基于单片机转速测量系统

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1、摘要介绍了一种基于AT89C51单片机平台,采用光电传感器实施电机转速测量的方法,硬件系统包括脉冲信号产生、脉冲信号处理和显示模块,并采用C语言编程,结果表明该方法具有简单、精度高、稳定性好的优点。介绍了该测速法的基本原理、实现步骤和软硬件设计。【关键词】转速测量;单片机;光电传感器；电机；脉冲。IntroducesakindofbasedonAT89C51platform,adoptingphotoelectricsensormeasurementmethodforimplementingthemot

2、orspeed,hardwaresystemsincludingthepulsesignalgeneration,pulsesignalprocessinganddisplaymodule,andusingClanguageprogram,andtheresultsshowthatthemethodissimple,highprecision,stabilitygoodpoints.Introducesthebasicprincipleofspeedmethod,implementationstepsa

3、ndhardwareandsoftwaredesign.Keywords：Speedmeasurement；microcontroller；Photoelectricsensor；motor；pulse第30页共30页目录摘要11.前言31.1数字式转速测量系统的发展背景31.2本设计课题的目的和意义32.转速测量系统的原理42.1转速测量方法42.2转速测量原理53.系统方案的实现64系统硬件设计74.1转速信号采集74.2转速信号处理电路设计94.3单片机AT89C51介绍104.4最小系统的设计1

4、34.4.1复位电路（图4.8）：134.4.2晶振电路164.4.3最小系统的仿真164.5显示部分设计185.1主程序初始化225.2主程序流程图程序流程图23总结25致谢26附录A系统总电路图28附录B系统总程序清单29第30页共30页1.前言1.1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)以及计数测速法。计数测速法又可分为机械式定时计数法和

5、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

6、量范围宽和测量精度与被测转速无关等优点，具有广阔的应用前景。1.2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,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

7、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，显示发面的实际工作能力。2.转速测量系统的原理2.1转速测量方法转速是指作圆周运动的物体在单位时间内所转过的圈数,其大小及变化往往意味着机器设备运转的正常与否,因此,转速测量一直是工业领域的一个重要问题。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)、

8、同步测速法(如机械式或闪光式频闪测速仪)以及计数测速法。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。本文介绍的采用单片机和光电传感器组成的高精度转速测量系统,第30页共30页其转速测量方法采用的就是电子式定时计数法。对转速的测量实际上是对转子旋转引起的周期脉冲信号的频率进行测量。在频率的工程测量中,电子式定时计数测量频率的方法一般有三种：①测频率法:在一定时间间隔t内,计数被测信号的重复变化次数N,则被测信号的频率fx可表示为fx