变硬件条件软硬件达理想效果
（4）利Keil3软件集成环境系统工作软件进行编译调试程序断修改优化
（５）利Altium Designer Summer 09进行绘画原理图PCB图买开发板焊接元器件烧录前调试程序运行
2系统总体方案设计证
21 控制器模块选择
控制器模块控制显示抢答音乐等选择采ARMCortexM3处理器CPU方案Stm32单片机计算功强程序编程灵活价格便宜度利软件编程完成种算法逻辑控制功耗低体积技术成熟成低等优点领域应广泛
22 电源方案选择
系统需电源stm32工作电压（VDD）20~36V通置电压调节器提供需18V电源电源VDD掉电通Vbat脚实时时钟（RTC）备份寄存器提供电源简单方便需购买电池
23 键盘选择
键盘单片机缺少输入设备实现机话桥梁键盘结构形式 分分硬件软件控制非编码式键盘编码式键盘系统设计较简单编码式键盘硬件结构简单减少程序复杂性
24 显示模块选择
LED显示电路设计LED数码实种半导体发光器件基器件发光二极通脚输入相电流会发亮显示出数字显示时间日期温度等数字代参数
25 驱动模块选择
H型全桥式电路直流电机驱动电路常见电路种驱动电路方便实现直流电机四象限运行分应正转反转正转制动反转制动
26 PWM控制
PWM（脉宽度调制）控制般配合桥式驱动电路实现直流电机驱动非常简单调速范围原理直流斩波原理电机转速电机两端电压成例电机两端电压控制波形占空成正电机速度占空成例占空越电机转越快占空α＝1时电机转速PWM控制波形实现通模拟电路数字电路实现例555搭成触发电路种电路占空动调节动控制车调速目前数单片机直接输出种PWM波形通时序模拟输出适合车调速脉宽度调制模式产生TIMx_ARR寄存器确定频率TIMx_CCRx寄存器确定占空信号TIMx_CCMRx寄存器中OCxM位写入’110’(PWM模式1)’111’(PWM模式2)够独立设置OCx输出通道产生路PWM必须通设置TIMx_CCMRx寄存器OCxPE位相应预装载寄存器设置TIMx_CR1寄存器ARPE位动重装载预装载寄存器(计数中心称模式中)仅发生更新事件时候预装载寄存器传送影子寄存器计数器开始计数前必须通设置TIMx_EGR寄存器中UG位初始化寄存器OCx极性通软件TIMx_CCER寄存器中CCxP位设置设置高电效低电效OCx输出通(TIMx_CCERTIMx_BDTR寄存器中)CCxECCxNEMOEOSSIOSSR位组合控制详见TIMx_CCER寄存器描述PWM模式(模式1模式2)TIMx_CNTTIMx_CCRx始终进行较(计数器计数方)确定否符合TIMx_CCRx≤TIMx_CNT者TIMx_CNT≤TIMx_CCRx根TIMx_CR1寄存器中CMS位状态定时器够产生边齐PWM信号中央齐PWM信号
27 系统终方案
控制器模块：采stm32控制
显示模块：数码显示
电源方案选择：采USB供电
控制模块：独立式键盘
驱动模块：采H桥式驱动
速度调节：PWM波调速
图21示
图21系统终方案
3 硬件电路设计
31STM32介绍
核心
− ARM 32位 CortexM3™CPU
− 36MHz125DMIPSMHz(Dhrystone21)
0等存储器访问
− 单周期法硬件法
■ 存储器
− 32K字节 128K字节闪存程序存储器
− 6K字节 16K字节SRAM
■ 时钟复位供电理
− 20 36伏供电 IO脚
− 电 断电复位(POR PDR)编程电压
监测器(PVD)
− 嵌 4 16MHz高速晶体振荡器
− 嵌出厂调校 8MHz RC振荡器
− 部 40kHz RC振荡器
− PLL供应 CPU时钟
− 带校准 32kHz RTC振荡器
■ 低功耗
− 睡眠停机机模式
− VBAT RTC备寄存器供电
■ 调试模式
− 串行线调试(SWD)JTAG调试接口
■ DMA
− 7通道 DMA控制器
− 支持外设：定时器ADCSPII2CUSART
■ 1 12位模数转换器1us转换时间(16通道)
− 转换范围 0 36V
− 温度传感器
■ 达 80快速 IO口
− 26375180功双 5V兼容 IO
− IO口映 16外部中断
■ 达 6定时器
− 达 3 16位定时器定时器达
4输入捕获 输出较 PWM脉
计数通道
− 2 16位门狗定时器(独立窗口型)
− 系统时间定时器：24位减型
■ 达 7通信接口
− 达 2 I2C接口(SMBusPMBus)
− 达 3 USART接口支持 ISO7816
LINIrDA接口调制解调控制
− 达 2 SPI步串行接口(18兆位秒)
32电源复位
事件中发生时产生电源复位：
1 电掉电复位(PORPDR复位)
2 机模式中返回
电源复位复位备份区域外寄存器
图中复位源终作RESET脚复位程中保持低电复位入口矢量固定址0x0000_0004
33霍尔传感器简介
霍尔传感器基霍尔效应种传感器1879年美国物理学家霍尔首先金属材料中发现霍尔效应金属材料霍尔效应太弱没应着半导体技术发展开始半导体材料制作霍尔元件霍尔效应显著应发展霍尔传感器种交变磁场时产生输出电压脉传感器脉幅度激励磁场场强决定霍尔传感器需外界电源供电霍尔传感器应非常广泛测量领域测量磁场电流位移压力振动转速等通讯领域放器振荡器相敏检波混频分频已微波功率测量等动化技术领域刷直流电机速度传感位置传感动记数接开关霍尔整角机构成伺服系统动电力拖动系统等
1工作原理：
利半导体材料霍尔效应进行测量种磁敏式传感器直接测量磁场微位移量应电池测量压力加速度振动等方面测量领域目前霍尔传感器已分立元件发展集成电路阶段正越越受重视应日益广泛
2测量误差补偿：
常见产生误差素：半导体身固特性半导体制造工艺水环境温度变化霍尔传感器安装否合理等测量误差般表现零误差温度误差
零位误差极补偿：
霍尔元件激励电流I零时处位置磁感应强度B零霍尔电势应零实际中零时空载霍尔电势称零位误差般两种电势组成
温度误差补偿：
半导体材料电阻率迁移率载流子浓度温度变化材料制成霍尔元件性参数必然温度变化致霍尔电势变化产生温度误差
减温度误差选温度系数较材料砷化茵外采取恒温措施者采恒流源恒压源配合补偿电阻供电样减元件阻温度变化引起控制电流变化
34 霍尔传感器采集信号电路设计
控制芯片stm32单片机stm32单片机接受TTL电信号输入选霍尔传感器30344E输出正弦波信号传感器模块动转换方波输出分图3132示
图31霍尔传感器信号转换电路设计
图32霍尔传感器模块电路设计
35键显示电路模块
图33TM1638键数码LED显示模块
351模块介绍
1含8键
2含8LED灯
3含8位数码阴极LED数码
该模块芯片TM1638集合3种单片机常见外围电路特点需占单片机3IO口扫描显示键扫描需单片机干预需读写寄存器节省MCU资源带键盘扫描接口LED（发光二极显示器）驱动控制专电路部集成MCU 数字接口数锁存器LED 高压驱动键盘扫描等电路应冰箱空调 家庭影院等产品高段位显示屏驱动
脚定义
图34TM1638脚
352显示部分
驱动阴极数码
图35阴极数码
图35出阴数码连接示意图果该数码显示0需GRID1低电时候SEG1SEG2SEG3SEG4SEG5SEG6高电SEG7低电查显示址表格需00H址单元里面写数3FH数码显示0
图36显示表
353键部分
图37键扫矩阵8×3bit
键扫数储存址示先发读键命令开始读取键数BYTE1—BYTE4字节读数低位开始输出芯片KKS引脚应键时相应字节 BIT位1
图37键扫数储存址
36驱动电路设计
设计采驱动电路H桥基原理图图38示
图38 H桥电路
H桥驱动电路利4开关断开闭合实现电机正转反转制动反转正转制动S1S2组S3S4组S3S4断开S1S2闭合时实现电机正转者反转制动相反时实现电机反转者正转制动导通波形图程图39说明避免直通短路保证开关动作间协性步性两组控制信号理求互倒相逻辑关系实际必须相差足够死区时间矫正程通硬件实现桥臂两组控制信号间增加延时通软件实现（具体方法参文）
图39 波形图
驱动电流仅通开关流通通续流二极流通电机处制动状态时电机便工作发电状态转子电流必须通续流二极流通否电机会发热严重时烧毁开关选择驱动电路影响开关选择宜遵循原：
(1)驱动电路功率输出求开关输出功率较
(2)开关开通关断时间应
(3)电源电压高开关饱压降应该量低实际制作中果队电机驱动力求高选功率达林顿TIP122效果错电路简化建议集成桥式电路电机专驱动芯片L298性较稳定电机驱动没求直空转三极组5V单片机控制电路供电外组9V电机供电控制部分电机驱动部分间光耦隔开免影响控制部分电源品质达林顿基极加三极驱动达林顿提供足够基极电流
4 电机测速系统软件设计
41 电机测速系统流程图
该系统软件采C语言编制模块化设计分程序转速计算程序键盘程序时钟中断程序显示程序速度计数中断程序中完成计量工作时钟程序05秒钟stm32发出中断请求保证直流电机运行稳定电机扇叶安装2组相磁铁转圈会产生2脉2降触发计数中断程序中完成计时工作者时钟显示工作键盘中断程序完成次营运数查寻工作显示程序完成显示工作软件设计框图图41示
定时器T1（串口通信）T2（外部计数）初始化
扫描键钮否
否
定时器T0初始化
电机转
电机转动
结束
数码转速显示
开始
图41 软件设计流程图
42 系统程序
程序模块中需完成参量接口初始化速度计算初始化中断计算循环等工作外程序模块中需设置启动清标志寄存器进行初始化然程序根标志寄存器容分完成启动清计算显示等操作
43 中断程序
431 中断计数程序
计数器脉计满定数值时计数中断电路微机发出中断请求微机进入计数中断服务程序中霍尔传感器输出低电信号单片机中断次计数器脉计满1000次时进入计数中断服务程序中变量加函数中总金额相应变化
432 显示程序
程序利定时器1ms产生次中断相应变量置位点亮数码显示位数利函数循环实现动态扫描显示时根数码余辉眼暂留现象实现显示
433 键盘程序
键盘采查询方式放程序中没键时候单片机循环程序旦键便转相应子程序处理处理结束返回
5 实物制作
6 总结
段时间系统设计电路板焊接程序编写调试单片机知识软件绘图力C语言程序编写提高巩固毕业设计程中碰许问题相关应软件没熟练掌握电机系统硬件设计尤显示电路信号采集模块掌握程序编写调试验足老师精心指导学帮助参考相关资料终问题解决
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