**单片机设计介绍，基于单片机便携式测振仪的研制系统设计

文章目录

• 一 概要
• 二、功能设计
• 三、 软件设计
• • 原理图
• 五、 程序
• 六、 文章目录

一 概要

  基于单片机便携式测振仪的研制系统设计概要主要涉及利用单片机作为核心控制器件，结合测振原理和技术，设计并实现一个便携式、功能完善的测振仪系统。以下是该设计的一个概要：

一、设计背景与目标

随着工业生产的快速发展，设备振动监测与故障诊断变得日益重要。传统的测振仪往往存在体积庞大、操作复杂等问题，无法满足现场快速、准确测量的需求。因此，设计一款基于单片机的便携式测振仪具有重要意义。该测振仪应具有体积小、重量轻、操作简便、测量准确等特点，能够实时监测设备的振动情况，为故障诊断和预防性维护提供有力支持。

二、系统组成与工作原理

系统主要由单片机、加速度传感器、信号调理电路、显示模块和电源模块等组成。单片机作为控制核心，负责接收传感器信号、处理数据、控制显示和输出等操作。加速度传感器用于检测设备的振动信号，信号调理电路对传感器信号进行放大、滤波和转换，以便单片机进行后续处理。显示模块用于实时显示测量结果，电源模块为整个系统提供稳定的电源供应。

工作原理方面，加速度传感器将设备振动信号转换为电信号，经过信号调理电路处理后，送入单片机进行数据采集和处理。单片机根据预设的算法对信号进行解析，提取出振动参数（如加速度、速度、位移等），并通过显示模块进行实时显示。同时，单片机还可以将测量数据存储在内部存储器中，以便后续分析和处理。

三、软件设计与实现

软件设计是便携式测振仪研制的关键环节。首先，需要根据实际需求选择合适的单片机型号和编程环境，搭建软件开发平台。然后，根据测振原理和技术要求，编写相应的程序代码，实现数据采集、处理、显示和存储等功能。在编程过程中，需要注重代码的优化和调试，确保程序的稳定性和可靠性。

此外，为了方便用户使用和维护，还需要设计友好的人机交互界面，包括按键输入、液晶显示等。同时，可以加入报警功能，当设备振动超过预设阈值时，自动触发报警提示，提醒用户及时进行处理。

四、硬件设计与制作

硬件设计主要涉及单片机选型、传感器选型与布局、电路设计与制作等方面。在单片机选型时，需要考虑其性能、功耗和成本等因素；传感器选型则需要根据测量范围和精度要求进行选择；电路设计则需要考虑信号完整性、电磁兼容性等问题。

制作过程中，需要按照电路设计进行元器件采购、焊接和组装等工作。同时，需要进行严格的测试和校准，确保测振仪的测量准确性和稳定性。

五、优化与扩展

在基本功能实现的基础上，还可以对便携式测振仪进行优化和扩展。例如，可以通过增加无线通信模块，实现远程数据传输和监控；通过引入智能算法，提高故障诊断的准确性和效率；通过优化电源管理方案，降低系统功耗，延长使用时间等。

总之，基于单片机便携式测振仪的研制系统设计是一个涉及多个领域的综合性工程任务。通过合理的软硬件设计和优化，可以实现一款功能强大、操作简便的便携式测振仪，为设备振动监测和故障诊断提供有力支持。

二、功能设计

模拟了三路传感器，位移传感器、速度传感器、加速度传感器，三个传感器的值实时显示在液晶屏幕上。包含电源电路，单片机最小系统，三路传感器电路，显示器电路，AD采集电路。

三、 软件设计

本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。

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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。

Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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原理图

五、 程序

本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。

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六、 文章目录

目 录

摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25