转速测量显示设计

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1、目录1概述41.1本课题设计的目的和意义51.2数字式转速测量系统的发展背景52系统总体设计52.1系统功能概述42.2系统设计要求和方案53硬件电路设计63.1电路功能模块63.1.1整形电路63.1.2计数电路73.1.3锁存电路93.1.4译码显示电路113.2信号采集模块133.2.1霍尔传感器133.2.2光电传感器143.3仿真电路模块143.3.189C51简介143.3.2单片机最小系统174软件设计194.1程序设计软件介绍194.1.1uVision介绍194.1.2Proteus介绍194.1.3protelDXP介绍204.2程序设计思路2

2、04.2.1定时中断204.2.2转速测量214.3程序功能分析234.4主程序流程图程序流程图25275硬件电路设计275.1电路仿真调试275.2误差分析285.3结论与经验28参考文献29271.绪论1.1本设计课题的目的和意义 在工程实践中,经常会遇到各种需要测量转速的场合,例如在发动机、电动机、卷扬机、机床主轴等旋转设备的试验、运转和控制中,常需要分时或连续测量和显示其转速及瞬时转速。要测速，首先要解决是采样问题。在使用模技术制作测速表时，常用测速发电机的方法，即将测速发电机的转轴与待测轴相连，测速发电机的电压高低反映了转速的高低。为了能精确地测量转速外

3、,还要保证测量的实时性,要求能测得瞬时转速方法。因此转速的测试具有重要的意义。 这次设计内容包含知识全面，对传感器测量发电机转速的不同的方法及原理设计有较多介绍，在测量系统中能学到关于测量转速的传感器采样问题，单片机部分的内容，显示部分等各个模块的通信和联调。全面了解单片机和信号放大的具体内容。进一步锻炼我们在信号采集，处理，显示方面的实际工作能力。1.2数字式转速测量系统的发展背景目前国内外测量电机转速的方法很多，按照不同的理论方法，先后产生过模拟测速法(如离心式转速表、用电机转矩或者电机电枢电动势计算所得)、同步测速法(如机械式或闪光式频闪测速仪)以及计数测速

4、法。计数测速法又可分为机械式定时计数法和电子式定时计数法。传统的电机转速检测多采用测速发电机或光电数字脉冲编码器，也有采用电磁式(利用电磁感应原理或可变磁阻的霍尔元件等)、电容式(对高频振荡进行幅值调制或频率调制)等，还有一些特殊的测速器是利用置于旋转体内的放射性材料来发生脉冲信号．其中应用最广的是光电式，光电式测系统具有低惯性、低噪声、高分辨率和高精度的优点．加之激光光源、光栅、光学码盘、CCD器件、光导纤维等的相继出现和成功应用，使得光电传感器在检测和控制领域得到了广泛的应用。而采用光电传感器的电机转速测量系统测量准确度高、采样速度快、测量范围宽和测量精度与被

5、测转速无关等优点，具有广阔的应用前景。272系统总体设计2.1系统功能概述功能：系统主要实现功能是:AT89C51单片机接收经传感器传来的脉冲信号,单片机根据内部定时器进行记数计算出电机转速送到LED显示，电路主要由四部分组成:整形电路、计数电路、锁存电路、译码显示电路。其功能流程图如下：转速信号拾取整形单片机锁存译码显示图2-1转速测量框图2.2系统要求及主要内容将传感器产生的脉冲信号输出入到单片机的定时器T1，单片机工作在内部定时器工作方式1，对周期信号进行内部记数，调用计算公式算出转速，调用显示程序显示在LED上。基本要求：（1）测量误差范围不超过1圈。主要

6、内容：（1）　单片机部分主要完成电机转速的测量。（2）　LED部分主要是把转速显示出来，显示范围1-9999r/s。272.3电路总体原理图如图2-22-2电路总体原理图273硬件电路设计3.1电路功能模块硬件的功能由总体设计所规定，硬件设计的任务是根据总体设计要求，在选择的机型的基础上，具体确定系统中所要使用的元器件，设计出系统的电路原理图，必要时做一些部件实验，以确定电路图的正确性，并根据系统要求，对硬件电路进行优化。整个单片机测量转速系统为整形电路模块、计数模块、单片机程序模块、译码显示模块，各个模块都承担着各自的任务。3.1.1整形电路整形电路的主要作用是

7、将正弦波信号转化为方波脉冲信号,电路图如3-1。本程序主要采用了施密特触发器CD40106将采集的正弦信号整形为方波信号，整形原理如图3-2。图3-1信号处理电路图图3-2整形原理图CD40106是具有施密特功能的六反相器。施密特触发器具有上限阈值电压和下限阈值电压的特性，且受电源限制。在不同的电源电压下，有不同的阈值。门电路构成的施密特触发器和集成施密特触发器根据其特点不同可以应用到不同的场合。3.1.2计数电路计数电路主要是采用计数器CD4518，CD4518是二、十进制（8421编码）同步加计数器，内含两个单元的加计数器，其功能表如表3-2所示。每单个单元有

8、两个时钟输