电机转速测量电路

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

Abstract

A 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。