基于-單片機光電開關(guān)轉(zhuǎn)速測量裝置設(shè)計

1、-. z畢業(yè)論文設(shè)計材料題 目：基于單片機的光電開關(guān)的轉(zhuǎn)速測量裝置設(shè)計學(xué)生：共產(chǎn)黨學(xué)生*： 079060742 系 別： 電氣信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 自動化屆 別： 2021屆指導(dǎo)教師： 國民黨填寫說明1、本材料包括師學(xué)院本科畢業(yè)論文設(shè)計任務(wù)書、開題報告以及畢業(yè)論文設(shè)計評審表三局部容。2、本材料填寫順序依次為：1指導(dǎo)教師下達畢業(yè)論文設(shè)計任務(wù)書；2學(xué)生根據(jù)畢業(yè)論文設(shè)計任務(wù)書的要求，在文獻查閱的根底上撰寫開題報告，送交指導(dǎo)教師審閱并簽字認可；3畢業(yè)論文設(shè)計工作后期，學(xué)生填寫畢業(yè)論文設(shè)計主要容，連同畢業(yè)論文設(shè)計全文一并送交指導(dǎo)教師審閱，指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生實際完成的論文設(shè)計質(zhì)量進展評價；4指導(dǎo)教師將此表

2、連同學(xué)生畢業(yè)論文設(shè)計全文一并送交評閱教師評閱。3、指導(dǎo)教師、評閱教師對學(xué)生畢業(yè)論文設(shè)計的成績評定均采用百分制。4、畢業(yè)論文設(shè)計辯論記錄不包括在此表中。一、畢業(yè)論文設(shè)計任務(wù)書要求完成的主要任務(wù)及到達的目標(biāo)論文設(shè)計的主要任務(wù)：給出單片機的光電開關(guān)的轉(zhuǎn)速測量裝置的總體方案設(shè)計。選擇傳感器，將選擇的傳感器與A/D轉(zhuǎn)換芯片相連，并通過單片機采集其數(shù)據(jù)。設(shè)計顯示模塊：由led顯示當(dāng)前轉(zhuǎn)速值，畫出電路方框圖，表達主要模塊的功能及他們之間的控制關(guān)系。繪制軟件流程圖，并對軟件進展調(diào)試。利用protel進展原理圖繪制，并利用Proteus進展仿真。論文設(shè)計到達的目標(biāo)：通過本設(shè)計注重培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的根底理論、

3、根本知識、根本技能進展分析和解決實際問題的能力。熟悉和掌握單片機的構(gòu)造和工作原理。通過實際程序設(shè)計和調(diào)試，逐步掌握模塊化程序設(shè)計方法和調(diào)試技術(shù)。通過完成一個包括電路設(shè)計和程序開發(fā)的完整過程，為今后從事相關(guān)工作打下根底。工作進度要求12011/11/01-2011/11/18：畢業(yè)論文選題，審題；22011/11/19-2011/12/15：查閱并整理資料，完成開題報告初稿；32011/12/15-2011/12/31：修改開題報告，定稿后按統(tǒng)一表格打印并上交；42012/01/01-2012/04/15：根據(jù)自己掌握的知識完成論文初稿，并按師學(xué)院畢業(yè)論文格式進展排版；52012/04/16-2

4、012/05/16：學(xué)生在教師指導(dǎo)下修改、完善畢業(yè)論文設(shè)計，并將定稿后的論文設(shè)計按統(tǒng)一格式打印；62012/05/17-2012/05/27：完成論文辯論；指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日二、畢業(yè)論文設(shè)計開題報告課題研究目的在工程實際應(yīng)用中，經(jīng)常遇到各種需要測量轉(zhuǎn)速的場合，如機床主軸、發(fā)動機、電動機、卷揚機等旋轉(zhuǎn)設(shè)備的測試、運轉(zhuǎn)和控制中，測速環(huán)境和精度要求不同，相應(yīng)的測量方法也不同。對*一些問題，轉(zhuǎn)速測量的準(zhǔn)確度要求不高；而對另一些問題，除了要求能準(zhǔn)確的測得轉(zhuǎn)速外，還要保證測量實時性，要求能測得瞬時轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速是電動機極為重要的一個狀態(tài)參數(shù)，其測量精度將直接影響電動機其他參數(shù)的特性的測試以及故障檢測與

5、診斷的準(zhǔn)確性。因此，轉(zhuǎn)速的測量具有重要的意義。本文提出了一種新的數(shù)字式轉(zhuǎn)速測量法，基于AT89C51單片機，利用紅外線檢測傳感器裝置實現(xiàn)脈沖的采集。通過定時計數(shù)算法程序，將轉(zhuǎn)速結(jié)果用LED顯示出來。可以直接對測試的各種參數(shù)進展調(diào)整，而不用去修改程序。這次設(shè)計容包含知識全面，對傳感器測量發(fā)電機轉(zhuǎn)速的不同的方法及原理設(shè)計有較多介紹，在測量系統(tǒng)中能學(xué)到關(guān)于測量轉(zhuǎn)速的傳感器采樣問題，單片機局部的容，顯示局部等各個模塊的通信和協(xié)調(diào)。全面了解單片機和信號放大的具體容。進一步鍛煉我們在信號采集、處理、顯示方面的實際工作能力。課題研究方案1.論文設(shè)計方案1) 2021/01/012021/01/10: 搜集參

6、考資料，研究畢業(yè)設(shè)計課題，熟悉設(shè)計容2) 2021/01/102021/01/20：進展方案論證并確定最終的設(shè)計方案3) 2021/01/20-2012/04/15：根據(jù)自己掌握的知識完成論文初稿，并按師學(xué)院畢業(yè)論文格式進展排版4) 2012/04/16-2012/05/16：在教師指導(dǎo)下修改、完善畢業(yè)論文設(shè)計，并將定稿后的論文設(shè)計按統(tǒng)一格式打印2.論文提綱設(shè)計方案 HYPERLINK l _Toc263116352 第1章緒論 HYPERLINK l _Toc263116353 1.1 轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的開展背景1.2當(dāng)前開展?fàn)顩r HYPERLINK l _Toc263116355 1.3系統(tǒng)研

7、究的容及其組成 HYPERLINK l _Toc263116356 第2章轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)設(shè)計原理 HYPERLINK l _Toc263116357 2.1 AT89C51單片機介紹2.1.1單片機構(gòu)造 2.1.2單片機的引腳及其功能 2.1.3單片機存儲器2.1.4單片機時鐘電路與時序2.1.5中斷控制器2.2 HYPERLINK l _Toc263116363 光電傳感器2.2.1 光電傳感器的工作原理2.2.2 光電傳感器的構(gòu)造形式與類型2.2.3光電傳感器的應(yīng)用 HYPERLINK l _Toc263116370 第3章硬件系統(tǒng)設(shè)計 HYPERLINK l _Toc263116371 3

8、.1 測速信號采集及其處理 HYPERLINK l _Toc263116375 3.2 單片機處理電路設(shè)計 HYPERLINK l _Toc263116379 3.3 顯示局部設(shè)計 HYPERLINK l _Toc263116380 第4章軟件設(shè)計 HYPERLINK l _Toc263116382 4.1程序設(shè)計流程圖 HYPERLINK l _Toc263116383 4.2程序代碼 HYPERLINK l _Toc263116384 第5章系統(tǒng)仿真 HYPERLINK l _Toc2631163855.1 系統(tǒng)仿真 總結(jié)與展望 參考文獻致本課題研究現(xiàn)狀需附適量參考文獻1.光電開關(guān)的應(yīng)用特

9、點和研究狀況1光電傳感器應(yīng)用特點：光電式傳感器是將光信號轉(zhuǎn)化為電信號的傳感器，具有非接觸、高精度、反響快，可靠性好、分辨率高等特點。因此,光電式傳感器在檢測和控制領(lǐng)域中應(yīng)用非常廣泛。常用的光電傳感器有光敏電阻、光電池、光敏二極管、光敏三極管等。利用這些傳感器各自的特點加上巧妙的設(shè)計,光電傳感器幾乎被應(yīng)用于生活的各個方面。2光電傳感器研究狀況:(1)檢測距離長。如果在對射型中保存10m以上的檢測距離等,便能實現(xiàn)其他檢測手段(磁性、超聲波等)無法離檢測。(2)對檢測物體的限制很少 。由于以檢測物體引起的遮光和反射為檢測原理,所以不像接近傳感器等將檢測物體限定在金屬,它可對玻璃.塑料.木材.液體等幾

10、乎所有物體進展檢測。(3)響應(yīng)時間短。光本身為高速,并且傳感器的電路都由電子零件構(gòu)成,所以不包含機械性工作時間,響應(yīng)時間非常短。 (4)分辨率高。能通過高級設(shè)計技術(shù)使投光光束集中在小光點,或通過構(gòu)成特殊的受光光學(xué)系統(tǒng),來實現(xiàn)高分辨率。也可進展微小物體的檢測和高精度的位置檢測。(5)可實現(xiàn)非接觸的檢測?？梢詿o須機械性地接觸檢測物體實現(xiàn)檢測,因此不會對檢測物體和傳感器造成損傷。因此,傳感器能長期使用。(6)可實現(xiàn)顏色判別。通過檢測物體形成的光的反射率和吸收率根據(jù)被投光的光線波長和檢測物體的顏色組合而有所差異。利用這種性質(zhì),可對檢測物體的顏色進展檢測。(7)便于調(diào)整。在投射可視光的類型中,投光光束是

11、眼睛可見的,便于對檢測物體的位置進展調(diào)整。 2.AT89C51單片機的性能介紹及其應(yīng)用狀況1AT89C51介紹：AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。它有40個管腳，分成兩排

12、，每一排各有20個腳，其中左下角標(biāo)有箭頭的為第1腳，然后按逆時針方向依次為第2腳、第3腳第40腳。在40個管腳中，其中有32個腳可用于各種控制，比方控制小燈的亮與滅、控制電機的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)、控制電梯的升與降等，這32個腳叫做單片機的端口，在單片機技術(shù)中，每個端口都有一個特定的名字，比方第一腳的那個端口叫做P10。2AT89C51應(yīng)用狀況：隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)提高，尤其是單片機應(yīng)用技術(shù)以及功能強大，價格低廉的顯著特點，使全數(shù)字化測量轉(zhuǎn)速系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。出于單片機在測量轉(zhuǎn)速方面具有體積小、性能強、本錢低的特點，越來越受到企業(yè)用戶的青睞。對測量轉(zhuǎn)速系統(tǒng)的硬件和編程進展研究，本文介紹了一種基于AT

13、89C51單片機的光電開關(guān)轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的設(shè)計。經(jīng)過仿真測試和軟硬件系統(tǒng)的搭建，本系統(tǒng)滿足設(shè)計要求，且構(gòu)造簡單、實用。系統(tǒng)在降低測速器本錢，提高測速穩(wěn)定性及可靠性等方面有一定價值，具有廣泛的應(yīng)用前景。3.本系統(tǒng)設(shè)計的根本容本設(shè)計針對電機的轉(zhuǎn)速進展測量以單片機為核心對光電開關(guān)產(chǎn)生的數(shù)字信號進展運算，從而測得電機的轉(zhuǎn)速，然后用LED液晶顯示屏把電機的轉(zhuǎn)速顯示出來。即通過光電開關(guān)將電機的轉(zhuǎn)速換成0,1的數(shù)字量，只要轉(zhuǎn)軸每旋轉(zhuǎn)一周，產(chǎn)生一個或者固定多個脈沖，并將脈沖送入單片機中進展計數(shù)和計算，就可得到轉(zhuǎn)速的信息。如圖1。直流電機轉(zhuǎn)動系統(tǒng)光電傳感器信號采集及其處理LED顯示電路AT89C51單片機處理電路

14、圖1主要參考文獻：1郭愛芳，王恒迪。傳感器原理及應(yīng)用M. 電子科技大學(xué)，20072侯玉寶，忠平，成群?；趐roteus的51系列單片機設(shè)計與仿真M.電子工業(yè)，20073卿太泉，郭明瓊。最新傳感器選用手冊M.中國電力，20214余永權(quán)，ATMEL89系列單片機應(yīng)用技術(shù)M.航空航天大學(xué)，20035*煜明，燕. 單片機原理及接口技術(shù)M.：電子工業(yè)，20056蘭吉昌.51單片機應(yīng)用設(shè)計百例M.化學(xué)工業(yè)，20217照章，朱湘臨.光電測速傳感器及其信號調(diào)理電路J.傳感技術(shù).20028王福瑞單片微機測控系統(tǒng)設(shè)計大全M航空航天大學(xué)，19999余永權(quán)，汪明慧，黃英單片機在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用M電子工業(yè)，20031

15、0王曉明.電動機的單片機控制M.航空航天大學(xué)，200211剛，林凌.新概念單片機教程M.*大學(xué)，200712毅剛.單片機原理及應(yīng)用M.高等教育，200313雷思孝，育長單片機系統(tǒng)設(shè)計及工程應(yīng)用M.電子科技大學(xué)14廣弟，朱月秀.單片機根底M(第二版).航空航天大學(xué)，200115中國計量.新編電子電路大全第二卷通用模擬電路M.計量，200116雷玉堂.光電檢測技術(shù)第2版M.中國計量，202117郭培源，付揚.光電檢測技術(shù)與應(yīng)用M.航空航天大學(xué)出版，200618馬忠梅，籍順心等單片機的C語言應(yīng)用程序設(shè)計(第4版)M.航天航空大學(xué)，200719王福瑞單片微機測控系統(tǒng)設(shè)計大全M航空航天大學(xué)，199920勇電機拖動與控制M機械工業(yè)，200121Burr-