电机转速测量电路
基于单片机系统的电机转速测量电路设计
2021.02科学技术创新基于单片机系统的电机转速测量电路设计杨扬（徐州工程机械技师学院，江苏徐州221000）1转速测量方法本电路设计转速测量是用增量式编码器结合单片机，采用M/T 法，完成测速工作并显示。
增量式编码器与电机相连，输出信号接入本设计电路,即可实现转速测量及显示。
1.1增量式轴编码器光电轴角编码器,又称轴编码器或光电角位置传感器，是通过两个光敏接收管来转化角度码盘的时序和相位关系，并与单片机、计算机等控制器及显示装置相连接,实现数字测量、数字控制与数字显示。
增量式编码器转轴旋转时，有相应的脉冲输出，轴编码器主要分为增量式、绝对式与混合式3种,其中增量式轴编码器主要用于测量转子速度,绝对式轴编码器主要用于测量转子的空间位置,混合式轴编码器是增量式轴编码器与绝对式轴编码器的组合后端加入处理芯片之后,3种轴编码器都具有测量转子速度与空间位置的功能。
增量式轴编码器的结构如图1。
图1增量式轴码器的结构1.2M/T 法测转速常用的采用旋转编码器的数字测速方法有三种：M 法、T 法、M/T 法。
检测T C 时间内旋转编码器输出的脉冲个数M 1，又检测同一时间间隔的高频时钟脉冲个数M 2，用来计算转速的方法，称作M/T 法测速。
高频脉冲的频率为f 0，则准确的测速时间为Tt ＝M 2/f 0,电机的转速为：采用M/T 法测速时，应保证高频时钟脉冲计数器与旋转编码器计数器同时开启与关闭，以减少误差。
只有捕捉到编码器脉冲前沿时，两个计数器才同时开启与停止计数。
图2M/T 法测速2硬件电路设计单片机测量转速基本原理框图如图3所示，本模块的设计思路是：引入编码器信号，对编码器信号进行简单的整形后，送入光耦将信号隔离，经光耦隔离后信号送入CPLD 进行预处理（辨向、倍频），然后送入单片机计算转速，送入LED 数码管显示。
测速模块由整形电路、cpld 、单片机、LED 显示电路组成。
图3硬件电路设计框图2.1传感器部分主要分为两个部分，第一部分是光电编码器，将电机的转速信号转换为脉冲信号。
一种高灵敏度的电机转速测量仪的制作方法
一种高灵敏度的电机转速测量仪的制作方法引言:电机转速的测量在工业生产中具有很高的重要性。
传统的电机转速测量方法通常采用直接连接传感器或编码器的方式，由于电机转速的高速旋转或是精密机械结构的限制，传感器或编码器的精度存在一定的局限。
为了解决这个问题，我们提出了一种高灵敏度的电机转速测量仪的制作方法。
一、传感器选择:首先，我们需要选择适合的转速传感器。
由于电机转速较高，所以我们需要选择高灵敏度的传感器。
目前市场上常见的电机转速传感器有霍尔传感器、光电编码器和主动式震动传感器等，针对不同的应用场景我们可以选择不同的传感器。
但在此我们推荐使用霍尔传感器，因为它具有高灵敏度、响应速度快、体积小等优点。
二、霍尔传感器安装:将选择好的霍尔传感器安装在电机轴上，要确保传感器与电机轴同轴，使传感器可以准确地感应电机的转动。
安装好传感器后，通过焊接或者插接的方式将霍尔传感器与电路板连接。
三、信号处理电路设计:为了实现高灵敏度的转速测量，我们需要设计一套信号处理电路来放大和滤波传感器的输出信号。
信号处理电路主要包括信号放大器、低通滤波器和数字转速计等部分。
信号放大器：信号放大器用于放大传感器输出的微弱信号，使其能够与后续电路进行兼容。
可以采用运算放大器或者差分放大器等方法设计信号放大器。
低通滤波器：低通滤波器用于滤除信号中的高频噪声，以保证输出信号的稳定性和准确性。
可以采用RC电路或者集成电路来实现低通滤波器。
数字转速计：数字转速计用于将信号转换成数字信号，通过计算器或者单片机来实现测量电机的转速。
可以根据实际需求采用不同的数字转速计电路。
四、电路调试和校准:完成信号处理电路的搭建后，需要对电路进行调试和校准。
首先，通过电路板上的调试开关或者电位器来调整信号放大器的放大倍数，以确保输出信号的幅值在合适的范围内。
然后，通过改变电位器或者调试开关来调整低通滤波器的截止频率，使其能够滤除噪声信号。
最后，通过比较电机转速测量仪测量出的转速与标准转速的差异，进行校准，以提高转速测量的准确性。
基于单片机的电机转速测量系统设计_(附图及源程序)
摘要在工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，测量转速的方法分为模拟式和数字式两种。
模拟式采用测速发电机为检测元件，得到的信号是模拟量。
数字式通常采用光电编码器，霍尔元件等为检测元件，得到的信号是脉冲信号。
随着微型计算机的广泛应用，特别是高性能价格比的单片机的出现，转速测量普遍采用以单片机为核心的数字式测量方法。
本文便是运用AT89C51单片机控制的智能化转速测量仪。
电机在运行过程中，需要对其进行监控，转速是一个必不可少的一个参数。
本系统就是对电机转速进行测量，并可以和PC机进行通信，显示电机的转速，并观察电机运行的基本状况。
本设计主要用AT89C51作为控制核心，由霍尔传感器、LED数码显像管、HIN232CPE电平转换、及RS232构成。
详细介绍了单片机的测量转速系统及PC机与单片机之间的串行通讯。
充分发挥了单片机的性能。
本文重点是测量速度并显示在5位LED数码管上。
其优点硬件是电路简单，软件功能完善，测量速度快、精度高、控制系统可靠，性价比较高等特点。
关键字：MSC-51（单片机）；转速；传感器目录摘要 (1)Abstract .................................... 错误!未定义书签。
1 序言 (1)2 系统功能分析 (2)2.1 系统功能概述 (2)2.2 系统要求及主要内容 (3)3 系统总体设计 (4)3.1 硬件电路设计思路 (4)3.2 软件设计思路 (4)4 硬件电路设计 (6)4.1 单片机模块 (6)4.1.1 处理执行元件 (6)4.1.2 时钟电路 (10)4.1.3 复位电路 (11)4.1.4 显示电路 (12)4.2 霍尔传感器简介 (15)4.2.1 霍尔器件概述 (15)4.2.2 霍尔传感器的应用 (16)4.2.3 AH41霍尔开关 (17)4.3 发送模块 (18)5 软件设计 (22)5.1 单片机转速程序设计思路及过程 (22)5.1.1 单片机程序设计思路 (22)5.1.2 单片机转速计算程序 (23)5.1.3 二-十进制转换程序 (24)5.2 程序设计 (27)6 系统调试 (29)6.1 硬件调试 (29)6.2 软件调试 (30)6.3 综合调试 (32)6.4 故障分析与解决方案 (33)6.5 结论与经验 (34)参考文献 (36)致谢 (37)附录 (38)附录1 电路原理图 (38)附录2 元器件清单 (39)1 序言智能化转速测量可以对电机的转速进行测量，电机在运行的过程中，需要对其平稳性进行监测，适时对转速的测量有效地可以反映电机的状况。
基于逻辑电路的转速检测系统的设计
基于逻辑电路的转速检测系统的设计随着科技的不断发展，各种电子设备不断出现并得到广泛的应用，特别是在工业自动化领域，电子设备的发展更是迅速。
作为其中的重要组成部分，逻辑电路已经被广泛应用。
基于逻辑电路的转速检测系统是这样一种系统，它通过测量电机转速，对电机进行控制，从而实现自动化生产。
一、转速检测的原理转速检测通常使用霍尔传感器或者光电传感器来进行测量。
两种测量方式各有优缺点，根据具体的应用场景选择不同的传感器，以达到最优的效果。
1. 霍尔传感器原理霍尔传感器是一种基于霍尔效应的传感器。
它可以测量磁场强度并将其转化为电压值。
在转速检测中，霍尔传感器通常被放置在电机的旋转轴上，当旋转的磁铁通过传感器时，会产生一个磁场变化，从而产生一个电压值。
经过适当的放大、滤波和处理，可以得到电机的转速。
2. 光电传感器原理光电传感器是一种基于光电效应的传感器。
它可以将光线的变化转化为电压信号。
在转速检测中，光电传感器通常被放置在电机的传动轴上，当旋转的圆盘或铁齿通过传感器时，会遮挡或透过光线，从而产生一个电压信号。
通过适当的处理，可以得到电机的转速。
二、逻辑电路的设计逻辑电路主要用于对测量的电信号进行处理和控制。
转速检测系统中，逻辑电路的设计要根据具体的应用场景进行选择。
1. 基于单片机的逻辑电路设计单片机是一种常见的逻辑电路，它可以对电信号进行处理和控制。
在转速检测中，单片机可以通过读取传感器的电压信号，并进行适当的处理，得到电机的转速。
控制电机的速度可以通过单片机输出控制信号，调整电机转速。
单片机的优点是设计灵活，可以根据具体的应用场景进行选择，但是需要进行编程。
2. 基于逻辑门的逻辑电路设计逻辑门是逻辑电路的基本组成部分，可以方便地实现布尔运算。
在转速检测中，逻辑门可以通过布尔运算，对测量的电信号进行处理和控制。
例如，可以使用或门将多个传感器的信号进行合并，得到更为准确的转速值。
逻辑门的优点是成本较低，不需要编程，但是不如单片机设计灵活。
步进电机转速和步数检测设计
步进电机转速和步数检测设计方案一：利用光电开关1、原理介绍光电开关(光电传感器)是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。
物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。
光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。
工作原理如图所示。
多数光电开关选用的是波长接近可见光的红外线光波型。
图3-2 光电开关工作原理图2、术语解释（1）检测距离：是指检测体按一定方式移动，当开关动作时测得的基准位置(光电开关的感应表面)到检测面的空间距离。
额定动作距离指接近开关动作距离的标称值。
（2）回差距离：动作距离与复位距离之间的绝对值。
（3）响应频率：在规定的1s的时间间隔内，允许光电开关动作循环的次数。
（4）输出状态：分常开和常闭。
当无检测物体时，常开型的光电开关所接通的负载由于光电开关内部的输出晶体管的截止而不工作，当检测到物体时，晶体管导通，负载得电工作。
（5）检测方式：根据光电开关在检测物体时发射器所发出的光线被折回到接收器的途径的不同，可分为漫反射式、镜反射式、对射式等。
（6）输出形式：分NPN 二线、NPN 三线、NPN四线、PNP二线、PNP三线、PNP四线、AC二线、AC 五线(自带继电器)，及直流NPN／PNP／常开／常闭多功能等几种常用的输出形式。
（7）表面反射率：漫反射式光电开关发出的光线需要经检测物表面才能反射回漫反射开关的接受器，所以检测距离和被检测物体的表面反射率将决定接受器接收到光线的强度。
粗糙的表面反射回的光线强度必将小于光滑表面反射回的强度，而且，被检测物体的表面必须垂直于光电开关的发射光线。
（8）环境特性：光电开关应用的环境亦会影响其长期工作可靠性。
当光电开关工作于最大检测距离状态时，由于光学透镜会被环境中的污物粘住，甚至会被一些强酸性物质腐蚀，以至其使用参数和可靠性降低。
霍尔传感器 测转速
HAL3144高灵敏度单极性霍尔开关
• HAL3144E是一款采用 双极性工艺技术的单 极性霍尔效应传感器 IC，响应速度快，灵 敏度高，具有略高的 工作温度范围及可靠 性，它由反向电压器 、电压调整器、霍尔 电压发生器、信号放 大器、施密特触发器 和集电极开路的输出 级组成。
HAL3144霍尔开关的接口图
/*--------------------向LCD1602写数据--------------------*/
void write_data(uchar data0) { rs=1; //选着写数据 rw=0; P0=data0; //向LCD写数据 lcdcs=1; //信号使能端高电平 lcdcs=0; //信号使能端低电平 } /*-------------------------------------------------------*/
/*-----------------------数据处理------------------------*/ void disp_count() { display[7]=(zhuan/1000+'0'); //转换转速的千位 display[8]=(zhuan/100%10+'0'); //转换转速的百位 display[9]=(zhuan/10%10+'0'); //转换转速的十位 display[10]=(zhuan%10+'0'); //转换转速的个位 } /*-------------------------------------------------------*/
液晶显示部分： 显示部分有两个功能，在正常情况下，通过液晶 显示当前转速值，当电机的转速超过设定值通过
电机转速测量系统设计
电机转速测量系统设计引言：在工业生产中，电机的转速是一个非常重要的参数，对于电机的控制和监测具有极大的意义。
因此，设计一个准确测量电机转速的系统是至关重要的。
本文将详细介绍一个电机转速测量系统的设计，包括硬件设计和软件设计。
1.系统硬件设计：（1）传感器选择：电机转速的测量可以采用多种不同的传感器，如光电编码器、霍尔效应传感器等。
根据转速范围和实际需求，选择合适的传感器。
例如，对于高速电机，光电编码器是一个较好的选择，而对于低速电机，霍尔效应传感器更为合适。
（2）电路设计：根据所选传感器的特性，设计合适的电路来接收和处理传感器输出的信号。
电路应包括信号放大器、滤波器和适当的保护电路，以确保对传感器输出信号的准确测量和可靠性。
（3）ADC选择：传感器输出的信号是模拟信号，需要将其转换为数字信号以进行处理和分析。
选择合适的ADC（模数转换器）来实现信号转换。
ADC的选择应考虑到转换精度、速度和功耗等因素。
2.系统软件设计：（1）信号处理：通过ADC获取的数字信号可以通过软件进行进一步处理。
根据具体需求，可以采用滤波、放大、平均等方法来提高测量精度和减小噪声干扰。
（2）算法设计：根据测量需求和应用场景，设计合适的算法来计算电机的转速。
常用的算法包括脉冲计数法、相位差法和频率计算法等。
选择合适的算法需要考虑测量精度、实时性和系统复杂度等因素。
（3）界面设计：为了方便用户对电机转速进行监测和控制，可以设计一个用户界面来显示测量结果和提供控制功能。
界面可以采用图形界面或者命令行界面，具体设计需要根据用户需求和系统复杂度进行选择。
3.系统测试和优化：完成硬件和软件设计后，需要对系统进行测试和优化。
测试过程中应验证系统的测量精度、稳定性和响应时间等指标。
如果存在问题，需要对系统进行优化和调整，直到满足设计要求为止。
总结：电机转速测量系统是一个重要的控制和监测系统，其准确性和可靠性直接影响到电机的运行和维护。
本文给出了一个电机转速测量系统的设计流程，包括硬件设计和软件设计。
一种基于PLC的电机转速测量电路设计
毕业设计（论文）论文题目:一种基于PLC的电机转速测量电路设计教学点：指导老师：职称：学生姓名:学号：专业：学校成教院制20 年 1月 12 日题目：一种基于PLC的电机转速测量电路设计任务与要求：工业现场往往存在许多的干扰因素，因此工业测控系统中普遍采用数字式转速测量方法.目前plc因其高可靠性已经成为工业控制的一个重要设备。
采用plc测量电机转速可以保证测量的稳定性和高精度。
时间：2010 年 11 月 10 日至 2011 年 1 月 15 日共 9 周教学点：学生姓名：学号：专业：电气自动化技术指导单位或教研室：电气自动化教研室指导教师: 职称：讲师学校成教院制毕业设计（论文）进度计划表本表作评定学生平时成绩的依据之一。
摘要介绍电机转速测量电路的设计方案，对其软硬件的实现方法进行了介绍，该系统在实际工程应用中,具有较好的稳定性和精度。
转速是电动机重要的基本状态参数，在很多运动系统的测控中,都需要对电机的转速进行测量，测量的精度直接影响系统的控制情况，只有转速的高精度检测才能得到高精度的控制系统。
目前工业中测量转速的方式主要有两种。
一种是将转速转化为模拟信号，对模拟信号进行测量。
如测速发电机是将转速直接转换为电压信号，然后测量其电压。
这种方法的缺点是被测信号易受电磁干扰和温度变化的影响。
另一种是将转速信号转化为脉冲信号，然后用数字系统内部的时钟来对脉冲信号的频率进行测量.这种方法的优点在于抗干扰能力强、不受温度变化影响、稳定性好。
工业现场往往存在许多的干扰因素，因此工业测控系统中普遍采用数字式转速测量方法。
目前plc因其高可靠性已经成为工业控制的一个重要设备。
采用plc测量电机转速可以保证测量的稳定性和高精度。
关键词：PLC、转速测量、稳定性、高精度（基于PLC的电机转速测量电路设计）ABSTRACTThe paper presents a design to measure speed of motor based on PLC,and also introduces the project of the design and implementation method of the software and hardware．This systems applied to engineering and acquires a very good result．Start in the process，if a failure occurred，the protection PLC corresponding action. Start after the completion of "motor on / off indicator light" the electrical normal operation. Running process, PLC followed by motor cycle test whether there has been a phase short circuit，breaking phase，low-voltage, single—phase - to—ground, overload，over—current fault, and so, if occurred, PLC protection action accordingly. Shutdown, PLC received shutdown orders, tripping circuit breakers, "Motor on / off indicator light” eliminate. Fault sound and light alarm at the ”Alarm reset button” reset. This choice is based on the design of the motor PLC fault diagnosis system design。
直流电机转速测量系统的设计
一、概述该课程设计是关于直流电动机转速的测量。
转速是电动机极为重要的一个状态参数，一般是指电机转子的每分钟转数，通常用r/min表示。
本次课程设计选用光电测速法，测量电路由光电转换电路，整形电路，晶体振荡电路，分频电路，倍频电路，时序控制电路和计数、译码、驱动、显示电路构成，电机转速的测量范围为600r/min~30000r/min，测量的相对误差＜1%并用5位LED数码管显示出相应的电机转速。
本次课设需满足以下设计要求：1根据技术指标，设计各部分电路并确定元器件参数；2. 用5位LED数码管显示出相应的电机转速；3. 画出电路原理图（元器件标准化，电路图要规范化）。
二、方案论证本课程设计是设计电机转速测量系统，采用光电测速方案，将转速信号转化为脉冲信号，然后用数字系统内部的时钟来对脉冲信号的频率进行测量，方案中包括光电转换电路，整形电路，闸门电路，晶体振荡电路，分频电路，倍频电路，控制电路和计数、译码、驱动、显示电路。
原理方框图如图1所示：图1电机转速测量系统原理框图在电动机转轴上安装一个圆盘，在圆盘上打6个均匀小孔。
当电动机旋转时光源通过小孔投射到光敏三极管上，就产生了一序列的脉冲信号，光敏三极管产生的脉冲信号频率与电机转速成正比。
脉冲信号经过整形电路转变成方波，再用二倍频电路使整形后的信号频率变为原来的二倍。
再由晶体振荡电路输出的信号经过215分频电路,产生1Hz的基准信号，再经过10分频，便可产生一个0.1Hz的基准信号，该基准信号用来控制闸门电路，把经过倍频的光电转换后的信号计数并显示出来三、电路设计1.光电转换电路在该部分可以用发光元件作为光的发射部分，可以选择发光二极管作发光元件，接收部分则要选择光敏三级管作为接受部件。
其原理是用光敏三极管接收发光二极管通过小孔发射过来的光信号。
在电机的转轴上安装上已打好6个均匀小孔的圆盘，让发光二极管与光敏三极管通过小孔相对，这样电机每转动一周，光线就会相应通过小孔6次，因为光电转换器受光一次就会产生一个脉冲，所以说电机在每转一周后就会相应的产生了6个脉冲。
霍尔传感器组成的转速测量电路概要
霍尔传感器组成的转速测量电路报告书姓 名 王强 学 号 20086553 院、系、部 电气系专 业电气工程及其自动化※※※※※※※※※ ※※※※※※2008级测试技术课程设计1 课程设计任务书在工农业生产和工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，测量转速的方法分为模拟式和数字式两种。
模拟式采用测速发电机为检测元件，得到的信号是模拟量，控制系统的硬件部分非常复杂，功能单一，而且系统非常不灵活、调试困难。
数字式通常采用光电编码器、圆光栅、霍尔元件等为检测元件，得到的信号是脉冲信号。
单片机技术的日新月异，特别是高性能价格比的单片机的出现，转速测量普遍采用以单片机为核心的数字式测量方法，使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成。
采用单片机构成控制系统，可以节约人力资源和降低系统成本，从而有效的提高工作效率。
本课题，是要利用霍尔传感器来测量转速。
由磁场的变化来使霍尔传感器产生脉冲，由单片机计数，经过数据计算转化成所测转速，再由数码管显示出来。
一、主要内容利用强磁铁与霍尔元件组成测试转体转速的测量电路，包括计数与显示电路。
二、基本要求1. 实现基本功能2．完成3000字设计报告3. 画出电路图4. 发挥部分，设计超速报警，完成信号传输。
三、主要技术指标（或研究方法）测量范围0—6000r/min精度±5r/min工作电压5V～12V工作电流低于500mA工作环境温度-60℃～65℃四、应收集的资料及参考文献霍尔元件原理与应用显示元件原理数据采样整理单2 概述2.1 系统组成框图在测量电机转速时我们从采用了电磁感应式传感器。
当电机转动时，带动传感器。
这种传感器可以将转速信号转变成一个对应频率的脉冲信号输出，经过信号处理后输出到计数器。
脉冲信号的频率与电机的转速是一种线性的正比关系，因此对电机转速的测量，实质上是对脉冲信号的频率的测量。
本课题采是以STC89C52单片机为核心将处理好的信号经过数据处理转换成所测得的实际十进制信号的系统。
一种基于PLC的电机转速测量电路设计
一种基于Y \A 的电机转速测量电路设计姚志恩B !E!胡其谦E!B M 东南大学"江苏南京E B &&Q G #E M 浙江信息工程学校"浙江湖州%B %&&&$D./0123,4!/*07)/#J//>45!4,4)6*0/>43Y \A O #B-/’4+B !E !.6I’1’(+E"B M .4323*3;31</)01,=!C *3e 132E B &&Q G !A :13*#E M ‘:/e 1*32c 354)L *,143"3213//)132#+:44-!879:47%B %&&&!A :13*$!!摘要%介绍电机转速测量电路的设计方案"对其软硬件的实现方法进行了介绍"该系统在实际工程应用中"具有较好的稳定性和精度&关键词%Y \A #转速测量#稳定性#高精度中图分类号%?Y E ’$M F 文献标识码%6文章编号%B &&B E E F ’"E &&G $&F &&G F &E收稿日期%E &&F B E B Q#89:;(<:%?:/J *J /)J )/0/3,0*>/0123,4L /*0H 7)/0J //>45L 4,4)K *0/>43Y \A !*3>*-0413,)4H >7+/0,:/J )4e /+,45,:/>/0123*3>1L J -/L /3,*,143L /,:4>45,:/045,I *)/*3>:*)>I *)/M ?:100=0,/L 10*J J -1/>,4/3213//)132*3>*+a 71)/0*</)=244>)/07-,M34=>);?9%Y \A #L /*07)1320J //>#0,/*>=#:12:J)/+10143&!引言电机测速技术是电机调速控制系统中的一个重要问题!稳定性和高精度是衡量测速系统的技术指标&目前Y \A 已经成为工业控制的一个重要设备!而工业现场往往存在许多的干扰因素!因此如何实现Y \A 控制系统中电机测速的稳定性和高精度是一个值得研究的问题&B !转速测量在实际生产中!转速的测量有许多方法!如光电技术’测速发电机等!但这些方法有的要求工作环境整洁!有的造价很高!这与工业生产的环境和低成本的要求不适应!采用集成霍尔元件检测具有成本低’灵敏度高及输出特性好的特点(B )&如图B 所示!在图B !转速测量示意图电机轴上镶嵌一块永久磁铁!集成霍尔元件采用E ’G o Q %B (!固定在离磁铁%L L 左右!背侧正对永久磁铁!当转轴转动时!永久磁铁从霍尔元件背侧经过!检测到的信号送入放大整形电路如图E 所示&霍尔元件的工作电压为F )B E W !^B 为上拉电阻!磁铁经过时!%脚从&W 变为BW !通过三极管输出脉冲波!其频率即为转速大小&图E !放大整形电路图E !抗干扰设计由于工业现场存在较多的干扰因素!对转速测量的稳定和精确带来较大的影响&由检测电路可知!转速的大小取决于脉冲的数量!与脉冲间的相位无关!而且电机的转速变化是一个惯性环节!不存在突变的可能!因此可以采用锁相环电路的设计来减小现场干扰的影响!提高测量稳定性和精度(E )&锁相环电路原理如图%*所示!锁相环"Y \\$由环路鉴相器"Y .$’低通滤波器"\Y $和压控振荡器"W A b $组成&锁相环具有频率跟踪特性!当锁相环锁定时!输出电压C ]"F $的频率和输入信号C %"F $的频率相同!而这E 个信号的相位是可以不相等的!即C ]"F $*F G *+机械与电子,E &&G "F$的频率和C %!F "的频率完全相同#它们的相位保持恒定$鉴相器是一个相位比较器#起测量作用#其输出电压C .!F "是C ]!F "和C %!F "相位差的函数#低通滤波器主要作用是滤除鉴相器输出电压中的高频分量#将低频分量C A !F "送入压控振荡器#压控振荡器的输出C ]!F "的频率随C A !F "的变化而变化#如果C ]!F "和C %!F "的频率不一样#鉴相器输出电压经过低通滤波器控制压控振荡频率#使其频率作相应的改变#最后使C ]!F "和C %!F "的频率达到相等而相位差恒定$恒定的相位差使鉴相器维持一恒定的电压输出#通过低通滤波器去控制压控振荡器的输出频率和输入频率相同#即C ]!F "和C %!F "被锁相环锁定$锁相环的实现电路如图%K 所示$图%!锁相环电路图%!Y \A 软件设计Y \A 主要用于转速测量数据的处理#其程序结构如图$所示$计数脉冲由采样器进行脉冲采样#图$!Y \A 程序结构图采样器相当于一个开关#由控制脉冲进行控制$当控制脉冲允许时#计数脉冲进入计数器计数#当控制脉冲关闭采样器时#计数器中的数据转换成速度数据并显示输出#然后计数器清零#等待进入下一次控制脉冲$!M "!控制脉冲Y \A 产生的控制脉冲时序如图F 所示#在采样图F !控制脉冲时序图期间接通计数器与Y \A 的脉冲输入接口#使脉冲计数器开始计数$U B ’%G &&L L 13’!B"式中!U B 采样时间!L L 13电机最小转速!%G &&L L 13’取整数在Y \A 程序中电机转速测量按式!E "计算(L S G &$&U B!E "式中!L电机转速!$U B 时间内脉冲计数个数U B 的取值必须保证在采样期间内#Y \A 计数器的脉冲输入有B 个以上#由于电机的实际使用转速大多在几百以上#因此在大多数情况下U B 取B0即可#B0内计数器的值乘以G &便为电机转速$利用控制脉冲的下降沿#首先将采样时间段内的计数值输出保存#然后计数器清零$在数据处理时间!U E "用计数器输出值在下一个采样时间来临前去刷新处理其它程序$由于Y \A 是以反复扫描的方式工作#循环连续的逐条执行程序#任意时刻只能执行一条指令#因此必须考虑采样数据在其它程序中的处理时间#一般要求大于扫描周期!扫描周期主要取决于工作程序的长短"$由于电机的转速变化是一个惯性环节#因此数据处理的时间可以设计为U E ’U B $!M #!程序实现松下(Y B 系列Y \A 转速测量的梯形图如图G 所示$利用E 个定时器来实现控制脉冲#?&定时器图G !Y \A 梯形图)G G )*机械与电子+E &&G !F"+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++时间为B0!?B 定时器时间为E0!?&常开触点的波形满足控制脉冲的要求!采样时间为B0!数据处理时间为B0"将计数器利用一个闲置中间继电器^&的常闭触点设置计数器为加法计数器"]&为脉冲输入点!利用上升沿微分指令设置为脉冲上升沿计数!利用?&的常开触点保证只在控制脉冲采样时间内计数"利用?&的常闭触点使计数器在控制脉冲关闭时及时清零"利用下降沿微分指令和?&的常开触点!使计数器中测量数据.?&在控制脉冲下降沿时!传送到.?B 并在数据处理时间内锁存#%$"$!结束语上述Y \A 的电机转速测量电路具有制作简单!成本低的优势!硬件电路和软件的设计增强了系统的抗干扰性能!增加了测量的稳定性"在实际使用中转速测量的相对误差在B i 以内!较好地满足了电机速度检测和电机调速系统的应用"参考文献%#B $!何希才M传感器及其应用#!$M 北京%国防工业出版社!E &&B M#E $!孙传友!等M 测控电路及装置#!$M 北京%北京航空航天大学出版社!E &&E M#%$!常斗南M可编程序控制器原理&应用&实验#!$M 北京%机械工业出版社!B Q Q P M作者简介%姚志恩!’B Q ’%O (!男!浙江湖州人!东南大学硕士研究生!浙江信息工程学校讲师!主要从事信号与信息处理)自动化方向研究"一种离合器装置电磁铁的设计王!鹏!李平康!张!伟!董海薇!高小明!北京交通大学"北京B &&&$$#./012345"-/+,)4L *23/,13,:/A -7,+:"a 71JL /3,N #$%Q 4+,!5"Q ’+,S (+,!-.#$%N 4’!G B $%.(’>4’!%#B&’()L ’+,’6/1e 132[1*4?432;31</)01,=!6/1e 132B&&&$$!A :13*(!!摘要$介绍了一种电磁驱动离合器装置"对电磁铁的吸力及其工作情况的温升进行了计算"与相关的试验结果进行了比较与验证"选择出了吸力大小合适%温升不高且能长时间工作的电磁铁"并在人工模拟降雨试验装置中得到了实际的应用"达到了预期的效果&关键词%电磁铁*温升*吸力*模拟降雨中图分类号%?Y E &E M B 文献标识码%6文章编号%B &&B E E F ’’E &&G (&F &&G ’&%收稿日期%E &&G &B &$#89:;(<:%D 3/-/+,)4L *23/,>)1</+-7,+:/a 71J H L /3,10>/</-4J />M ?://-/+,)4L *23/,1+54)+/*3>,:/,/L J /)*,7)/)1013245/-/+,)4L *23/,*)/*3*H -=9/>*3>+*-+7-*,/>I :/3,:/+-7,+:I 4)_013)/*-/3213//)132*J J-1+*,143M ?:/+*-+7-*,/>)/07-,0*)/+4L J *)/>I 1,:,:*,45,:/13,/))/-*,/>/R J /)1L /3,54)<*-1>*,132,:/+*-+7-*,1430M ?://-/+,)4L *23/,I 1,:*J J )4J )1*,//-/+,)4L *23/,1+54)+/*3>,/L J /)H *,7)/)10132100/-/+,/>M ?:/0/-/+,/>/-/+,)4L *23/,+*3I 4)_13*-432J /)14>,1L /I 1,:0*5/,=M ?:/)/H 07-,0:*</K //370/>13,:/*),151+1*-)*135*--01L 7-*H ,4)J )*+,1+/M34=>);?9%/-/+,)4L *23/,*,/L J /)*,7)/)10/*/H -/+,)4L *23/,1+54)+/**),151+1*-)*135*--B !电磁制动离合器装置人工模拟降雨实验装置是一种槽式)下喷人工模拟降雨实验装置#B $!它要求当离合器每次都停留在一个位置时!其所对应的喷头也正好停留在降雨隔罩的一侧!所以对离合器的离合时间和分离位置均有要求"&’G &+机械与电子,E &&G ’F(。
霍尔传感器测量电机转速
霍尔传感器测量电机转速一、背景随着单片机的不断推陈出新，特别是高性价比的单片机的涌现，转速测量控制普遍采用了以单片机为核心的数字化、智能化的系统。
本文介绍了一种由单片机C8051F060作为主控制器，使用霍尔传感器进行测量的直流电机转速测量系统。
二、工作原理1、转速测量原理转速的测量方法很多，根据脉冲计数来实现转速测量的方法主要有M法(测频法)、T法(测周期法)和MPT法(频率周期法)，该系统采用了M法(测频法)。
由于转速是以单位时间内转数来衡量，在变换过程中多数是有规律的重复运动。
根据霍尔效应原理，将一块永久磁钢固定在电机转轴上的转盘边沿，转盘随测轴旋转，磁钢也将跟着同步旋转，在转盘下方安装一个霍尔器件，转盘随轴旋转时，受磁钢所产生的磁场的影响，霍尔器件输出脉冲信号，其频率和转速成正比。
脉冲信号的周期与电机的转速有以下关系：式中：n为电机转速；P为电机转一圈的脉冲数；T为输出方波信号周期根据式(1)即可计算出直流电机的转速。
霍尔器件是由半导体材料制成的一种薄片，在垂直于平面方向上施加外磁场B，在沿平面方向两端加外电场，则使电子在磁场中运动，结果在器件的2个侧面之间产生霍尔电势。
其大小和外磁场及电流大小成比例。
霍尔开关传感器由于其体积小、无触点、动态特性好、使用寿命长等特点，故在测量转动物体旋转速度领域得到了广泛应用。
在这里选用美国史普拉格公司(SPRA GUE)生产的3000系列霍尔开关传感器3013，它是一种硅单片集成电路，器件的内部含有稳压电路、霍尔电势发生器、放大器、史密特触发器和集电极开路输出电路，具有工作电压范围宽、可靠性高、外电路简单<输出电平可与各种数字电路兼容等特点。
2、转速控制原理直流电机的转速与施加于电机两端的电压大小有关，可以采用C805 1F060片内的D／A转换器DAC0的输出控制直流电机的电压从而控制电机的转速。
在这里采用简单的比例调节器算法(简单的加一、减一法)。
霍尔传感器组成的转速测量电路
1课程设计任务书测速是工农业生产中经常遇到的问题，学会使用单片机技术设计测速仪表具有很重要的意义。
要测速，首先要解决是采样的问题。
在使用模拟技术制作测速表时，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。
使用单片机进行测速，可以使用简单的脉冲计数法。
只要转轴每旋转一周，产生一个或固定的多个脉冲，并将脉冲送入单片机中进行计数，即可获得转速的信息。
本课题采用的是系统硬件原理框图如图1-1：一、主要内容利用强磁铁与霍尔元件组成测试转体转速的测量电路，包括计数与显示电路。
二、基本要求1. 实现基本功能2．完成3000字设计报告3. 画出电路图4. 发挥部分，设计超速报警，完成信号传输。
三、主要技术指标（或研究方法）测量范围 0—6000r/min精度±5r/min工作电压 5V～12V 5V～12V工作电流低于500mA工作环境温度-60℃～65℃四、应收集的资料及参考文献霍尔元件原理与应用显示元件原理数据采样整理单元2 霍尔传感器转速测量系统硬件设计2.1 电机转速测量系统的硬件电路设计2.1.1 总体硬件设计使用单片机测量电机转速的基本结构如图2-1所示。
该系统包括霍尔传感器、隔离整形电路、主CPU、显示电路、报警电路及电源等部分。
图2-1 系统总体结构图其测量过程是测量转速的霍尔传感器和电机机轴同轴连接，机轴每转一周，产生一定量的脉冲个数，由霍尔器件电路输出。
经过电耦合器后，即经过隔离整形电路后，成为转数计数器的计数脉冲。
同时霍尔传感器电路输出幅度为12V的脉冲经光电耦合后降为5V，保持同单片机AT89C51逻辑电平相一致，控制计数时间，即可实现计数器的计数值对应机轴的转速值。
主CPU将该值数据处理后，在LCD液晶显示器上显示出来。
一旦超速，CPU通过喇叭和转灯发出声、光报警信号。
1.传感器部分主要分为两个部分。
第一部分是利用霍尔器件将电机的转速转化为脉冲信号。
直流电机的转速检测及电路设计
摘要在电气时代的今天，电动机在工农业生产与人们日常生活中都起着十分重要的作用。
直流电机作为最常见的一种电机，具有非常优秀的线性机械特性、较宽的调速范围、良好的起动性以及简单的控制电路等优点，因此在社会的各个领域中都得到了十分广泛的应用。
系统主要功能是：AT89C51单片机接受霍尔传感器传来的脉冲信号，单片机根据外部中断，以及内部定时器进行计数计算出电机转速送到LED并显示，外部装有蜂鸣器电路，在超速或低俗过低都会停止电动机，蜂鸣器发音，显示器不显示，从实用角度看，评价一个系统实用价值的重要标准，就是这个系统对社会生活和科技观念有多大的贡献。
本设计以单片机为核心设计一个电动机转速测定及数据显示控制系统，要求对转速范围在0-3000r/min的直流调速电动机进行测量并显示，转速数据显示精度要达到转速个位数，有转速高、低限报警提示。
本设计使用6V直流电机。
将霍尔传感器产生的脉冲信号输入到单片机外部中断0口，单片机工作在内部定时器工作方式0，对周期信号进行计数，调用计算公式计算出转速，调用显示程序在LED上，其主要内容是单片机部分主要完成电机转速的测量，LED显示部分主要是把转速显示出来，显示范围在0-3000r/min之间。
本设计主要研究直流电机的控制和测量方法，效率高，电路简单，使用也比较广泛，测速系统采用集成霍尔传感器敏感速率信号，具有频率响应快、抗干扰能力强等特点。
从而对电机的控制精度、响应速度以及节约能源等都具有重要意义。
关键词：单片机霍尔IC传感器 , DAC0832 直流电动机转速流程图A/D 和D/A转换器目录摘要 (2)第一章：引言 (5)第二章：系统功能分析 (7)2.1 系统功能概述 (7)2.2 系统要求及主要内容 (7)2.3 系统技术指标 (7)第三章：系统总体设计 (8)3.1 硬件电路设计思路 (8)3.2 软件设计思路 (9)第四章：硬件电路设计 (8)4.1 单片机描述 (12)4.1.1 AT89C51引脚及作用 (12)4.1.2 ULN2003引脚图及功能 (13)4.2 外围电路设计 (14)4.2.1时钟电路 (14)4.2.2复位电路 (14)4.2.3测速电路 (15)4.2.4报警电路 (16)4.2.5显示电路 (16)4.2.6 74HC573引脚图及功能 (18)第五章：软件电路设计 (20)第六章：系统调试 (23)6.1 硬件调试 (23)6.2 软件调试 (24)6.3 综合调试 (24)6.4 故障分析与解决方案 (24)6.4.1 故障出现情况 (24)6.4.2 解决方案 (25)第七章：结论 (30)参考文献 (31)致谢 (28)附录 (29)第一章引言电子技术的高速发展，促使直流电机调速逐步从模拟化向数字化转变，特别是单片机技术的应用，使直流电机调速技术进入到一个新的阶段。
电机三相波形转换为方波测量转速的方法 -回复
电机三相波形转换为方波测量转速的方法-回复电机的转速是工业过程中很重要的参数之一。
为了测量电机的转速，通常可以利用电机的三相波形来进行转速测量。
本文将一步一步地回答如何通过电机的三相波形转换为方波来测量电机的转速。
首先，我们需要了解电机的三相波形。
电机的三相波形是指电机在工作过程中的三个相位的电压或电流随时间的变化曲线。
在正常运行的情况下，电机的三相波形呈现周期性的波形。
通常情况下，电机的三相波形是正弦波形，但也可能存在其他形式的波形，如方波形。
要将电机的三相波形转换为方波来测量转速，首先需要采集电机的三相波形信号。
可以通过使用传感器来采集电机的三相电流或电压信号。
传感器可以是霍尔传感器、电流互感器、电压互感器等。
这些传感器可以将电机的三相波形信号转换为对应的电压或电流信号。
然后，将采集到的三相波形信号输入到一个波形转换电路中。
波形转换电路的主要作用是将输入的波形信号转换为方波信号。
波形转换电路可以采用数字电路或模拟电路实现。
对于三相波形到方波的转换，常用的电路实现方法有比较器电路、Schmidt触发器电路等。
比较器电路是将输入波形信号与一个比较电压进行比较，当输入波形信号大于比较电压时，输出高电平；当输入波形信号小于比较电压时，输出低电平。
比较器电路可以在一个周期内将输入的三相波形信号转换为方波信号。
Schmidt触发器电路是将输入波形信号通过一个比较门电路生成方波信号。
当输入波形信号超过门限电压时，输出高电平；当输入波形信号低于门限电压时，输出低电平。
Schmidt触发器电路可以实现对三相波形信号的转换。
接下来，测量转速的方法有多种。
一种常用的方法是利用方波的周期来计算电机的转速。
方波的周期是方波波形从一个上升沿到下一个上升沿之间的时间间隔。
利用方波的周期可以计算出电机每分钟的转数（rpm）。
为了计算电机的转速，可以将方波信号输入到一个计数器或频率计中。
计数器可以计算方波的上升沿的个数，从而得到方波的周期。
电机转速、电流、电压测量方法与原理
电机转速、电流、电压测量方法与原理-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1姓名：张廷刚学号：64 研究方向：电力电子1、电流的检测方法电机控制系统的中的电流检测主要是对电机定子电流进行检测，电流检测的常用方法主要有：采样电阻法、电流互感器法、霍尔电流传感器法等。
采样电阻法采样电阻测电流的原理：将采样电阻串接在要监测的电路回路里，电流流过时，在采样电阻两端产生压降，这样就把电流信号转化为电压信号。
然后，对该电压信号进行处理变换，输入到微处理器的A/D单元，完成检测的目的。
采样电阻的使用条件使用采样电阻检测方法实现简单，成本低，但是很难做到电阻值稳定不变，采样精度不高，不能提供准确的电流值。
而且反馈控制电路与主电路没有隔离，在电机驱动控制系统中，万一功率电路的高电压通过反馈电路进入控制电路，将危及到控制系统的安全。
因此，采样电阻一般应用在精度要求不高、成本敏感，温度低的应用场合。
霍尔电流传感器法在电机控制系统中，主要使用霍尔电流传感器对电机三相定子电流进行检测。
一般将霍尔电流传感器紧紧的套在三相定子电流导线上，并通过信号调理电路进行处理，经如图1所示电路，从而对电流进行检测。
图1定子电流检测及信号调理电路霍尔电流传感器的使用条件霍尔电流传感器的工作原理主要基于霍尔器件和磁补偿原理进行检测，因此使用使用时应避免电磁干扰对传感器的影响。
此外霍尔电流传感器的供电电压必须在传感器所规定的范围内，超过此范围，传感器不能正常工作或者可靠性降低。
霍尔电流传感器的电源、输入、输出的各连线导线必须正确连接，不可错位或反接，否则可能导致产品损坏。
安装环境应无导电尘埃及腐蚀性。
应避免剧烈震动或者高温。
电流互感器法电流互感器法是将电流互感器串连在电机三相定子电流导线中，利用变压器原、副边电流成比例的关系进行电流大小的转换检测。
其工作原理、等电路也与一般变压器相同，只是其原边绕组串联在被测电路中，且匝数很少；副边绕组接电流表、继电器电流线圈等低阻抗负载，近似短路。
测速线圈原理图
测速线圈原理图
根据您的要求，以下是测速线圈的原理图，没有标题，并且文中没有重复的标题文字：
测速线圈原理图：
在电路中，测速线圈是一种感应元件，用于测量电动机的转速。
它由一系列绕制在磁芯上的线圈组成。
当电动机运转时，由于电流的变化，线圈中会产生一个变化的磁场。
工作原理：
测速线圈的原理基于法拉第电磁感应定律。
根据该定律，当导线中的磁通量发生变化时，会在导线两端产生感应电动势。
因此，当电动机旋转时，线圈中的磁通量会随着转速的变化而发生变化，从而产生感应电动势。
测速线圈的用途：
测速线圈主要用于测量电动机的转速。
通过测量感应电动势的大小，可以得到电动机的转速信息。
这对于控制电动机的运行速度非常重要。
测速线圈通常与电动机的控制系统连接，并将转速信号发送到控制器，以便实时监测和调整电动机的运行状态。
其他注意事项：
在安装和使用测速线圈时，需要注意以下几点：
1. 线圈的绕制需牢固，避免发生松动导致测量结果不准确。
2. 线圈与电动机之间的接触需良好，确保电流传输畅通。
3. 测速线圈应放置在电动机的旋转部分附近，以便更准确地测
量转速。
总结：
测速线圈是一种用于测量电动机转速的感应元件。
它利用法拉第电磁感应定律，通过测量感应电动势的大小来获取电动机的转速信息。
在实际应用中，测速线圈被广泛用于各种机械设备和控制系统中，以确保电动机的运行速度恰如其分。
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课程设计(论文)说明书题目：电机转速测量电路院（系）：信息与通信学院专业：电子科学与技术学生姓名学号：指导教师：***职称：教授2012年12月20日摘要本文设计了一种基于AT89S52单片机的红外线转速测量系统。
该系统的红外发射与接收采用直射式，红外发光管射出的红外线通过圆盘的小孔照射到红外探头上，接收电路再经过简单的信号处理得到脉冲式的转速信号。
使用AT89S52单片机采样脉冲信号并计算每分钟内脉冲信号的数目，即电机对应的转速值，最终系统通过四位七段数码管显示电机每分钟的转速值。
本文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。
关键词：转速测量；红外发射与接收；单片机AbstractA infrared speed measuring system which based on the MCU of AT89S52 was designed in this paper. The infrared transmitter and receiver of the system used the direct type. The infrared light emitted from the IR LED passed through the hole in the disc to the infrared sensor, and the receiver circuit output a pulsed infrared signal by a simple signal processing. The AT89S52 was used to sample the pulse signal and calculate the amount of the pulse signal per minute which was the value of the motor speed. Finally the value of the motor would be displayed real-time by four-bit seven-segment digital tube. The composition and the principle of the system are presented, and the design method of hardware and the software are also presented. The measurement system will have a broad prospects because the convenient installation and maintenance, stable working, reliable operation.Key words: Speed measurement; Infrared transmitter and receiver; MCU目录引言 (3)1设计要求 (4)1.1设计目的 (4)1.2设计内容及要求 (4)2转速测量系统的原理 (4)2.1转速测量方法 (4)2.1.1M法(测频法) (4)2.1.2T法(测周期法) (5)2.1.3M/T法(频率/周期法) (5)2.2转速测量原理 (5)3系统概述 (6)3.1转动系统 (6)3.2信号采集及其处理 (6)3.3单片机处理电路 (6)3.4显示电路 (6)4设计的具体实现 (7)4.1系统硬件电路的设计 (7)4.1.1脉冲产生模块设计 (7)4.1.2转速信号处理模块设计 (7)4.1.3单片机处理模块设计 (8)4.1.4显示模块设计 (11)4.2系统软件的设计 (12)4.2.1控制程序说明 (12)4.2.2程序设计流程图 (12)5电路板测试结果 (14)谢辞 (15)参考文献 (16)附录 (17)引言电机，作为一种量大面广的产品，已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，许多家电厂家在家电中生产也要大量用到电机。
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。
而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，每年要检测上亿个电机，故对电机测试仪的需求非常迫切。
电机测试的参数主要有：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。
转速是各类电机运行中的一个重要物理量，如何准确、快速而又方便地测量电机转速，极为重要。
红外线数字转速电路是一种非接触式，光电传感的转速计量仪器。
它由红外光源、遮光圆盘、红外探头、信号处理电路与数显装置等组成。
遮光圆盘随电机转轴一同转动,红外探头将从圆盘上的小孔透射来的光信号转换为电信号,然后通过计数脉冲的频率,即可在数显装置上读出旋转轴的转速。
目前我国的转速计量技术与发达国家相比，在精度上与发达国家还有一定的差距。
国家质量监督局的文件显示，目前在我国工业领域应用的高精度转速计量仪器中，90%的转速测量仪的测量准确度只能达到0.1%左右，而在发达国家的测量精度能达到0.05%。
可想而知，两者测量精度的不一样，会在产品的质量上产生什么样的结果。
同样由于机械式转速测量仪的精度上和测量方式上远远比不上光电式转速测量仪，所以采用红外数字转速测量仪是转速测量仪器发展的一种不可避免的趋势。
1 设计要求红外线数字转速电路是一种代替机械转速电路，并用来测量转动速率的计量仪表。
1.1 设计目的（1）掌握红外线光电转换器的工作原理；（2）掌握红外线转速电路的设计、组装、调试方法。
1.2 设计内容及要求（1）设计四位数数值的红外线转速表，转速表基于红外线采样，测速范围为0000 - 9999转/分，实现近距离测量；（2）红外发光管发射的红外线经由红外探头得到，在接收电路中进行一系列的信号处理，得出被测转速的脉冲信号；（3）画出完整的电路图，组装、调试红外线转速表，写出设计、调试报告；（4）选作远距离的转速测量。
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) 、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红外采样部分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：M法(测频法) 、T 法(测周期法) 和M/T 法(频率/周期法)。
2.1.1 M法(测频法)在规定的检测时间内，检测光电脉冲发生器所产生的脉冲信号的个数来确定转速。
虽然检测时间一定,但检测的起止时间具有随机性，因此M法测量转速在极端情况下会产生 1个转速脉冲的误差。
当被测转速较高或电机转动一圈发出的转速脉冲信号的个数较大时，才有较高的测量精度，因此M法适合于高速测量。
2.1.2 T法(测周期法)它是测量光电脉冲发生器所产生的相邻两个转速脉冲信号的时间来确定转速。
相邻两个转速脉冲信号时间的测量是采用对已知高频脉冲信号进行计数来实现的。
在极端情况下，时间的测量会产生±1个高频脉冲周期，因此T法在被测转速较低(相邻两个转速脉冲信号时间较大)时，才有较高的测量精度，所以T法适合于低速测量。
2.1.3 M/T法(频率/周期法)它是同时测量检测时间和在此检测时间内光电脉冲发生器所产生的转速脉冲信号的个数来确定转速。
由于同时对两种脉冲信号进行计数，因此只要“同时性”处理得当,M/T法在高速和低速时都具有较高的测速精度。
本设计要实现在转速范围0000 - 9999转/分之间测量转速，所以红外数字转速表既要测量低速转速又要测量高速转速，而M/T法在高速和低速时都有较高的精度。
由于M/T 法可在整个速度范围内获得高分辨率，可在不损失精度和分辨率的前提下获得快速响应，所以本次设计采用M/T法。
2.2 转速测量原理一般的转速长期测量系统是预先在轴上安装一个有60 齿的测速齿盘，用变磁阻式或电涡流式传感器获得一转60倍转速脉冲，再用测频的办法实现转速测量。
而临时性转速测量系统，可采用红外采样系统，从转轴上预先粘贴的一个标志上获得一转一个转速脉冲，随后利用电子倍频器和测频方法实现转速测量。
不论长期或临时转速测量，都可以在微处理器的参与下，通过测量转轴上预留的一转一齿的鉴相信号或光电信号的周期，换算出转轴的频率或转速。
即通过速度传感器，将转速信号变为电脉冲，利用微机在单位时间内对脉冲进行计数，再经过软件计算获得转速数据。
亦即：n*= (1)N)/(Tm◆n ——转速，单位：转/ 分钟；◆N ——采样时间内所计脉冲个数；◆T ——采样时间，单位：分钟；◆m ——每旋转一周所产生的脉冲个数(通常指测速码盘的齿数) 。
如果m=60，那么1秒钟内脉冲个数N就是转速n，即：160=)*60)/(/( (2)NNNTm⨯n==◆通常m为60。
3 系统概述系统主要由AT89S52单片机处理系统、电机、信号采集单元、信号处理单元和显示系统等几个部分组成，如图1:图1 系统组成框图3.1 转动系统红外线转速表采用的红外线探头有直接式和反射式两种。
本设计中采用直射式测量电机转速。
当不透光的物体挡住发射与接收之间的间隙时，接收电路产生电信号。
3.2信号采集及其处理被测物理量经过红外探头进行光电变换后，变为电阻、电流、电压、电感等某种电参数的变化值。
为了进行信号的分析、处理、显示和记录，须对信号作放大、运算、分析等处理，这就引入了中间变化电路。
3.3单片机处理电路用于测量转速的脉冲信号通过P3.5/T1输入单片机，用AT89S52的定时计数器T1对脉冲信号进行计数，用定时计数器T0进行定时，每50ms产生一个中断对数码管进行刷新，产生120个中断后（即6s），进行一次转速处理，再通过单片机对T1的脉冲数进行运算转换后，用数码管显示电机的转速。
3.4显示电路系统通过四位七段数码管实时显示电机的转速值。
4 设计的具体实现4.1 系统硬件电路的设计4.1.1脉冲产生模块设计设计采用了红外光电传感器，进行非接触式检测。