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1、白城职业技术学院毕业设计说明书光电式转速仪设计学生姓名：郝春鹏专业班级：电气自动化指导教师：侯雅波职称：起止日期：白城职业技术学院白城职业技术学院毕业设计说明书摘要单片机平台,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-I-白城职业技术学院毕业设计说明书AbstractThispaperint
2、roducesakindofsinglechipmicrocomputerbasedonAT89C51platform,usingphotoelectricsensorimplementationofmotorspeedmeasurementmethods,thehardwaresystemincludesapulsesignalgenerator,apulsesignalprocessinganddisplaymodule,andtheuseofClanguageprogramming,the
3、resultsshowthatthemethodhastheadvantagesofsimplestructure,highprecision,goodstabilityadvantages.Thepaperintroducesthemethodofbasicprinciple,implementationstepsandthedesignofsoftwareandhardware-I-白城职业技术学院毕业设计说明书目录摘要IAbstractII第一章绪论1第二章转速测量系统的原理22.1转速测
4、量方法22.2转速测量原理3第三章利用光电传感器测转速方案5第四章系统硬件设计64.1转速信号采集64.2转速信号处理电路设计84.3单片机AT89C51介绍94.4最小系统的设计134.4.1复位电路（图4.8）：134.4.2晶振电路154.4.3最小系统的仿真164.5显示部分设计18第五章系统软件设计225.1主程序初始化225.2主程序流程图程序流程图24结 论26参 考 文 献27附录A系统总电路图28附录B系统总程序清单29致谢32-31-白城职业技术学院毕业设计说明书第一章绪论
5、 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
6、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测转速无关等优点，具有广阔的应用前景。-31-白城职业技术学院毕业设计说明书第二章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
7、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)、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,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
8、可表示为fx=Nt(1)②测周期法:在被测信号的一个周期内,计数时钟脉冲数m0,则被测信号频率fx=fc/m0,其中,fc为时钟脉冲信号频率。③多周期测频法:在被测信号m1个周期内,计数时钟脉冲数m2,从而得到被测信号频率fx,则fx可以表示为fx=m1fcm2,m1由测量准确度确定。电子式定时计数法测量频率时,其测量准确度主要由两项误差来决定:一项是时基误差;另一项是量化±1误差。当时基误差小于量化±1误差一个或两个数量级时,这时测量准确度主要由量化±1误差来确定。对于测频率法,测量相对误差为
