直流电机光耦测速设计
基于C51单片机直流电机测速仪设计
基于C51单片机直流电机测速仪设计摘要：电机的转速是各类电机运行过程中的一个重要监测量，测速装置在电机调速系统中占有非常重要的地位，特别是数字式测速仪在工业电机测速方面有独到的优势。
本文介绍了一种基于C51单片机的光电传感器转速测量系统的设计。
系统采用对射式光电传感器产生与齿轮相对应的脉冲信号，使用AT89C51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LCD实时显示电机的转速值。
经过软硬件系统的搭建，分别通过Protues软件系统仿真实验和实际电路搭建检查实验。
仿真实验表明本系统满足设计要求，并且结构简单、实用。
整个直流电机测速系统在降低测速仪成本，提高测速稳定性及可靠性等方面有一定的应用价值。
关键词：转速测量；光电传感器；单片机Based On C51 SCM Single DC Motor Speedometer DesignABSTRACT：Motor speed is all kinds of motor operation is an important process to monitor the amount of speed measuring device in the motor control system occupies a very important position, Especially the digital speedometer in the industrial motor speed has unique advantage. This paper describes a photoelectric sensor 51 SCM-based speed measurement system design. System uses a beam photoelectric sensor generates a pulse signal corresponding to the gear, the use of a sampling pulse signal AT89C51 SCM and calculating the pulse per minute, the number of signals that the speed of the motor corresponding to the value of the final system time through the LCD display the motor speed value.After a hardware and software system structures, respectively, through Protues software system to build the actual circuit simulation and experimental examination. Simulation results show that the system meets the design requirements, and the structure is simple and practical. DC Motor Speed entire system in reducing speedometer costs, improve reliability, speed stability and a certain application value.Keywords: Speed measurement; Photoelectric; Single chip micyoco目录1 绪论 (1)1.1 数字式转速测量系统的发展背景 (1)1.2 转速测量在国民经济中的应用 (1)1.3主要研究内容 (2)1.4 设计的目的和意义 (2)2 转速测量系统的原理 (4)2.1 转速测量原理 (4)2.2 转速测量计算方法 (5)3转速测量系统设计方案 (7)3.1 直流电机转速测量方法 (7)3.2 设计任务及方案 (8)4 直流电机测速系统设计 (9)4.1 单片机AT89C51介绍 (9)4.2 转速信号采集 (14)4.2 转速信号处理电路设计 (16)4.4 最小系统的设计 (17)4.4.1复位电路 (17)4.4.2 晶振电路 (20)4.5 显示部分设计 (20)5 直流测速系统仿真 (24)5.1 直流测速系统仿真 (24)5.1.1单片机最小系统仿真 (25)5.1.2 数码管显示仿真 (25)5.2 主程序流程设计 (26)5.2.1 主程序流程设计 (26)5.2.2 定时器的初始化 (27)5.3 实际电路实验 (28)参考文献 (30)致谢 (31)1 绪论1.1 数字式转速测量系统的发展背景在现代工业自动化高度发展的时期，几乎所有的工业设备都离不开旋转设备，形形色色的电机在不同领域发挥着很重要的作用。
一种新型直流电机测速方案研究与分析
一种新型直流电机测速方案研究与分析1. 引言1.1 背景介绍随着现代电子技术的发展，一些新型的测速方案逐渐被提出并得到应用。
这些新型方案往往基于先进的传感器技术、数字信号处理技术和控制算法，能够实现对直流电机转速的高精度、快速测量。
开展新型直流电机测速方案的研究不仅有助于提高电机系统的性能和效率，还有助于推动相关领域的技术创新和发展。
本文将针对新型直流电机测速方案展开研究与分析，旨在探讨其设计原理、实验验证、性能分析以及优势与局限性。
通过对比传统测速方案，总结出新型方案的优势和不足之处，为进一步完善和推广该方案提供参考和指导。
【2000字】1.2 研究目的研究目的是为了探讨一种新型直流电机测速方案，提高直流电机测速精度和稳定性，解决传统测速方案存在的问题。
通过对新型方案的设计与实验验证，分析其性能表现，明确其优势和局限性，为直流电机测速技术的进一步发展提供理论与实践基础。
通过本研究，可以为直流电机在工业生产中的准确控制和运行提供更加可靠的技术支持，推动直流电机测速领域的技术进步和应用推广。
通过深入研究新型直流电机测速方案，可以为相关行业提供参考和指导，促进直流电机技术的不断创新与发展，从而更好地满足社会和经济的需求。
1.3 研究意义直流电机在工业生产中广泛应用，而测速是直流电机控制的基础工作。
研究新型的直流电机测速方案具有重要的意义。
通过研究开发新型测速方案，可以提高直流电机的控制精度和稳定性，进一步提高生产效率。
新型测速方案的应用可以减少直流电机系统的能耗，降低生产成本，对节能减排具有积极的影响。
随着工业智能化的发展，新型测速方案可以为直流电机的智能化控制提供技术支持，推动工业生产向智能化、自动化方向发展。
研究新型直流电机测速方案具有重要的理论和实际意义，对提高工业生产效率、降低能耗、推动工业智能化发展等方面具有积极的作用。
2. 正文2.1 直流电机测速方案的现状分析在直流电机测速方案的现状分析中，我们需要关注当前直流电机测速方案的主要方法和技术。
一种新型直流电机测速方案研究与分析
一种新型直流电机测速方案研究与分析随着科技的发展和应用场景的不断拓展，直流电机在工业自动化、家电、电动汽车等领域中得到广泛应用。
直流电机的速度测量对于控制系统的稳定性和精度至关重要，因此研究一种新型直流电机测速方案具有重要意义。
常见的直流电机测速方案有编码器法、反电动势法、霍尔传感器法等。
编码器法是通过安装在电机轴上的光电编码器或磁编码器来直接测量电机输出轴的转速。
这种方法精度高，但成本较高，不适用于一些成本敏感的应用场景。
反电动势法是通过测量电机转子产生的反电动势来间接得到电机的转速。
这种方法成本较低，但在低速和无负载情况下测速精度较低。
霍尔传感器法是通过安装在电机定子上的霍尔传感器来感应电机转子的磁场变化，从而得到转速信息。
这种方法成本适中，但精度一般较低。
针对上述传统的直流电机测速方案存在的问题，本研究提出了一种新型的直流电机测速方案。
该方案采用了一种基于深度学习的视觉测速方法。
具体来说，方案需要在电机输出轴上安装一个固定的标志物，并通过摄像头实时捕捉标志物的位置信息。
然后，利用深度学习算法对图像进行处理和分析，得到电机转速信息。
相比于传统的直流电机测速方案，本方案具有以下优势：1. 降低成本：本方案不需要额外安装编码器、传感器等元件，只需使用摄像头进行图像捕捉即可，因此可以大幅度降低测速系统的成本。
2. 提高测速精度：采用深度学习算法对图像进行处理和分析，可以提高测速的精度和准确性。
3. 适用于复杂场景：传统的测速方案在受到噪声、震动等干扰时容易产生测量误差，而本方案可以通过深度学习算法对图像进行复杂的处理和分析，适用于更加复杂的工作环境。
4. 实时性强：本方案采用实时捕捉图像和深度学习算法处理的方式，可以实现对电机转速的实时监测和测量。
通过研究与分析了一种新型直流电机测速方案，本研究提出的基于深度学习的视觉测速方法具有成本低、精度高、适用于复杂场景和实时性强等优势，可以为直流电机的测速提供一种新的解决方案，具有重要的研究意义和应用价值。
直流电机测速系统课程设计
西安邮电学院单片机课程设计报告书题目：电机测速系统院系名称：自动化学院学生姓名：专业名称：自动化班级：自动XXXX班时间：20XX年X月X日至 X月XX日电机测速系统一、设计目的随着科技的飞速发展，计算机应用技术日益渗透到社会生产生活的各个领域，而单片机的应用则起到了举足轻重的作用。
在工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，例如在发动机、电动机、机床主轴等旋转设备的试验运转和控制中，常需要分时或连续测量、显示其转速及瞬时速度。
为了能精确地测量转速，还要保证测量的实时性，要求能测得瞬时转速。
因此设计一种较为理想的电机测速控制系统是非常有价值的。
二、设计要求1.用按键控制电机起停；2.电机有两种速度，通过按键来改变速度；3.通过数码管显示每分钟或每秒的转速。
四、设计方案及分析（包含设计电路图）1． STC89C52单片机介绍STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器（FPEROM-Flash Programmable and Erasable Read Only Memory ）的低电压，高性能COMOS8的微处理器，俗称单片机。
该器件采用ATMEL搞密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
（1）单片机最小系统单片机最小系统电路如图所示，由主控器STC89C52、时钟电路和复位电路三部分组成。
单片机STC89C52作为核心控制器控制着整个系统的工作，而时钟电路负责产生单片机工作所必需的时钟信号，复位电路使得单片机能够正常、有序、稳定地工作。
图单片机最小系统（2）晶振电路（3）复位电路复位是单片机的初始化操作。
其主要功能是把PC 初始化为0000H ，使单片机从0000H 单元开始执行程序。
除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位键重新启动。
2. ST151光电转速传感器是根据光敏二极管工作原理制造的一种感应接收光强度变化的电子器件，当它发出的光被目标反射或阻断时，则接收器感应出相应的电信号。
小功率直流电机测速系统的设计课程设计
课程设计任务书15/16 学年第一学期学院：计算机与控制工程学院专业：电气工程及其自动化学生姓名：学号：课程设计题目：小功率直流电机测速系统的设计起迄日期:课程设计地点:专业教室指导教师:学科部副主任：下达任务书日期:课程设计任务书课程设计任务书1引言设计任务及要求设计一个由计算机控制的直流电机测速系统，选择光电编码器，设计接口电路，对直流电机的转速进行检测，测量出直流电机的转速，要求检测范围为0~1000转/分。
课程设计的目的及意义通过设计，掌握直流电机的测速方法、掌握计算机控制系统的设计原理、设计步骤，进一步提高综合运用知识的能力。
在工程实践中,经常会遇到各种需要测量转速的场合, 例如在发动机、电动机、卷扬机、机床主轴等旋转设备的试验、运转和控制中,常需要分时或连续测量和显示其转速及瞬时转速。
要测速，首先要解决是采样问题。
在使用模技术制作测速表时，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。
为了能精确地测量转速外,还要保证测量的实时性,要求能测得瞬时转速方法。
因此转速的测试具有重要的意义。
2 AT89C51芯片的介绍主要性能：与MCS-51单片机产品兼容、8K字节的在系统可编程Flash存储器、一千次的擦写周期、全静态操作：0Hz～24MHz、三级加密程序存储器、三十二个可编程I/O口线、三个16位定时器/计数器以及八个中断源、全双工UART 串行通道、低功耗空闲和掉电模式、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器、双数据指针、掉电标识符。
功能特性：AT89C51是一种低功率消耗、性能较高CMOS8位微控制器，具备8K在系统可编程Flash 存储器。
使用Atmel公司高密度非易失性存储器高技术制作，可以与工业80C51产品指令和引脚全部兼容片上。
AT89C51具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。
直流电动机测速装置的设计
技术与实践INDUSTRIAL DESIGN 工业设计 / 127作者简介李海/1982年生/男/江西人/讲师/研究方向为检测技术与自动化装置（广东中山528404）李媛琼/1995年生/女/广东汕头人/研究方向为电气自动化（广东中山528404）张恩溪/1996年生/男/广东广州人/研究方向为电气自动化（广东中山528404）直流电动机测速装置的设计DESIGN OF DIRECT CURRENT MOTOR SPEED MEASURING DEVICE中山职业技术学院机电工程学院 李海 李媛琼 张恩溪采用串接采样电阻和由TLC27L4制成的传感器实现直流有刷电动机转速的测量。
直流电机的运用很广泛，主要运用由TLC27L4自制而成的传感器，转速最大测量范围是9999r/min ，测量范围宽。
适用于大中小容量各种电机，测量速度快，显示准确适用范围广。
比如，在纺织业纱线生产中，测量要求直流电机将劳动纱线供在纱线夹上。
1 电路设计本装置单片机系统、采样电阻、脉冲信号处理电路、磁场信号处理电路以及电源等组成。
1.1 采集电路本装置利用了频率测速法，采用采样电阻电路和电感检测电路对数据进行采集，通过放大电路、增益电路、电压比较电路将脉冲信号传送给STM32单片机。
采用怎样的转速测量的算法是本作品设计中的重点。
在此基础上实现其功能。
通过采用频率测速法来完成这个功能，由信号采集电路、放大电路、增益电路、电压比较电路得到电机转速的秒冲信号，将脉冲信号传送给单片机，单片机通过算法得出脉宽。
从而求得脉冲个数，再转换成频率，由频率得出电动机的转速。
先将每个脉冲时间相加，得出平均脉冲时间，从而求得脉宽，再通过计数，求得1s 内所获得的脉宽数，再而求得对应频率f 。
共两种采集信号的方式，具体如下：其一：以电动机电枢供电回路串接采样电阻的方式，采用100mR 电阻对正在运作的电动机进行电流采样。
其二：自制传感器检测电动机壳外电磁信号的方式实现对直流电动机进行转速测量。
4直流电机测速实验(微机原理)
本科实验报告课程名称：微机原理及接口技术实验项目：直流电机测速实验实验地点：微机原理实验室专业班级：电信1001 学号：2010001207 学生姓名：吴清涛指导教师：任光龙2013年6 月5 日一、实验目的（1）掌握8254的工作原理和编程方法；（2）了解光电开关，掌握用光电传感器测量电机转速的方法。
二、实验内容光电测速的基本电路由光电传感器、计数器/定时器组成。
被测电机主轴上固定一个圆盘，圆盘的边缘上有小孔。
传感器的红外发射端和接收端装在圆盘的两侧，电机带动圆盘转到有孔的位置时，红外光通过，接收管导通，输出低电平。
红外光被挡住时，接收截止，输出高电平。
用计数器/定时器记录在一定时间内传感器发出的脉冲个数，就可以计算出电机的转速。
三、线路连接（1）线路连接如图4.6所示。
8254计数器/定时器0和2作为定时器，确定测速时间，定时器0的CLK0引脚输入1MHz脉冲，输出OUT0引脚作为定时器2的输入，与CLK2引脚相连，输出引脚OUT2与8255的PA0端相连。
GATE0和GATE2均接+5V电源。
8254计数器/定时器1作为计数器，输入引脚CLK1与直流电机计数端连接，GATE1与8255的PC0相连。
电机DJ端与+5V~0V模拟开关SW1相连。
（2）8254计数器/定时器1作为计数器，记录脉冲个数，计数器/定时器0和2作为定时器，组成10~60秒定时器，测量脉冲个数，以此计算出电机每份钟的转速，并显示在计算机屏幕上。
8255的PA0根据OUT2的开始和结束时间，通过PC0向8254计数器/定时器1发出开始和停止计数信号。
四、流程图DA TA SEGMENT ；数据段 IOPORT EQU 0D880H-0280H ；8255端口基地址 IO8255K EQU IOPORT+283H ；8255控制口地址 IO8255A EQU IOPORT+280H ；8255 A 口地址 IO8255C EQU IOPORT+282H ；8255 C 口地址 IO8254K EQU IOPORT+28BH ；8254控制口地址 IO82542 EQU IOPORT+28AH ；8254计数器2端口地址 IO82541 EQU IOPORT+289H ；8254计数器1端口地址 IO82540 EQU IOPORT+288H ；8254计数器0端口地址MESS DB 'STRIKE ANY KEY ，RETURN TO DOS!'，0AH ，0DH ，'$' ；提示信息 COU DB 0 ；预留单元并清零 COU1 DB 0 COUNT1DB 0 COUNT2 DB 0COUNT3 DB 0COUNT4 DB 0DA TA ENDSCODE SEGMENT ；代码段ASSUME CS：CODE，DS：DA T AST ART：MOV AX，DA T A ；初始化，取段基址MOV DS，AXMOV DX，OFFSET MESS ；MESS首地址MOV AH，09H ；DOS 9号调用，INT 21H ；显示提示信息MOV DX，IO8254K ；DX←8254控制口地址MOV AL，36H ；AL=36H , 控制字OUT DX，AL ；设置计数器0，方式3，先读写低8位，再读写高8位MOV DX，IO82540 ；DX←8254计数器0端口地址MOV AX，50000 ；初始值为50000，输入时钟为1MHz，则输出时钟周期50msOUT DX，AL ；输出低8位NOP ；空操作NOPMOV AL，AH ；AL←AHOUT DX，AL ；输出高8位MOV DX，IO8255K ；DX←8255控制口地址MOV AL，90H, ；AL=90H，控制字OUT DX，AL ；A口方式0输入，PA0输入；C口方式0输出，PC0输出MOV DX，IO8255C ；DX←8255 端口C口地址，MOV AL，00 ；AL=0OUT DX，AL ；PC0=0，则GA TE1为低电平，定时器1禁止计数LL：MOV AH，01H ；DOS 1号调用，判断是否有键按下？INT 16HJNZ QUIT1 ；ZF=0，有键按下，转到标号QUIT1MOV DX，IO8254K ；DX←8254控制口地址MOV AL，70H ；AL=70H，控制字OUT DX，AL ；设置计数器1，方式0，先读写低8位，再读写高8位MOV DX，IO82541 ；DX←8254计数器1地址MOV AL，0FFH ；定时常数，实际为FFFFHOUT DX，AL ；输出低8位NOP ；空操作NOPOUT DX，AL ；输出高8位，开始计数MOV DX，IO8254K ；DX←8254控制口地址MOV AL，90H ；AL=90H，控制字OUT DX，AL ；计数器2，方式0，只读写低8位MOV DX，IO82542 ；DX←8254计数器2地址MOV AL，100 ；AL=100，定时常数OUT DX，AL ；CLK2=50ms，定时常数为100,则OUT2定时时间即检测时间为5秒MOV DX，IO8255C ；DX←8255端口C地址MOV AL，01H ；AL=01HOUT DX，AL ；PC0输出1，即为高电平，定时器1开始计数JMP A0 ；无条件转移到标号A0QUIT1：JMP QUIT ；无条件转移到标号QUITA0：MOV DX，IO8255A ；DX←8255端口A地址A1：IN AL，DX ；读入PA0的值，进行检测AND AL，01H ；判断PA0是否为高电平1？JZ A1 ；ZF=1,即PA0=0,为低电平,转到标号A1,继续检测MOV DX，IO8255C ；ZF=0,即PA0=1,为高电平,定时器2定时5秒结束OUT2输出高电平MOV AL，00H ；AL=00HOUT DX，AL ；8255端口C输出0，定时器1停止计数MOV DX，IO8254K ；DX←8254控制口地址MOV AL，70H ；AL=70HOUT DX，AL ；设置计数器1，方式0，先读写低8位，再读写高8位MOV DX，IO82541 ；DX←8254计数器1地址IN AL，DX ；读入计数器1的内容MOV BL，AL ；BL←AL先读入低8位IN AL，DX ；读入计数器1的内容MOV BH，AL ；BH←AL后读高8位，16位计数值送BXMOV AX，0FFFFH ；AX=FFFFHSUB AX，BX ；AX－BX=计算脉冲个数CALL DISP ；调显示子程序MOV DL，0DH ；DL=0DH，“回车”的ASCII码MOV AH，02 ；DOS 2号调用INT 21HMOV DL，0AH ；DL=0AH，“换行”的ASCII码MOV AH，02 ；DOS 2号调用INT 21HJMP LL ；无条件转到标号LL ，继续检测DISP PROC NEAR ；十六进制数→BCD转换并显示子程序MOV DX，0000H ；DX=0MOV CX，03E8H ；CX=03E8H=1000DIV CX ；AX←DX ,AX÷1000商，DX←DX ,AX÷1000余数MOV COUNT1，AL ；COUNT1←AL，千位MOV AX，DX ；AX←DX余数MOV CL，64H ；CL=64H=100DIV CL ；AL←AX÷100商，AH←AX÷100余数MOV COUNT2，AL ；COUNT2←AL，百位MOV AL，AH ；AL←AH余数MOV AH，00H ；AH=0MOV CL，10 ；CL=10DIV CL ；AL←AX÷10商，AH←AX÷10余数MOV COUNT3，AL ；COUNT3←AL，十位MOV COUNT4，AH ；COUNT4←AL，个位MOV AL，COUNT1 ；AL← COUNT1CALL DISP1 ；调显示字符子程序MOV AL，COUNT2CALL DISP1MOV AL，COUNT3CALL DISP1MOV AL，COUNT4CALL DISP1RETDISP ENDPDISP1 PROC NEAR ；显示字符子程序AND AL，0FH ；“与”操作，屏蔽高4位，保留低4位CMP AL，09H ；AL与9比较JLE NUM ；AL≤9，转到标号NUMADD AL，07H ；DL＞9，DL←DL+7NUM：ADD AL，30H ；AL←AL+30H，转换成ASCII码MOV DL，AL ；DL←ALMOV AH，02 ；DOS 2号调用INT 21H ；显示一个字符RETDISP1 ENDPQUIT：MOV AH，4CH ；返回DOSINT 21HCODE ENDSEND ST ART ；结束六、实验结果七、思考题（1）关闭电机后，为什么8254计数不为零？答：关闭电机后，由于计数值已经存储在锁存器中，所以只有到锁存器中的值为零时，才计数为零。
直流电机测速
北京工业大学课程设计报告（数电课设题目）直流电机测速班级：130242学号：*********名：***组号：192015 年 4 月一．设计技术指标及设计要求（一）设计任务设计一个能对直流电机运行速度进行调速和测速的电路。
（二）基本要求设计一个脉宽调速电路，实现对直流电机转速的控制。
利用光电脉冲转换、整形、门控电路和计数电路测出直流电机的转速，并显示在数码管上。
要求转速300转/分以下，越低越好。
（三）扩展要求在完成基本要求的基础上加光耦脉冲计数和相位判别电路，进而识别电机的转向，并由LED显示转向的正反。
三．设计框架四.设计方案选择及方案比较总体设计思路由555组成的方波发生器提供驱动电机的方波，再经由脉宽调整电路改变脉冲的宽度，从而改变直流电机的转速。
驱动电路由达林顿三极管及开关组成，达林顿三极管放大电流以驱动电机。
开关选择双刀双掷开关，使得电路桥式导通，以达到改变电机转向的目的。
光电脉冲转换电路有光耦组成，用来计数电机转速，输出的信号通过脉冲整形后输入计数器电路。
计数器电路分为60秒计时器和转速计数器两部分，后面会详细介绍。
各方案比较经查询资料，实验指导上提示的单稳触发器CD14538,双比较器LM393，整流二极管及5V稳压二极管都不需要使用，所以实验方案以上述方案为准。
五．系统选用的元器件NE555 * 2达林顿三极管TIP122 * 1槽型光耦 * 1微型直流电机 * 174LS00 * 174LS161 * 5双刀双掷开关 * 1电阻，导线，电容 * x主要芯片说明（1）NE555定时器是一种多用途的数字—模拟混合集成电路，利用它能极方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。
组成的施密特触发器可用于脉冲的整形，单稳态触发器可用于调整脉冲的宽度，多谐振荡器可用于提供方波信号。
因而NE555广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。
其工作原理如下：555电路的内部电路方框图如右图所示。
电气电子毕业设计29直流电机调速测速电路设计
直流电机调速测速电路设计The direct current machine velocity modulation measures the fast circuit design摘要及关键词(Abstract and Keywords)摘要(Abstract )本次课程设计主要在基于所学专业基础知识的前提上，充分结合本专业的光电子特色，利用所学的电力电子、电机拖动、数模电知识,设计一直流电机的调速测速方案。
实现课题所的以下要求：1、实现直流电机的驱动以及正反转调速，再利用光电隔离器件以及BCD计算器实现直流电机测速模块电路。
2、输出电流和电压范围要大，电路能驱动大功率的电机。
3、功率电路对其输出应有良好的信号隔离，防止有高电压大电流进入主控电路，这可以用高的输入主抗或者光电耦合器实现隔离。
4、电机驱动电路应该尽可能做到，无论加上何种控制信号，何种无源负载，电路都是安全的。
5、电机需要双向转动，使用由4个功率元件组成的H桥电路。
关键词(Keywords)调速电路（Speed Circuit ）测速电路（Gun circuit）光电隔离器件（Optoelectronic devices isolation ）BCD计算器（BCD Calculator ）输入主抗（Main import）光电耦合器（Optocoupler）H桥电路（H-bridge circuit ）目录第一章：电机调速模块电路……………………………………………………………1.1直流电机驱动电路的设计目标……………………………………………1.2元器件选择及参数计算………………………………………………………第二章：电机测速模块电路……………………………………………………………第三章：总的电路模块及功能分析……………………………………………………第四章：总电路原理图…………………………………………………………………第五章：参考文献………………………………………………………………………第一章：电机调速模块电路我们的设计思路是利用555构成多谐振荡器先产生占空比可调的方波(其实方法可以利用单片机产生PWM方波)+4功率器件构成的H桥电路，用以驱动直流电机转动。
基于直流电机调速与测速系统设计方案
基于直流电机调速与测速系统设计方案
本文以AT89S51单片机为核心，提出了基于直流电机调速与测速系
统的设计方案，然后给出了系统的主电路结构，以及驱动电路设计和系统软
件设计。
本方案充分利用了单片机的优点，具有频率高、响应快的特点。
0 引言
直流电机是工业生产中常用的驱动设备，具有良好的起动、制动性能。
早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础，采用运算放大器、非线性集成
电路以及少量的数字电路组成。
控制系统的硬件部分复杂、功能单一，调试
困难。
本方案采用单片机控制系统，使得许多控制功能及算法可以采用软件
技术来完成，为直流电动机的控制提供了更大的灵活性，并使系统能达到更
高的性能。
1.基于单片机的PWM直流调速原理
P W M（脉冲宽度调制P u l s e W i d t hModulaTIon）简称脉宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种技术，广泛应用在。
直流电机调速控制和测速系统设计
直流电机调速控制和测速系统设计摘要：直流型的电机得性能在电机结构中有着较好的优势，由于时代的持续进步，与直流电机相关的使用频率也变得更高。
然而，以往的直流电机工作性质与所面临得运转问题息息相关，怎样对转速进行合理管控就变成了直流电机发展和应用期间存在的困难。
而直流电机控制系统的产生，可以较好的处理该方面的情况，不仅能够增强直流电机的平稳程度和精准程度，还可以合理管控直流电机的运行速度，从而达到我国对相关设备的应用标准。
基于此，本文重点分析了直流电机调速控制的方式，进一步对测速系统进行设计，以供相关人员参考。
关键词：直流电机；调速控制；测速系统目前，直流发电机的应用非常广泛，在自动化装备领域中，其内蓄电池内部都配置有相应的直流发电机，保证在断电的情况下起到一定的发电机组的润滑作用。
而直流电动机在启动时，其所用的电流量会增大很多，造成一定的冲击力，这种冲击力会造成一定的影响，比如充电器出现损坏、短路等，这些故障的产生都会使得发电设备无法正常运转。
因此，为了解决我国在有关这方面的控制技术上存在的问题，需要对调速与测速系统进行控制与设计，以此来确保整个电机设备的稳定性与安全性。
1电机调速原理及其实现电机调速原理主要是指对电机两端所存在的电压进行数据上的更改，以此来完成对电机转速的调节工作，对于电机而言，当自身的电压方向出现改变，那么电机的旋转变化发生改变。
而PWM在调速原理方面则是以脉冲信号为主，利用脉冲信号的输出特性来进行传输，并改变原本存在于电机内部空间的脉冲信号，通过间接或速度按钮来完成有关电机电压的更改工作，从而来确保电机的转速能够因此发生改变。
在这一过程中，电机内部的脉冲占比越大，转速也就越慢。
整个电路主要是以H桥为主，为了确保整个驱动电机能够得到有效控制，将三极管进行单片机的引脚安装，将基极部分分别安装，从而来确保当电机处于运行状态时，能够利用垫片机来对其自身的转速内容进行控制。
当脉冲信号输送工作时，另一端会通过开展低电平的模式来进行应用，这时的直流电机会呈现为正转状态，反之亦然。
课程设计---直流电动机测速系统设计
专业课程设计题目三直流电动机测速系统设计院系：专业班级：小组成员：指导教师：日期：前言1.题目要求设计题目：直流电动机测速系统设计描述：利用单片机设计直流电机测速系统具体要求： 8051 单片机作为主控制器、利用红外光传感器设计转速测量、检测直流电机速度，并显示。
元件： STC89C52、晶振(12MHz)、小按键、 ST151、数码管以及电阻电容等2.组内分工(1)负责软件及仿真调试：主要由完成(2)负责电路焊接：主要由完成(3)撰写报告：主要由完成3.总体设计方案总体设计方案的硬件部分详细框图如图一所示 :数码管显示按键控制单片机 PWM 电机驱动一、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 可表示为f x =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 =m1 fcm2, 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。
直流电机测速实验
实验三直流电机测速实验一实验目的（1）掌握8254的工作原理和编程方法；（2）了解光电开关，掌握用光电传感器测量电机转速的方法。
二实验内容光电测速的基本电路由光电传感器、计数器/定时器组成。
被测电机主轴上固定一个圆盘，圆盘的边缘上有小孔。
传感器的红外发射端和接收端装在圆盘的两侧，电机带动圆盘转到有孔的位置时，红外光通过，接收管导通，输出低电平。
红外光被挡住时，接收截止，输出高电平。
用计数器/定时器记录在一定时间内传感器发出的脉冲个数，就可以计算出电机的转速。
三线路连接线路连接如图所示。
8254计数器/定时器0和2作为定时器，确定测速时间，定时器0的CLK0引脚输入1MHz脉冲，输出OUT0引脚作为定时器2的输入，与CLK2引脚相连，输出引脚OUT2与8255的PA0端相连。
GA TE0和GA TE2均接+5V电源。
8254计数器/定时器1作为计数器，输入引脚CLK1与直流电机计数端连接，GA TE1与8255的PC0相连。
电机DJ端与+5V~0V模拟开关SW1相连。
四编程提示8254计数器/定时器1作为计数器，记录脉冲个数，计数器/定时器0和2作为定时器，组成10~60秒定时器，测量脉冲个数，以此计算出电机每份钟的转速，并显示在计算机屏幕上。
8255的PA0根据OUT2的开始和结束时间，通过PC0向8254计数器/定时器1发出开始和停止计数信号。
五程序流程图六参考程序DA TA SEGMENT ；数据段IOPORT EQU 0D880H-0280H ；8255端口基地址IO8255K EQU IOPORT+283H ；8255控制口地址IO8255A EQU IOPORT+280H ；8255 A口地址IO8255C EQU IOPORT+282H ；8255 C口地址IO8254K EQU IOPORT+28BH ；8254控制口地址IO82542 EQU IOPORT+28AH ；8254计数器2端口地址IO82541 EQU IOPORT+289H ；8254计数器1端口地址IO82540 EQU IOPORT+288H ；8254计数器0端口地址MESS DB 'STRIKE ANY KEY，RETURN TO DOS!'，0AH，0DH，'$' ；提示信息COU DB 0 ；预留单元并清零COU1 DB 0COUNT1 DB 0COUNT2 DB 0COUNT3 DB 0COUNT4 DB 0DA TA ENDSCODE SEGMENT ；代码段ASSUME CS：CODE，DS：DA T AST ART：MOV AX，DA T A ；初始化，取段基址MOV DS，AXMOV DX，OFFSET MESS ；MESS首地址MOV AH，09H ；DOS 9号调用，INT 21H ；显示提示信息MOV DX，IO8254K ；DX←8254控制口地址MOV AL，36H ；AL=36H , 控制字OUT DX，AL ；设置计数器0，方式3，先读写低8位，再读写高8位MOV DX，IO82540 ；DX←8254计数器0端口地址MOV AX，50000 ；初始值为50000，输入时钟为1MHz，则输出时钟周期50msOUT DX，AL ；输出低8位NOP ；空操作NOPMOV AL，AH ；AL←AHOUT DX，AL ；输出高8位MOV DX，IO8255K ；DX←8255控制口地址MOV AL，90H, ；AL=90H，控制字OUT DX，AL ；A口方式0输入，PA0输入；C口方式0输出，PC0输出MOV DX，IO8255C ；DX←8255 端口C口地址，MOV AL，00 ；AL=0OUT DX，AL ；PC0=0，则GA TE1为低电平，定时器1禁止计数LL：MOV AH，01H；DOS 1号调用，判断是否有键按下？INT 16HJNZ QUIT1 ；ZF=0，有键按下，转到标号QUIT1MOV DX，IO8254K ；DX←8254控制口地址MOV AL，70H ；AL=70H，控制字OUT DX，AL ；设置计数器1，方式0，先读写低8位，再读写高8位MOV DX，IO82541 ；DX←8254计数器1地址MOV AL，0FFH ；定时常数，实际为FFFFHOUT DX，AL ；输出低8位NOP ；空操作NOPOUT DX，AL ；输出高8位，开始计数MOV DX，IO8254K ；DX←8254控制口地址MOV AL，90H ；AL=90H，控制字OUT DX，AL ；计数器2，方式0，只读写低8位MOV DX，IO82542 ；DX←8254计数器2地址MOV AL，100 ；AL=100，定时常数OUT DX，AL ；CLK2=50ms，定时常数为100,则OUT2定时时间即检测时间为5秒MOV DX，IO8255C ；DX←8255端口C地址MOV AL，01H ；AL=01HOUT DX，AL ；PC0输出1，即为高电平，定时器1开始计数JMP A0 ；无条件转移到标号A0QUIT1：JMP QUIT ；无条件转移到标号QUITA0：MOV DX，IO8255A ；DX←8255端口A地址A1：IN AL，DX ；读入PA0的值，进行检测AND AL，01H ；判断PA0是否为高电平1？JZ A1 ；ZF=1,即PA0=0,为低电平,转到标号A1,继续检测MOV DX，IO8255C ；ZF=0,即PA0=1,为高电平,定时器2定时5秒结束OUT2输出高电平MOV AL，00H ；AL=00HOUT DX，AL ；8255端口C输出0，定时器1停止计数MOV DX，IO8254K ；DX←8254控制口地址MOV AL，70H ；AL=70HOUT DX，AL ；设置计数器1，方式0，先读写低8位，再读写高8位MOV DX，IO82541 ；DX←8254计数器1地址IN AL，DX ；读入计数器1的内容MOV BL，AL ；BL←AL 先读入低8位IN AL，DX ；读入计数器1的内容MOV BH，AL ；BH←AL 后读高8位，16位计数值送BXMOV AX，0FFFFH ；AX=FFFFHSUB AX，BX ；AX－BX=计算脉冲个数CALL DISP ；调显示子程序MOV DL，0DH ；DL=0DH，“回车”的ASCII码MOV AH，02 ；DOS 2号调用INT 21HMOV DL，0AH ；DL=0AH，“换行”的ASCII码MOV AH，02 ；DOS 2号调用INT 21HJMP LL ；无条件转到标号LL ，继续检测DISP PROC NEAR ；十六进制数→BCD转换并显示子程序MOV DX，0000H ；DX=0MOV CX，03E8H ；CX=03E8H=1000DIV CX ；A X←DX ,AX÷1000商，D X←DX ,AX÷1000余数MOV COUNT1，AL ；COUNT1←AL，千位MOV AX，DX ；AX←DX余数MOV CL，64H ；CL=64H=100DIV CL ；AL←AX÷100商，AH←AX÷100余数MOV COUNT2，AL ；COUNT2←AL，百位MOV AL，AH ；AL←AH余数MOV AH，00H ；AH=0MOV CL，10 ；CL=10DIV CL ；AL←AX÷10商，AH←AX÷10余数MOV COUNT3，AL ；COUNT3←AL，十位MOV COUNT4，AH ；COUNT4←A L，个位MOV AL，COUNT1 ；AL← COUNT1CALL DISP1 ；调显示字符子程序MOV AL，COUNT2CALL DISP1MOV AL，COUNT3CALL DISP1MOV AL，COUNT4CALL DISP1RETDISP ENDPDISP1 PROC NEAR ；显示字符子程序AND AL，0FH ；“与”操作，屏蔽高4位，保留低4位CMP AL，09H ；AL与9比较JLE NUM ；AL≤9，转到标号NUMADD AL，07H ；D L＞9，DL←DL+7NUM：ADD AL，30H ；AL←AL+30H，转换成ASCII码MOV DL，AL ；DL←ALMOV AH，02 ；DOS 2号调用INT 21H ；显示一个字符RETDISP1 ENDPQUIT：MOV AH，4CH ；返回DOS INT 21HCODE ENDSEND ST ART ；结束七上机操作相关数据截图八思考题关闭电机后，为什么8254计数不为零？。
基于光耦的微型直流电机测试系统设计
江苏 电器 （０ ８ ．１ ２ ０ １） Ｎｏ
基于 光耦 的微型 直流 电机测试 系统设计
周蓓蓓 ２ 白云
（ １苏州大学 计 算机科 学与技 术学院 ，江 苏 苏州 ２ ２ ； １０ １ ５ ２ 苏州科技 学院 电子与信 息工程 学院 ，江 苏 苏州 ２ ０ １ １ １） ５
摘 要： 微 型直流 电机是微 型精密 仪器 的重要部件 ，提 出一种基 于光耦 原理的微型 直流 电机 测试
系统 ，该系统 由红外 发光 管、 红外接收 管和透 光率 均匀变 化 的光 密度 片组成 ，通过微 控制器 控制可 测 定 电机 的转速 、转角精度 、寿 命等参数 。系统 成本低 ，精度较 高 ，操 作简单 ，具有实用 价值 。
电路对处理后的信号进行转换后传送 给微控 制器进行
计算，得 到各个 参数的测试结果，并通过 串 口将测试
基 于光 耦 原理 的光 电测试 系 统 ，利 用 红外 发光 、红
外接收 管和 透光率 均匀 变化 的光密度 片 组成光 耦 系
统 ，在微 控制 器控 制下 能够 精确 测量 微型 直流 电机 的转速 、转角精度 、寿命等参数 ，该系统成本 低 ，精
ＺＨＯＵ ｉｂ ｉ Ｂ ｏ ｌｆＣ ｍ ｗｒ ｃｅ ｃ Ｔｃ ｏｏ ｙ Ｓ ｏｈ ｗ Ｕ ｉ ｒｉ Ｓ ｚ ｏ １０ １Ｃ ｉａ １Ｓ ｈ ｏ ｏ ｐｕ ｉｎｅ＆ ｅｈ ｌｇ， ｏ ｃｏ ｎｖ ｓ ｏ Ｓ ｅ ｕｈ ｕ ２ ５ ２ ， ｈｎ ； ２ Ｄｅａ ｔｅ ｔｆ ｌｃｒｎｃ ｎ Ｉｆ ｒ ｔ ｎＥ ｇｎ ｅｉｇ Ｓ ｚｏ ｎｖｒｉ ｆＳ ｉ ｃ ａ ｄＴｃｏｏｙ Ｓｚ ｏ １０ １ Ｃ ｉａ ｐ ｒｍ ｎ ｏ Ｅ ｅｔ ｉ ｏ ｓａ ｄ ｎｏｍａｉ ｎ ｉｅ ｒ ， ｕｈ ｕＵ ｉｅｓｔ ｏ ｎ ｙｏ ｃｅ ｅ ｎ ｅｈ ｌ ， ｕｈ ｕ ２ ５ １， ｈｎ ） ｎ ｇ
直流电机光耦测速设计
学号11780131实习报告（生产实习）起止日期：2014 年6 月16 日至2014 年7 月11 日学生姓名岳刘香班级11电信科1班成绩指导教师(签字)计算机与信息工程学院2014年7 月11 日天津城建大学生产实习任务书2013—2014学年第2学期设计题目：直流电机光耦测速系统设计完成期限：自2014 年 6 月16 日至2014 年7 月11日共 4 周设计依据、要求及主要内容：一．实习的目的1.进一步熟悉和掌握单片机系统设计和编程原理。
2.掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性、控制方法。
3.通过设计，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术。
4.通过实际程序设计和调试，掌握模块化程序设计方法和调试技术。
5.通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，了解开发单片机应用系统的全过程，为今后从事相应开发打下基础。
二．实习的基本要求1.认真认识设计的意义，掌握设计工作程序，学会使用工具书和技术参考资料，并培养科学的设计思想和良好的设计作风。
2.提高模型建立和设计能力，学会应用相关设计资料进行设计计算的方法。
3.提高独立分析、解决问题的能力，逐步增强实际应用训练。
4.设计的说明书要求简洁、通顺，电路图内容完整、清楚、规范。
三．实习主要内容a) 设计实现功能STC12C5A60S2（引脚排序及基本功能同AT89S51）作为主控芯片，设计利用光电传感器对5V直流电机测速，系统要求：LCD1602显示当前电机速度，若转速超过限定，则发出声光报警。
b) 原理图设计1.原理图设计要符合项目的工作原理，连线要正确。
2.图中所使用的元器件要合理选用，电阻、电容等器件的参数要正确标明。
3.原理图要完整，CPU、外围器件、外扩接口、输入/输出装置要一应俱全。
c) 程序调计1.根据要求，将总体功能分解成若干个子功能模块，每个功能模块完成一个特定的功能。
2.根据总体要求及分解的功能模块，确定各功能模块之间的关系，设计出完整的程序流程图。
直流电机速度
数电实验部分直流电机测速设计报告隋欣航09021223郑泽远09021201指导教师：纪宝伦一.设计技术前言（一）设计任务设计一个能对直流电机运行速度进行调速和测速的电路。
（二）基本要求设计一个脉宽调速电路，实现对直流电机转速的控制。
利用光电脉冲转换、整形、门控电路和计数电路测出直流电机的转速，并显示在数码管上。
要求转速300转/分以下，越低越好。
（三）扩展要求在完成基本要求的基础上加光耦脉冲计数和相位判别电路，进而识别电机的转向，并由LED显示转向的正反。
设计框图二.设计方案选择及方案比较方波发生器：555多谐振荡器构成脉宽调整电路：555构成单稳实现驱动电路：达灵顿三极管测量转向电路：两个发光二极管光电脉冲转换电路：光电耦合管（光耦）脉冲整形：与非门脉冲显示电路:数码管控制转向电路：单刀双掷开关两个计数器：五片161三．选定方案其电路系统工作原理及工作过程主要芯片说明（1）NE555定时器是一种多用途的数字—模拟混合集成电路，利用它能极方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。
组成的施密特触发器可用于脉冲的整形，单稳态触发器可用于调整脉冲的宽度，多谐振荡器可用于提供方波信号。
因而NE555广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。
其工作原理如下：555电路的内部电路方框图如右图所示。
它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，比较器的参考电压由三只5K Ω的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为2/3V和CC V。
A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关1/3CC状态。
当输入信号输入并超过2/3V时，触发器复位，555的CC输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于1/3V时，触发器置位，555的3脚输出CC高电平，同时放电，开关管截止。
R是复位端，当其为0时，D555输出低电平。
平时该端开路或接VCC。
直流电机测速
直流电机测速小功率直流电机的测速和控制参赛队员：朱尉、周贵成、杨俤班级：电气11002班1 总体方案设计根据设计任务，要求调速采用PID控制器，因此需要设计一个闭环直流电机控制系统。
该系统采用脉宽调速，使电机速度等于设定值，并且用LCD实时显示电极的转速值。
通过对设计功能分解，设计方案可以分为：系统结构方案，速度测量方案，电机驱动方案，键盘显示方案，PWM软件实现方案。
1.1 硬件方案论证要控制直流电机转速，硬件电路要求比较高，它决定直流电机调速的精度。
采用PID控制器，因此需要设计一个闭环直流电机控制系统。
该系统采用脉宽调速，使电机速度等于设定值，并且实时显示电极的转速值。
通过对设计功能分解，设计方案论证可以分为：系统结构方案论证，速度测量方案论证，电机驱动方案论证，键盘显示方案论证，PWM软件实现方案论证。
1.1.1 微处理器的选择采用一片单片机（AT89S52）完成系统所有测量、控制运算，并输出PWM控制信号。
1.1.2 测速传感器的选择在电机的转轴端开一小洞，利用红外光电耦合器，每转半圈OUT 端输出一个上脉冲。
可以采用记数的方法：具体是通过单片机记单位时间S（秒）内的脉冲数N，每分钟的转速：M=N/S×60。
也可以采用定时的方法：是通过定时器记录脉冲的周期T，这样每分钟的转速：M=60/T。
1.1.3 键盘显示方案采用4×4键盘，可直接输入设定值，显示部分使用LCD。
1.1.4 电机驱动方案采用H桥对电动机的开或关进行控制，通过开关的切换对电机的速度进行调整。
1.1.5 PWM实现方案采用一片单片机（AT89S52）完成系统所有测量、控制运算，并输出PWM控制信号。
系统硬件简单，结构紧凑。
2 系统原理框图设计系统原理框图如图2.1所示，是一个带键盘输入和显示的闭环测量控制系统。
主体思想是通过系统设定信息和测量反馈信息计算输出控制信息。
图2.1 系统原理框图3各模块的分析、计算与硬件电路设计3.1转速/频率转换及整形电路的设计设计中将转速测量转化为电脉冲频率的测量。
光电式直流电机测速实验
光电式直流电机测速实验一、实验目的了解光电耦合器的工作原理及开关特性，掌握光电耦合器在直流电机转速测量应用、基本方法。
二、实验原理1、光电耦合器器件（详见光电密码锁实验）。
2、光电式直流电机测速实验原理本实验主要涉及电机转速的测量和控制。
直流电机的转速与所提供的电压有关，电压与转速成单调关系。
本实验中电机的控制方法为滑动电阻电源供电，通过利用调节滑动变阻器来改变控制电压。
由于电机的转动需要一定的功率，所以本试验中所用到的三极管要用功率管。
测速系统的前端由光电耦合器与栅格圆盘组成。
当直流电机通过转动部分带动栅格圆盘旋转时，测速光电耦合器获得一系列脉冲信号。
通过示波器可观察到光耦产生的脉冲，设其频率为f。
根据栅格圆盘上有4个叶片，电机转一圈有4个脉冲产生，因此可得转速计算公式为（f/4）*60，即15f RPM(每分钟转的圈数)。
电机的驱动需要较大的电流，在电路中采用TIP122集成芯片驱动，TIP122是NPN型的功率达林顿晶体管。
达林顿电路的原理是将两个晶体管的集电极相连，再将第一个晶体管的发射极和第二个晶体管的基极相连，这样就会提高第二个晶体管的输出电流。
如图1-19所示放大器正常工作时正负两端虚短，其正端由可调电源提供电压，间接控制电机的转速；由于采用了负反馈，此电路具有一定的抗干扰能力当有瞬时的尖峰毛刺影响而引起的电机两端电压突然升高或降低时，电路可自动调节消除，防止电机烧毁。
检测电路由光耦和比较器构成。
电机旋转时，叶扇从光耦中间经过，引起光耦的输出电压变化，从而引起比较器的输出电压发生变化，产生方波，便于测量。
实验原理图如图1-19所示。
3、测频原理（详见光变频率实验）4、流程图（详见光变频率实验）三、实验仪器1、光电检测与信息处理实验台（一套）2、光电式直流电机测速实验板3、示波器4、万用表5、导线若干6、十芯扁平线220uFC2D212345678U2LM311NU3MQ110KR1510K R5100R4200R710KR3200R2220KR6220uFC1+12V-12V+5V+5V+5V600R8+5VD1+5V85326741U1AD741CN 接总线模块的38接线端接总线模块的36接线端电机光电耦合器接总线模块的40接线端图1-19 光电式直流电机测速稳速原理四、实验内容步骤1、按图1-20连接实验线路。
基于AT89C52的直流电机测速系统设计(1)
智能小车摘要：本设计通过小车这个载体再结合由STC89C51为核心的控制板可以达到其基本功能，脉冲调制的反射式红外线发射接受器组成的避障电路、L298N组成的电机驱动电路、以LCD1602为主显示的显示单元和蜂鸣器构成的告警电路就可以完善整个设计。
关键词：智能控制脉冲调制电动车1.功能概述智能小车采用前轮驱动，前轮左右两边各用一个电机驱动，分别控制两个轮子的转动从而达到转向的目的，后轮是万向轮，起支撑的作用。
将三个红外线光电传感器分别装在车体的左中右，当车的左边的传感器检测到障碍物时，主控芯片控制右轮电机停止左轮转动，车向右方转向，当车的右边传感器检测到障碍物时，主控芯片控制左轮电机停止转动，车向左方转向，当前面有障碍物时规定车左转。
于此同时测定速度并显示，在避障小车前进的同时从LCD点阵液晶显示器上显示小车当时速度及前方障碍物的距离。
在小车的运动状态实时显示在LCD上。
2.硬件系统设计2.1系统总体设计原理图本设计通过小车这个载体再结合由STC89C51为核心的控制板可以达到其基本功能，脉冲调制的反射式红外线发射接受器组成的避障电路、L298N组成的电机驱动电路、以LCD1602为主显示的显示单元和蜂鸣器构成的告警电路就可以完善整个设计。
2.2各硬件模块2.2.1主控模块采用STC89C52单片机作为主控制器。
STC 89C52是一个超低功耗，和标准51系列单片机相比较具有运算速度快，抗干扰能力强，支持ISP在线编程，片内含8k空间的可反复擦写1000次的Flash只读存储器，具有256bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个I/O口，2个16位可编程定时计数器。
其指令系统和传统的8051系列单片机指令系统兼容，降低了系统软件设计的难度，电路设计简单、价格低廉，在后来的实验中我们发现，STC 89C52精确度和运算速度也都完全符合我们系统的要求。
所以我们选择使用STC89C52单片机为我们整个系统的控制核心。
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学号11780131实习报告（生产实习）起止日期：2014 年6 月16 日至2014 年7 月11 日学生姓名岳刘香班级11电信科1班成绩指导教师(签字)计算机与信息工程学院2014年7 月11 日天津城建大学生产实习任务书2013—2014学年第2学期设计题目：直流电机光耦测速系统设计完成期限：自2014 年 6 月16 日至2014 年7 月11日共 4 周设计依据、要求及主要内容：一．实习的目的1.进一步熟悉和掌握单片机系统设计和编程原理。
2.掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性、控制方法。
3.通过设计，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术。
4.通过实际程序设计和调试，掌握模块化程序设计方法和调试技术。
5.通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，了解开发单片机应用系统的全过程，为今后从事相应开发打下基础。
二．实习的基本要求1.认真认识设计的意义，掌握设计工作程序，学会使用工具书和技术参考资料，并培养科学的设计思想和良好的设计作风。
2.提高模型建立和设计能力，学会应用相关设计资料进行设计计算的方法。
3.提高独立分析、解决问题的能力，逐步增强实际应用训练。
4.设计的说明书要求简洁、通顺，电路图内容完整、清楚、规范。
三．实习主要内容a) 设计实现功能STC12C5A60S2（引脚排序及基本功能同AT89S51）作为主控芯片，设计利用光电传感器对5V直流电机测速，系统要求：LCD1602显示当前电机速度，若转速超过限定，则发出声光报警。
b) 原理图设计1.原理图设计要符合项目的工作原理，连线要正确。
2.图中所使用的元器件要合理选用，电阻、电容等器件的参数要正确标明。
3.原理图要完整，CPU、外围器件、外扩接口、输入/输出装置要一应俱全。
c) 程序调计1.根据要求，将总体功能分解成若干个子功能模块，每个功能模块完成一个特定的功能。
2.根据总体要求及分解的功能模块，确定各功能模块之间的关系，设计出完整的程序流程图。
d) 程序调试1.编写相关程序，并进行仿真。
2.将程序下载到单片机，进行运行调试。
e) 设计说明书1.原理图设计说明简要说明设计目的，原理图中所使用的元器件功能及在图中的作用，各器件的工作过程及顺序。
2.程序设计说明对程序设计总体功能及结构进行说明，对各子模块的功能以及各子模块之间的关系作较详细的描述。
3.画出工作原理图，程序流程图并给出相应的程序清单。
指导教师（签字）：教研室主任（签字）：批准日期：2014 年 6 月5 日目录第一部分:无线门铃 (1)第1章器件、电路介绍 (1)1.1 电路基本原理 (1)1.2信号发射端 (1)1.2.1 CD4096芯片介绍 (2)1.3信号接收端 (2)1.4音频功放电路 (2)1.5器件说明 (2)第2章焊接过程 (5)2.1 焊接前的准备工作 (5)2.2焊接元器件 (5)2.3安装工艺及焊接注意事项 (5)第3章调试过程 (6)3.1发射机调试 (6)3.2接收机调试 (6)3.3 调试过程中出现的问题及解决方案 (6)第4章总结 (7)第二部分单片机部分 (8)第1章总体设计方案 (8)1.1 系统总体框图 (8)1.1.1测速部分 (9)1.1.2显示部分 (9)1.1.3控制部分 (9)1.1.4驱动部分 (9)第2章单元模块原理 (10)2.1电机速度采集电路设计 (10)2.2显示部分 (10)2.3单片机部分 (10)2.4电机驱动电路设计 (11)第3章软件编写流程 (12)3.1电机测速软件编写过程 (12)第4章调试过程 (14)第5章结果分析 (15)第6章总结 (16)第一部分:无线门铃第1章器件、电路介绍1.1 电路基本原理无线门铃主要包括以下几个主要部分：触发开关，信号发射端，信号接收端，音频功放电路。
它们的工作原理关系如下：图1-1工作原理下面就以上主要部分进行简要描述。
1.2信号发射端运用CD4069芯片，NPN管和晶振产生一个特定的调频信号及其外围电路组成信号发射端。
该信号发射端能够根据晶振的筛选频率产生一个特定的调频信号，发射比较稳定，不易受干扰。
图1-2 无线门铃发射器1.2.1 CD4096芯片介绍CD4069是六反相器集成电路，采用双列式塑封装（14引脚）。
该IC内含六个独立的反相器。
每个反相器均可执行逻辑的反相操作。
用它还可构成振荡器、脉冲整形和小信号的电压放大等。
与调幅系统相比，调频系统由于高频振荡器输出的振幅不变，因而具有较强的抗干扰能力与较高的效率。
1.3信号接收端运用基本的NPN管和一个晶振及其外围电路组成信号接收端。
在里面加一个晶振后会由信号发射端的晶振的筛选频率做出筛选，选出特定的信号频率，进行放大和输入下一级的音频功放电路里面！电路图如下图所示：图1-3 无线门铃原理电路图1.4音频功放电路运用常用的音乐IC芯片及功放组成音频功放电路。
对输入进来的信号产生音乐IC里面所存储的音乐声音！1.5器件说明1.5.1电阻电阻在电路中用“R”加数字表示，如：R1表示编号为1的电阻。
电阻在电路中的主要作用为分流、限流、分压、偏置等。
1、参数识别：电阻的单位为欧姆（Ω），倍率单位有：千欧（KΩ），兆欧（MΩ）等。
换算方法是：1兆欧=1000千欧=1000000欧电阻的参数标注方法有3种，即直标法、色标法和数标法。
1.5.2电容1、电容在电路中一般用“C”加数字表示（如C13表示编号为13的电容）。
电容是由两片金属膜紧靠，中间用绝缘材料隔开而组成的元件。
电容的特性主要是隔直流通交流。
电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小，电容对交流信号的阻碍作用称为容抗，它与交流信号的频率和电容量有关。
容抗XC=1/2πf c (f表示交流信号的频率，C表示电容容量) 电话机中常用电容的种类有电解电容、瓷片电容、贴片电容、独石电容、钽电容和涤纶电容等。
2、识别方法：电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同，分直标法、色标法和数标法3种。
电容的基本单位用法拉（F）表示，其它单位还有：毫法（mF）、微法（uF）、纳法（nF）、皮法（pF）。
其中：1法拉=103毫法=106微法=109纳法=1012皮法容量大的电容其容量值在电容上直接标明，如10 uF/16V容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示字母表示法：1m=1000 uF 1P2=1.2PF 1n=1000PF数字表示法：一般用三位数字表示容量大小，前两位表示有效数字，第三位数字是倍率。
如： 102表示10×102PF=1000PF 224表示22×104PF=0.22 uF1.5.3稳压二极管稳压二极管在电路中常用“ZD”加数字表示，如：ZD5表示编号为5的稳压管。
1、稳压二极管的稳压原理：稳压二极管的特点就是击穿后，其两端的电压基本保持不变。
这样，当把稳压管接入电路以后，若由于电源电压发生波动，或其它原因造成电路中各点电压变动时，负载两端的电压将基本保持不变。
2、故障特点：稳压二极管的故障主要表现在开路、短路和稳压值不稳定。
在这三种故障中，前一种故障表现出电源电压升高；后2种故障表现为电源电压变低到零伏或输出不稳定。
常用稳压二极管的型号及稳压值如下所示：型号：1N4728、 1N4729、 1N4730、 1N4732、 1N4733 、1N4734 、1N4735、 1N4744 、1N4750、 1N4751 、1N4761稳压值：3.3V 、3.6V 、3.9V 、4.7V 、5.1V、 5.6V 、6.2V 、15V、 27V 、30V 、75V 1.5.4电感电感在电路中常用“L”加数字表示，如：L6表示编号为6的电感。
电感线圈是将绝缘的导线在绝缘的骨架上绕一定的圈数制成。
直流可通过线圈，直流电阻就是导线本身的电阻，压降很小；当交流信号通过线圈时，线圈两端将会产生自感电动势，自感电动势的方向与外加电压的方向相反，阻碍交流的通过，所以电感的特性是通直流阻交流，频率越高，线圈阻抗越大。
电感在电路中可与电容组成振荡电路。
电感一般有直标法和色标法，色标法与电阻类似。
如：棕、黑、金、金表示1uH（误差5%）的电感。
电感的基本单位为：亨（H）换算单位有： 1H=103mH=106uH。
1.5.5变容二极管变容二极管是根据普通二极管内部“PN结”的结电容能随外加反向电压的变化而变化这一原理专门设计出来的一种特殊二极管。
变容二极管在无绳电话机中主要用在手机或座机的高频调制电路上，实现低频信号调制到高频信号上，并发射出去。
在工作状态，变容二极管调制电压一般加到负极上，使变容二极管的内部结电容容量随调制电压的变化而变化。
变容二极管发生故障，主要表现为漏电或性能变差：（1）发生漏电现象时，高频调制电路将不工作或调制性能变差。
（2）变容性能变差时，高频调制电路的工作不稳定，使调制后的高频信号发送到对方被对方接收后产生失真。
出现上述情况之一时，就应该更换同型号的变容二极管。
1.5.6晶体三极管晶体三极管在电路中常用“Q”加数字表示，如：Q17表示编号为17的三极管。
1、特点：晶体三极管（简称三极管）是内部含有2个PN结，并且具有放大能力的特殊器件。
它分NPN 型和PNP型两种类型，这两种类型的三极管从工作特性上可互相弥补，所谓OTL电路中的对管就是由PNP型和NPN型配对使用。
2.1 焊接前的准备工作首先要准备焊接工具：电烙铁，烙铁架，焊锡，镊子，钳子，插线板⑴按材料清单清点全套零件，并负责保管。
⑵用万用表检测元器件，电阻可以用万用表测量，也可以读出来。
⑶对元器件引线或引脚进行镀锡处理。
注意：镀锡层未氧化（可焊性好）时可以不再处理。
⑷检查印制板的铜箔线条是否完好，有无断线及短路，特别要注意板的边缘是否完好。
2.2焊接元器件焊接是安装电路的基础，我们必须重视他的技巧和注意事项。
⑴焊锡之前应该先插上电烙铁的插头，给电烙铁加热。
⑵焊接时，焊锡与电路板、电烙铁与电路板的夹角最好成45度，这样焊锡与电烙铁夹角成90度。
⑶焊接时，焊锡与电烙铁接触时间不要太长，以免焊锡过多或是造成漏锡；也不要过短，以免造成虚焊。
⑷元件的腿尽量要直，而且不要伸出太长，以1毫米为好，多余的可以剪掉。
⑸焊完时，焊锡最好呈圆滑的圆锥状，而且还要有金属光泽。
2.3安装工艺及焊接注意事项⑴元器件的装插焊接应遵循先小后大，先轻后重，先低后高，先里后外的原则，这样有利于装配顺利进行。
⑵在瓷介电容、电解电容及三极管等元件立式安装时，引线不能太长，否则降低元器件的稳定性；但也不能过短，以免焊接时因过热损坏元器件。
一般要求距离电路板面2mm，并且要注意电解电容的正负极性，不能插错。
⑶集成电路的焊接：TC4096为双列14脚扁平式封装，在焊接时，首先要弄清引线脚的排列顺序，并与线路板上的焊盘引脚对准，核对无误后，先焊接1、14脚用于固定IC，然后再重复检查，确认后再焊接其余脚位。