實(shí)習(xí)報(bào)告(所做系統(tǒng)完全可用)多傳感器轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)PPT課件

1 一 課題的意義 在工程實(shí)踐中 經(jīng)常會(huì)遇到各種需要測(cè)量轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)方向的場(chǎng)合 例如在發(fā)動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī) 卷?yè)P(yáng)機(jī) 機(jī)床主軸等旋轉(zhuǎn)設(shè)備的試驗(yàn) 運(yùn)轉(zhuǎn)和控制中 常需要分時(shí)或連續(xù)測(cè)量和顯示其轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)動(dòng)方向 因此轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)方向的測(cè)量有在工業(yè)生產(chǎn)中有著重要的意義 2 二 課題的工作原理 系統(tǒng)原理框圖 3 1 轉(zhuǎn)速測(cè)量原理 采用單片機(jī)和光電傳感器組成的高精度轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng) 其轉(zhuǎn)速測(cè)量采用電子式定時(shí)計(jì)數(shù)法 對(duì)轉(zhuǎn)速的測(cè)量實(shí)際上是對(duì)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)引起的周期脈沖信號(hào)的頻率進(jìn)行測(cè)量 轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一周 光電傳感器產(chǎn)生兩個(gè)周期的脈沖信號(hào) 故設(shè)轉(zhuǎn)速為Nr min 脈沖信號(hào)的頻率為f 則N f 2 60 30f 4 2 方向測(cè)量原理 在轉(zhuǎn)盤的兩面錯(cuò)開很小的間距各放置一片磁鋼 轉(zhuǎn)盤兩側(cè)對(duì)放霍爾開關(guān)傳感器兩個(gè) 當(dāng)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)使磁鋼經(jīng)過霍爾開關(guān)傳感器時(shí)傳感器輸出低電平 則正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)時(shí)兩傳感器產(chǎn)生信號(hào)的低電平正好一前一后 有較小的時(shí)間差 將這兩個(gè)信號(hào)分別接入單片機(jī)的兩個(gè)外部中斷 經(jīng)單片機(jī)判斷兩個(gè)中斷的先后 判斷出正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn) 分別觸發(fā)紅燈 綠燈亮 5 三 硬件電路介紹 1 光電信號(hào)處理電路設(shè)計(jì) 6 U上限 VCC Rf1 Rf1 Rf2 U下限 VSS Rf1 Rf1 Rf2 取VCC 12V R1 1K R上拉 10K Rf1 100 Rf2 10K U上限 VCC Rf1 Rf1 Rf2 12 100 10100 118MV U下限 VSS Rf1 Rf1 Rf2 0V 經(jīng)此電路調(diào)理后 測(cè)得輸出0到 5V的脈沖信號(hào) 但有60KHZ的干擾信號(hào) 7 2 濾波電路 8 一般的 電路中通常取 R1 R2 R C1 C2 C 放大倍數(shù) H R3 R4 R3 截止頻率 f 1 2 RC 取R1 R2 R 1K C1 C2 C 0 01Uf R3 10K R4 100 則H 10K 100 10K 1 01 1 f 1 2 3 14 1000 0 01uf 16KHZ 9 3 單片機(jī)處理顯示電路 10 經(jīng)濾波電路輸出的信號(hào)接到單片機(jī)的T1腳 單片機(jī)的定時(shí)器T0工作于定時(shí)狀態(tài) 定時(shí)器T1工作于計(jì)數(shù)狀態(tài) 濾波后的信號(hào)在定時(shí)器T0的定時(shí)時(shí)間內(nèi)被T1計(jì)數(shù) 計(jì)數(shù)值經(jīng)處理后 作為速度值送至數(shù)碼管顯示 四位共陽(yáng)數(shù)碼管采取動(dòng)態(tài)顯示的方法 斷碼與P0口接 位選碼與P2口接 兩個(gè)霍爾開關(guān)集成傳感器的輸出分別接INT0和INT1 由于應(yīng)用內(nèi)部定時(shí)器T2的16位自動(dòng)重裝定時(shí)功能 故P1 1接高電平 P1 2 P1 3分別接兩發(fā)光二級(jí)管的負(fù)極 用于指示方向 11 四 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 單片機(jī)的任務(wù)是 1 內(nèi)部進(jìn)行定時(shí)計(jì)數(shù) 在計(jì)算出速度后顯示 將定時(shí)器T0設(shè)定為工作在定時(shí)狀態(tài) 定時(shí)器T1設(shè)定為工作在計(jì)數(shù)狀態(tài) 濾波后的信號(hào)在定時(shí)器T0的定時(shí)時(shí)間1S內(nèi)被T1計(jì)數(shù) 計(jì)數(shù)值經(jīng)由頻率值轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)速后 再將其變?yōu)锽CD碼送至數(shù)碼管顯示 這里用查表法按位轉(zhuǎn)化 12 2 根據(jù)外部中斷0和1到來的先后順序點(diǎn)亮紅燈或綠燈 指示轉(zhuǎn)動(dòng)方向 將定時(shí)器T2設(shè)定為工作在定時(shí)狀態(tài) 外部中斷0或1接收到中斷信號(hào)后 相對(duì)應(yīng)端口P1 2或P1 3送低電平點(diǎn)亮指示燈 同時(shí)關(guān)閉INT0和INT1的中斷響應(yīng)并清零中斷標(biāo)志位 調(diào)用定時(shí)器T2定時(shí)40ms后再將打開INT0和INT1的中斷響應(yīng) 從而達(dá)到指示方向的目的 13 程序流程圖 1 主程序流程圖2 1 14 2 顯示子程序流程圖2 2 15 3 轉(zhuǎn)速定時(shí)計(jì)數(shù)子程序流程圖2 3 16 4 方向定時(shí)子程序 17 五 總結(jié)與心得 采用單片機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)方向的測(cè)量 是本系統(tǒng)的創(chuàng)新之處 傳統(tǒng)的測(cè)量系統(tǒng) 或者無法測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)方向 或者需要應(yīng)用外加電路或兩塊單片機(jī)實(shí)現(xiàn)測(cè)量方向 本系統(tǒng)則應(yīng)用了單片機(jī)中幾乎不應(yīng)用的定時(shí)器T2完成了方向測(cè)量 18 采用單片機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的測(cè)量 可以提高轉(zhuǎn)速測(cè)量的精確度 并且加快了采樣的速率 具有較好的實(shí)時(shí)性 轉(zhuǎn)速測(cè)量的方法可使用于高 低轉(zhuǎn)速的測(cè)量 測(cè)量精確度與轉(zhuǎn)速無關(guān) 因而具有較寬的應(yīng)用范圍和廣闊的應(yīng)用的前景 1