基于单片机的转速测量的研究与设计

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1、摘要在摩擦磨损试验的系统中，需要测量转速、转盘表面温度,而单片机作为一款性价比很高的微控制器在测速系统及温控有着广泛的应用。首先，本文叙述了单片机测量转速和温度的系统构成。其次，介绍了一种基于STC89C52单片机的测速测温系统，该系统利用霍尔传感器和DS18B20产生脉冲信号，通过定时算法程序，将转速结果实时显示出来。最后，对测量指标进行了分析、比较并提出改进方案。关键词：单片机；转速测量；温度；霍尔传感器；DS18B20；目录摘要I目录II第一章绪论11.1关于单片机测控系统11.2数字式转速测量系统的发展背景21.3主要内容和存在的问题及研究目的和意义31.3.1研究目的和意义31.3.

2、2研究的主要内容31.3.3需解决的问题3第二章基于单片机的转速测量原理42.1转速的测量原理42.2转速的测量方法52.2.1测频测周法M/T法72.3误差和精度分析72.3.1“M/T法”测量误差分析9第三章基于单片机的温度测量原理43.1数字温度计设计方案43.2方案选择5第四章电机转速测量电路设计103.1硬件电路设计103.2电路工作原理分析11第四章系统程序设计154.1程序设计154.1.1工作方式及控制字设置164.2结果分析和有待解决的问题19结论21致谢22参考文献23附录1原理图24第一章绪论1.1关于单片机测控系统目前，随着芯片技术及单片机功能的不断发展和成熟，单片机技

3、术已经在工业控制系统中得到广泛的应用。如机电典型的应用系统是单片机要完成工业测控功能所必须具备的硬件结构系统，它包括系统扩展和系统配置两部分内容。单片机测控系统组成框图如1-1所示传感器接口与伺服驱动控制接口构成。图1-1单片机测控系统组成框图对于数字量（频率、周期、相位、计数）的采集后可通过I/O口输入，数字脉冲可直接作为计数输入、测试输入、I/O口输入或中断源输入进行事件计数、定时计数、实现脉冲的频率、相位及计数测量。对于模拟量的采集，则应通过A/D变换后送入总线口，I/O口或扩展I/O口，并配以相应的A/D转换控制信号及地址线。对于开关量的采集则一般通过I/O口或扩展I/O口线。应用系统

4、可根据任何一种输入条件或内部运行结果进行输出控制。开关量输出控制有时序开关、逻辑开关、信号开关阵列等，通常，这些开关量也是通过I/O口或扩展I/O口输出。模拟量的输出常为伺服驱动控制，控制输出通过D/A变换后送入伺服驱动电路。与上位机进行通讯的RS232，RS485串行口、微型打印机等常规外设为纯数字信号大都可直接与单片机的数据线或通讯口相连，其标准性和通用性很强，应用十分方便。1.2测量系统的发展背景目前国内外测量电机转速的方法有很多，按照不同的理论方法，先后产生过模拟以及计数测速法。计数测速法有可分为机械式定时计数法或电子式定时计数法。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

5、，也有采用电磁式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、低噪音、高分辨率和高精度的优点。美国Dallas半导体公司的数字化温度传感器DS1820[2]是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器，在其内部使用了在板(ON-B0ARD)专利技术。全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。现在，新一代的DS18B20体积更小、更经济、更灵活。使你可以充分发挥“一线总线”的优点。同DS1820一样，DS18B20也支持“一线总线”接口，测量温度范围为-55°C～+125°C，在-10～+85°C范围内，精度为±

6、0.5°C。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。与前一代产品不同，新的产品支持3V～5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便。而且新一代产品更便宜，体积更小，这就为用最低的成本制作出用途更广，精度更高的便携带的数字温度计提供了可能。1.3主要内容和存在的问题及研究目的和意义1.3.1研究目的和意义在工程实践中，经常会遇到各种需要测量材料耐磨性，及润滑油好坏的场合，要测速、测温首先要解决的采样问题。除了能精确地测量转速、温度外还要保证测量的实时性，因此所以设计一个的精密试验机是具有

7、重要的意义。1.3主要内容和存在的问题及研究目的和意义1.3.1研究目的和意义在工程实践中，经常会遇到各种需要测量材料耐磨性，及润滑油好坏的场合，要测速、测温首先要解决的采样问题。除了能精确地测量转速、温度外还要保证测量的实时性，因此所以设计一个的精密试验机是具有重要的意义。1.3.2研究的主要内容1.根据单片机系统的设计原则，对电动机提出测量方案，构建硬件系统。同时分析接口电路，显示温度，转速。