基于光电传感器的转速测量系统设计

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1、《传感器原理及应用》创新性应用课题研究报告题目：基于光电传感器的转速测量系统设计学院：自动化工程学院年级专业：2012级电子信息科学与技术姓名:王强董立华周勇宋晓杰任课教师：迟宗涛2015年12月27日摘要：转速是发动机重要的工作参数之一,也是其它参数计算的重要依据。目前常用的转速测量方法有离心式转速表测速法、测速发电机测速法、光电码盘测速法和霍尔元件测速法等。在对各种测速方法进行分析后提出了基于光电传感器的转速测量系统。详细分析了系统的组成及工作原理，给出了系统中各硬件模块设计方法及系统软件设计方法，给出了部分程序流程图和程序清单。该测速系统安装

2、维护方便，工作稳定，运行可靠，具有较大的推广应用价值。关键词：单片机，光电转速传感器，转速测量，数据处理Abstract：Therotatespeedisoneoftheimportantparametersfortheengine,anditisalsotheimportantfactorthatcalculatesotherparameters.Atpresenttherearemanymethodsforthetachometricsurveymeasurement.Afteranalyzevariousrotatespeedmeasurem

3、entmethods,thephotoelectricsensortachometricsurveysystemispresented.Thecompositionandtheprincipleofthesystemarepresented,andthedesignmethodofhardwareandthesoftwarearealsopresented.Thewholesystemhasthebiggerpromotionapplicationvalue.Keywords：single-chipcomputer，photoelectricsen

4、sor，rotatespeedmeasurement，dataprocessing目录1引言42系统组成及工作原理42.1转速测量原理42.2转速测量系统组成框图43系统硬件电路的设计53.1脉冲产生电路设计53.2光电转换及信号调理电路设计63.2.1光电传感器简介63.2.2光电转换及信号调理电路设计73.3测量系统主机部分设计83.3.1单片机83.3.2键盘显示模块设计103.3.3串行通信模块设计123.3.4电源模块设计134系统软件设计144.1主程序设计144.2数据处理过程164.3浮点数学运算程序175制作调试176结果分析19

5、结论20参考文献21致谢221.1引言转速测量是社会生产和日常生活中重要的测量和控制对象。近年来，由于世界范围内对转速测量合理利用的日益重视，促使转速测量技术的迅速发展，各种新型的测量仪表相继问世并越来越多地得到应用。进行转速测量的检测控制，可以使用多种传感器。由于技术保密，厂家不会提供详细电路图和源代码，用户很难自行进行二次开发和改进。针对这种现状，使用光电传感器结合STC公司的STC89C51型单片机设计的一种转速测量与控制系统。STC89C51单片机采用了CMOS工艺和高密度非易失性存储器技术，而且其输入/输出引脚和指令系统都与MCS-51兼

6、容，是开发该系统的适合芯片。一种量大面广的产品，广泛应用于国民经济的各个行业中。而电机的生产王国正在由日本转移到中国，尤其是浙江温州和广东珠三角地区。广东省佛山市顺德区就有大大小小的电机生产厂家上百家，每年生产上亿台电机，同时顺德有许多家电生产厂家，家电中也要大量用到电机，不管是电机生产厂家，还是将电机作为它们的产品中的零部件的厂家，要将它们的产品打到国际市场上，迫切需要IS09002认证，IS09002要求生产产品所用的零部件以及最终的产品都要经过本单位的质量检测，也就是说，在顺德，每年要检测几亿个电机，对电机的测试仪的需求非常迫切。电机测试的参

7、数主要有：效率、功率因数、定子输入电流、转矩、转速等，本课题主要研究转速的测量。转速是发动机重要的工作参数之一,也是其它参数计算的重要依据。目前常用的转速测量方法有离心式转速表测速法、测速发电机测速法、光电码盘测速法和霍尔元件测速法等。在对各种测速方法进行分析后提出了基于光电传感器的转速测量系统。详细分析了系统的组成及工作原理，给出了系统中各硬件模块设计方法及系统软件设计方法，给出了部分程序流程图和程序清单。该测速系统安装维护方便，工作稳定，运行可靠，具有较大的推广应用价值。转速测量通常有以下几种传感器可选：电涡流转速传感器、无源磁电转速传感器、有

8、源磁电转速传感器等。具体需要选择哪类传感器，则要根据转速测量的要求而定。如:低速测量是否需要检测零转速，高速测量的最高转速