基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的設(shè)計_第1頁
基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的設(shè)計_第2頁
基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的設(shè)計_第3頁
基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的設(shè)計_第4頁
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1、 基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的設(shè)計基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的設(shè)計 背景意義背景意義 轉(zhuǎn)速是衡量旋轉(zhuǎn)機(jī)械性能的重要參數(shù),轉(zhuǎn)速是衡量旋轉(zhuǎn)機(jī)械性能的重要參數(shù),在很多運(yùn)動系統(tǒng)的監(jiān)測控制中在很多運(yùn)動系統(tǒng)的監(jiān)測控制中,都需要對轉(zhuǎn)都需要對轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時測量。對于某些設(shè)備,轉(zhuǎn)速的大速進(jìn)行實(shí)時測量。對于某些設(shè)備,轉(zhuǎn)速的大小決定了設(shè)備是否正常運(yùn)行以及運(yùn)行的狀態(tài)。小決定了設(shè)備是否正常運(yùn)行以及運(yùn)行的狀態(tài)。如電動機(jī)、采煤機(jī)滾筒、齒輪等的轉(zhuǎn)速。因如電動機(jī)、采煤機(jī)滾筒、齒輪等的轉(zhuǎn)速。因此此,轉(zhuǎn)速的測量對保障旋轉(zhuǎn)機(jī)械的正常運(yùn)行轉(zhuǎn)速的測量對保障旋轉(zhuǎn)機(jī)械的正常運(yùn)行具有重要意義。具有重要意義。測量系統(tǒng)的組成測量系統(tǒng)的組成 測量系統(tǒng)的設(shè)

2、計基于測量系統(tǒng)的設(shè)計基于51單片機(jī),其組成如下所示單片機(jī),其組成如下所示n光電傳感器光電傳感器n信號處理電路信號處理電路n單片機(jī)部分單片機(jī)部分n數(shù)碼顯示管數(shù)碼顯示管光電傳感器 傳感器是是整個測量系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。它將物理量轉(zhuǎn)傳感器是是整個測量系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。它將物理量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,在整個測試系統(tǒng)中起到橋梁的作用。傳感器換成數(shù)字量,在整個測試系統(tǒng)中起到橋梁的作用。傳感器將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成脈沖信號。光電傳感器分為模擬式和脈沖式。將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成脈沖信號。光電傳感器分為模擬式和脈沖式。脈沖式光電傳感器的作用原理是光電器件的輸出僅有兩個脈沖式光電傳感器的作用原理是光電器件的輸出僅有兩個穩(wěn)定狀態(tài),也就是穩(wěn)定狀態(tài),也

3、就是“通通”與與“斷斷”的開光狀態(tài),即光電器的開光狀態(tài),即光電器件受光照射時,有電信號輸出,光電器件不受光照射時,件受光照射時,有電信號輸出,光電器件不受光照射時,沒有電信號輸出。沒有電信號輸出。所選光電傳感器型號及參數(shù)所選光電傳感器型號及參數(shù)信號處理電路信號處理電路 轉(zhuǎn)速信號經(jīng)光電傳感器轉(zhuǎn)換為脈沖信號,轉(zhuǎn)速信號經(jīng)光電傳感器轉(zhuǎn)換為脈沖信號,但傳感器輸出的脈沖信號受外界噪聲信號的影但傳感器輸出的脈沖信號受外界噪聲信號的影響,所以輸出的電壓信號不是理想的方波信號。響,所以輸出的電壓信號不是理想的方波信號。所以要對光電傳感器的輸出信號進(jìn)行濾波處理。所以要對光電傳感器的輸出信號進(jìn)行濾波處理。 信號處理

4、電路如下圖所示。信號處理電路如下圖所示。LM324為帶有差動輸入的為帶有差動輸入的四運(yùn)算放大器。將四運(yùn)算放大器。將LM324的工作電壓設(shè)置為的工作電壓設(shè)置為5V,負(fù)電壓為,負(fù)電壓為0V。如圖。如圖3所示,當(dāng)所示,當(dāng)LM324的正信號輸入端的電壓為的正信號輸入端的電壓為Ui,其中其中Ui為傳感器輸出的電壓信號,其高于為傳感器輸出的電壓信號,其高于LM324的負(fù)信號的負(fù)信號輸入端的電壓輸入端的電壓0V時,時,LM324的輸出信號的輸出信號Uo為為LM324的正工的正工作電壓,即作電壓,即+5V。如果。如果Ui低于低于0V時,時,Uo為為LM324的負(fù)工作的負(fù)工作電壓電壓0V。經(jīng)過此信號處理電路后就

5、會輸出一個和輸入信號。經(jīng)過此信號處理電路后就會輸出一個和輸入信號同頻率的方波。同頻率的方波。單片機(jī)部分單片機(jī)部分單片機(jī)選擇單片機(jī)選擇AT89C51型,其復(fù)位電路和晶振電路分別如下型,其復(fù)位電路和晶振電路分別如下數(shù)碼顯示管數(shù)碼顯示管數(shù)碼顯示管有共陰極與共陽極兩種,分別如下所示。選擇共數(shù)碼顯示管有共陰極與共陽極兩種,分別如下所示。選擇共陽極的數(shù)碼顯示管。陽極的數(shù)碼顯示管。顯示電路如下所示顯示電路如下所示系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件設(shè)計 軟件部分主要實(shí)現(xiàn)脈沖的計數(shù)與顯示功能,使用定時軟件部分主要實(shí)現(xiàn)脈沖的計數(shù)與顯示功能,使用定時器器T1定時,將處理過的脈沖信號送入定時,將處理過的脈沖信號送入P1.0口。采用

6、口。采用12MHz的晶振,所以機(jī)器周期是的晶振,所以機(jī)器周期是1。定時。定時50ms,循環(huán),循環(huán)20次。則定次。則定時為時為1s。在這。在這1s內(nèi),每當(dāng)內(nèi),每當(dāng)P1.0為一次高電平,則用軟件計為一次高電平,則用軟件計數(shù)一次。計數(shù)之和就是一秒鐘內(nèi)的脈沖總個數(shù)。又因為光數(shù)一次。計數(shù)之和就是一秒鐘內(nèi)的脈沖總個數(shù)。又因為光電傳感器轉(zhuǎn)動一圈輸出電傳感器轉(zhuǎn)動一圈輸出60個脈沖,所以用個脈沖,所以用1s內(nèi)計的脈沖個內(nèi)計的脈沖個數(shù)就是轉(zhuǎn)速。用數(shù)就是轉(zhuǎn)速。用C語言進(jìn)行編程。軟件調(diào)試用語言進(jìn)行編程。軟件調(diào)試用Keil軟件編譯,軟件編譯,應(yīng)用應(yīng)用protues軟件進(jìn)行軟件仿真。軟件進(jìn)行軟件仿真。軟件程序流程圖軟件程序流程圖Keil編輯程序界面編輯程序界面系統(tǒng)仿真系統(tǒng)仿

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