基于89C51的转速测量系统设计
基于STC89C51RC的转速测量系统设计
系统 由信号预处理 电路 、 片机 单
８Ｃ 系 ９５、
统 化 Ｌ Ｄ显示 模 块 、 口数 据 存 储 电 路 等 组 成 ． Ｅ 串 其
中信号预处理 电路包含信号放大、 波形变换 和波形 整形 ． 波形 变换 和波 形 整 形 电路 则 用 来 将 放 大 的信
统 ． ８Ｃ ｌ 片机 采用 了 Ｃ Ｏ ９５ 单 Ｍ Ｓ工 艺 和 高 密度 非 易失性 存储 器技术 ， 而且 其输 入／ 出引脚 和指令 系 输 统都 与 ＭＣ ５ 兼容 ，Ｉ８Ｃ ｌ Ｓ一 １ Ｓ℃ ９ ５ 的显 著特 点是 具有 ＩＰ在 系统 可 编程 ） （ Ｓ（ ／ 在应 用 可 编程 ）无需 专 用 ， 编程器 ／ 真器 即可通过 串 口（３０Ｐ ．） 接 下载 仿 Ｐ ．／ ３ １直 用户 程序 ，Ｋ程 序 ３秒 即可 完成 一 片 ， 开发 该 系 ８ 是 统 的适 合 芯片 ．
２０ Ｏ ７年 ｌ ２月
连云港师范高等专科学校学报
Ｊ ｕ ａ ｆＬａ ｙ ｎ ａ ｇＴ ａ ｈ ｒ Ｃ ｌ ｇ ｏ ｒ ｌｏ ｉｎ ｕ ｇ ｎ ｅｃ ｅｓ ｏｌ ｅ ｎ ｅ
Ｄｅ ｅ ｅ ， ０ ７ ｃ ｍｂ ｒ ２ ０
Ｎｏ． ４
第４ 期
文章编号 ：０９ ７ｏ２ｏ ） —０８ —０ １０ —７４ （ｏ ７０ ０４ ４ ４
１ 系统 组成 及工 作原理
１ １ 转速 测量 原理 ．
式中，为转速信号盘每 转输 出信号数 ； 为信 ｉ ｊ 号盘转 １ 圈发动机转 的圈数 （ 信号盘安装在曲轴上 时 ｊ ， 在 凸轮 轴上 则 ｊ ） Ｔ为单 片机 输 入 捕 ＝１装 ＝２ ； 捉所计算出的相邻两个上升沿之间的时间差值 ．
应用89C51单片机测量矿井风机转速
嵌入式技术 电 子 测 量 技 术 EL ECTRON IC M EASU REM EN T TECHNOLO GY第33卷第1期2010年1月 应用89C51单片机测量矿井风机转速方俊生1 施式亮1 吴媛媛1 丁晓娜2(1.湖南科技大学能源与安全工程学院 湘潭 411201;2.西安工业大学电子信息工程学院 西安 710032)摘 要:为测量风机的转速,用光电码盘及光电接收器为信号发生器,设计了一种基于89C51单片机的转速测量系统。
分析了系统工作原理,给出了信号采集硬件设计电路以及数据存储、显示结构电路,给出了软件设计流程。
对M 算法精确度进行了计算。
理论和实验结果显示,测量系统能够保证测量的实时性,测量精度高,可适用于中高转速的测量。
关键词:风机;转速;测量;单片机中图分类号:TP368.2 文献标识码:AStudy on measuring system of blow er fan rotational speedbased on89C51single chip microcomputerFang J unsheng1 Shi Shiliang1 Wu Yuanyuan1 Ding Xiaona2(1.Hunan university of Science and Technology,Xiangtan411201;2.Xian Technological Uinversity,Xiπan710032)Abstract:In this paper,the measurement system of blower fan rotation speed by using photoelectric coder and photoelectric receiver as signal generator was designed based on89C512MCU.The system principle was analyzed,the interface circuit of data acquisition,data storage and data display was designed in hardware,and the software flow was presented.The accuracy of M2algorithm was accounted.J ust as the theory and experimental results,the real2time and high2accuracy of measurement was implemented by the measurement system theory analyze and experiment,which can be used to measure the middling and height speed system.K eyw ords:blower fan;rotational speed;measurement;single chip microcomputer0 引 言风机是矿井通风系统的核心,其工作性能的好坏,直接关系到整个矿井的安全生产状况。
运用AT89C51单片机对直流电动机转速的控制设计-大学毕业论文毕业设计学位论文范文模板参考资料
摘要本次课程设计基于AT89C51单片机为核心，利用天皇教仪三合一实验箱。
应用PWM技术对直流电机的速度进行精确调节，并测量出电动机的转速，通过模数转换系统，使用LCD液晶显示器精确的显示电动机的转速。
本次课程设计的目的是更加熟练掌握单片机的工作原理及实际应用，特别是单片机的编程语言，数模转换系统，PWM调节脉冲及LCD液晶显示器的工作原理。
关键字：51单片机；转速控制；模数转换；LCD液晶显示；目录1前言 (1)2 硬件部分的设计 (2)2.1硬件设计总体思路 (2)2.2单片机控制直流电机部分的硬件设计 (4)3 各硬件部分的连接与接口 (15)3.1 单片机与直流电机接口部分 (15)3.2单片机与LCD显示模块通信接口部分 (17)3.2各部分硬件结合原理及构造 (18)4 软件程序设计 (19)4.1系统软件设计的总体概述 (19)4.2系统各部分软件设计的思路 (22)5 系统的调试与现象分析 (24)6课设总结 (26)参考文献 (27)附录Ⅰ (27)附录Ⅱ (33)1前言近年来,随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断地走向深入。
在仪器仪表、家用电器和专用装备的智能化以及过程控制等方面,单片机都扮演着越来越重要的角色。
将单片机的应用引入实际科技实践必将对微电子控制技术的研究与实践注入强大活力。
本次设计研究的直流电机转速控制及转速的LCD显示实验装置即以单片机作为核心部件,它可完成对直流电机转速、方向的闭环控制，并应用LCD液晶显示装置显示出转速，本文重点论述该实验装置的硬件组成,软件设计以及控制方案的实施。
在早期，电子产品一般是纯硬件电路，没有使用单片机，电路复杂难以设计，也难以检查问题，随着微控制技术的不断完善和发展，集成芯片越来越多，单片机便出来了，换言之，单片机的应用是对传统控制技术的一场革命。
具有划时代的意义。
在电机控制方面也是靠人的感觉，没有侧速和侧距的概念，以前人机界面一般采用LED数码二极管，随着LCD液晶显示器的出现，人机界面更加人性化、智能化，它能显示数字、汉字和图象，控制LCD液晶显示器也很方便，电路设计也比较简单；加上单片机，组合实现的功能也比较强大，还可方便以后电路的升级与扩展。
【精品】毕业设计-基于51单片机的转速测量系统设计
Keywordsmonolithic integrated circuits;speedsmeasure;Hall element
第
1.1
随着超大规模集成电路技术提高，尤其是单片机应用技术以其功能强大，价格低廉的显著特点，使全数字化测量转速系统得以广泛应用。由于单片机在测量转速方面具有体积小、性能强、成本低的特点，越来越受到企业用户的青睐。转速是工程中应用非常广泛的一个参数，其测量方法较多，而模拟量的采集和模拟处理一直是转速测量的主要方法，这种测量方技术已不能适应现代科技发展的要求，在测量范围和测量精度上，已不能满足大多数系统的使用。随着大规模及超大规模集成电路技术的发展，数字系统测量得到普遍应用，特别是单片机对脉冲数字信号的强大处理能力，使得全数字量系统越来越普及，其转速测量系统也可以用全数字化处理。在测量范围和测量精度方面都有极大的提高。
电式转速表测量。用这种方法测量时,既要在发动机转动轴上粘贴光标纸，又要求测量人员把转速表与光标纸的距离控制在很近的范围,测量十分不方便。随着科学技术的迅速发展,转速测量仪表已步入现代化、电子化的行列。过去曾经使用过的接触式测量仪表,如离心式转速表、磁性转速表、微型发电机转速表及钟表是定时转速表，均已先后受到冷落；而利用已知频率的闪光与被测轴转速同步的方法来测速的闪光测速仪，虽属非接触式仪表，目前仍有应用,但也退居次要地位。代之而起的是非接触式的电子与数字化的测速仪表。这类转速仪表大多具有体积小、重量轻、读数准确、使用方便等优点，容易实现电脑荧屏显示和打印输出，能够连续的反映转速变化，既能测定发动机稳定情况下的平均转速,也能够用来在足够小的时间间隔这一特定条件下测定发动机的瞬时转速。
基于AT89C51的电机转速测量仪的设计与实现
收稿日期:2009-02-13作者简介:王朕(1979 ),男,山东聊城人,硕士研究生,讲师,主要从事电力电子技术、电路及单片机研究.基于AT89C51的电机转速测量仪的设计与实现王 朕1,刘学锋2,刘陵顺1(1.海军航空工程学院控制工程系,山东烟台 264001; 2.鲁东大学物理与电子工程学院,山东烟台 264001)摘要:采用AT89C51单片机和光电编码器设计开发了用于某型装备电机转速测量的转速测量仪,并给出了测量仪的电路图和部分程序,实验结果表明该测量仪测量具有精度高、抗干扰能力强、体积小、性价比高等优点.关键词:单片机;光电编码器;转速测量中图分类号:TP368.1文献标识码:A 文章编号:1006-0707(2009)05-0019-03在某些工业自动控制领域、某些装备应用上,经常会遇到各种需要测量电机转速的场合.传统的电机转速测量方法是采用直流测速机,其原理是由被测电机拖动测速发电机,再对测速发电机产生的电压进行测量,在将电压换算成转速.采用测速发电机测速主要缺点如下:首先,测速发电机作为被测电机的负载,必然对转速产生影响,在一定情况下影响测量精度;其次,测速发电机电压作为模拟量,无法直接与数字控制系统连接,必须经过A/D 转换,增加系统控制的复杂程度;最后,由于制造工艺的限制,测速发电机的性能很难有大的提高,在某些场合测速发电机甚至影响整个系统的性能[1-2].本文中针对这种情况,设计并实现了以AT 89C51单片机为核心的电机转速测量仪,该测量仪已应用于某型装备,实验结果表明该测量仪不仅满足了装备的测速要求,而且相对于直流测速机更具有测量精度高、体积小、性价比高等优点.常用的转速测量方法有T 法、M 法和M/T 法,综合考虑三种方法的优缺点及测量要求,本文采用M 测速法,即:在一定的采样时间内测出光电编码器的脉冲数,脉冲数除以编码盘的孔数再除以定时时间就是电机的转速,即根据公式(2)换算成转速[3].1 硬件电路设计[4-6]由于该测量仪不需要键盘输入,故硬件电路仅由主电路、转速测量电路、显示电路组成,其电路原理图如图1所示.图1 电路原理第30卷 第5期四川兵工学报2009年5月1.1 主电路主电路采用ATMEL 公司生产的AT 89C51单片机.其中,T0和T1都工作在模式1,T0用作定时器,T1用作计数器,当T 1引脚上出现一个1到0的跳变时,计数器加1,直到T0定时时间到,进入中断程序;然后对T1中的数据进行处理,对T0、T1进行重新装载、设置中断后,中断返回.1.2 转速测量电路转速测量电路由光电编码器及脉冲整形电路组成,如图2所示,其中编码盘加在电机转轴上,随电机同步转动.光电编码器由脉冲编码盘、发光二极管和光敏三极管组成.其中,光电编码器有直射式和反射式两种,图2所示即为直射式.发光二极管发出的光通过编码盘的孔射到光敏三极管上后,三极管导通输出一个低电平;当二极管发出的光被编码盘遮住时,三极管截止输出一个高电平.因此,当编码盘转动时,三极管集电极输出一系列脉冲,脉冲经74HC14整形后输入T1脚,故计数器T 1中的数据除以编码盘的孔数再除以定时时间,即得到了电机的转速.光电编码器的特点是输出精度高、抗干扰能力强、受温度变化影响小,因此使得该测量仪测量精度很高.图2 光电编码器原理1.3 显示电路显示电路使用了4个LED 显示器,由4个CD4511BP 芯片驱动,故满足显示转速的范围0~9999r/min 的要求.七段数码管的驱动由CD4511BP 完成,该芯片是一种集成了显示译码、显示码锁存电路的数码管专用驱动芯片.在其输入脚写入B CD 码,在输出脚上就得到与数码管相对应的十进制数据.显示电路原理图如图3所示,根据CD45111及数码管的电气参数,其电阻阻值选为470 .(图中只给出一个CD4511BP 和一个LED 数码管的连接,其余三个与此相同).图3 LED 显示电路原理2 软件设计[4-5]2.1 程序流程图系统上电复位后,首先对单片机自身进行初始化,包括设置堆栈指针、设置定时器和计数器的工作方式及初始值、中断的开启等,然后进入循环显示、脉冲计数、转速计算、数制转换等子程序.软件流程图如图4(虚线框内为中断处理程序流程).其中,脉冲计数由硬件电路通过计数器T1(P3.5)对输入的脉冲进行计数,经计算在定时器T0定时时间内可以满足测速范围0~9999r/min 的要求;其他各模块的具体程序见2.2部分.图4 程序流程2.2 模块程序程序采用汇编语言编写,采用KEIL51软件和TKS 仿真器进行程序调试.各部分功能的程序如下.2.2.1 脉冲计数程序由硬件电路知,AT89C51的T1引脚外接脉冲输入,因此脉冲计数可使用T1作为计数器来实现计数;采样时间可由T0定义.本文中定义T1为16位计数器,T0为16位定时器,定时0.05s.部分程序及注释如下.MOV TMOD,#41H ;定义定时/计数器工作模式和工作方式;T1--16位外部中断计数器,T0--16位定时器MOV TL0,#0AFH ;设置T0的初始值:定时为0.05s,;公式:X=65535-50000=15535D=3CAFHMOV TH0,#3C H20四川兵工学报MOV TL1,#00H;设置T1的计数初始值0MOV TH1,#00HSE TB TR0;开启T0SE TB TR1;开启T1SE TB ET0;允许T0中断SE TB EA;允许单片机响应中断2.2.2 转速计算程序转速计算的公式为n=60mP(r/min)(1)其中,m存在T1的计数寄存器中, =0.05s,P=32,即转速公式为n=75m2(r/min)(2)根据上述计算公式,先取脉冲数,分别置于寄存器R6、R7中,然后清计数器,再重新装载定时初始值以开始下一轮计数.对已经取得的脉冲数按公式(2)进行计算,先进行乘法后进行除法运算,将得到的转速置于寄存器R3、R4中,部分代码如下.MOV R7,TH1;取脉冲数,R7中存高8位,R6中存低8位MOV R6,TL1MOV TH1,#00H;清计数器计数值,使其开始下一轮的计数MOV TL1,#00HMOV TL0,#0AFH;重新开始定时MOV TH0,#03CHMOV A,R6;m*75D=m*4BHMOV B,#04B HMUL ABMOV R3,A..MOV A,R4RRC A;除法到此做完,转速存在R3、R4组成的16位存储单元中,此时为2进制数.2.2.3 数制转换程序上节中已求出十六进制的转速,需将其转换为十进制数进行编码后再输出显示.该部分程序如下.HB2:CLR AMOV R3,AMOV R4,AMOV R5,AMOV R1,#10H;转换16位,即两字节,需要循环16次,;循环次数存在R1中HB3:MOV A,R7RLC AMOV R3,ADJNZ R1,HB3END2.2.4 显示功能程序由硬件电路,显示驱动芯片连接在P1、P2口上,因此向P1、P2口写数据即可实现数据显示功能.代码如下: DISPLAY:;下面是进行静态显示的代码,寄存器R4中存十进制转速数的千位和百位,R5中存十进制转速数的十位和个位.MOV P1,R4MOV P2,R5SJMP DISPLAY3 结束语本文中采用光电编码器及AT89C51制作的电机转速测量仪已成功用于某型装备,实验结果表明该测速仪不仅测速准确、精度高,而且体积小、性价比高、使用方便,因而具有较高的实用价值和市场前景.参考文献:[1] 刘和平,周小军.一种由单片89C52构成的高精度转速测量仪[C]//重庆市电机工程学会2000年学术会议论文.重庆:重庆市电机工程学会,2000.[2] 赵霞.利用89C52三个定时器实现精密测速[C]//2003年全国单片机及嵌入式系统学术年会论文集(下册).北京:北京航空航天大学出版社,2003. [3] 肖慧.单片机在线测速软件的设计.仪器仪表学报(增刊)[J].2005,26(8):423-424.[4] 张毅刚,彭喜源,谭晓昀.MCS-51单片机应用设计[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1997.[5] 徐建军.MC S-51系列单片机应用及接口技术[M].北京:人民邮电出版社,2003.[6] 姚彩虹.基于AT89C52的机车光电转速传感器测控仪设计[J].自动化仪表,2006,27(10):26-27.21王 朕,等:基于AT89C51的电机转速测量仪的设计与实现。
基于89C51的直流电机转速的测量与控制
目录中文摘要 (1)英文摘要 (2)1 引言 (2)1.1 课题的研究意义 (2)31.2 设计任务 (3)2 系统设计及模块分析 (3)2.1系统平台简介 (3)2.2 PWM模块 (5)2.4 LCD模块 (5)3 系统的软件设计与实现 (8)3.1 系统软件简介 (9)3.2 编程语言简介 (9)3.3 设计流程及分析 (10)4 调试与实验结果 (13)4.1 系统测试结果 (14)4.2 设计心得 (14)结论 (14)谢辞 (14)参考文献 (14)附录 1 系统硬件原理图 (14)基于STC89C51直流电机控制系统的设计与实现摘要：转速是直流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。
本文阐述了基于单片机的直流电动机转速控制系统的特点和优势，介绍了在STC89C51单片机实验开发平台上，对直流电动机进行测速和控制的相关算法及软、硬件实现。
设计中软件设计采用C语言编程，硬件设计采用PWM方式驱动电动机，利用霍尔元器件测量电动机的转速，在液晶显示屏(LCD)上实时显示电机的转速值。
另外还可以通过3×3矩阵键盘输入电动机转速的设定值，在电动机转速的可控范围内控制电动机转速，使电动机的实际转速值等于设定值，并在液晶显示屏(LCD)上同时显示设定值与实际转速值，便于比较。
最后对实验数据进行了分析。
关键词：直流电动机，PWM，液晶显示屏(LCD)，转速测量Abstract: Speed is an important physical quantity in the operation of the DC-motor. How to measure the speed of DC-motor exactly, rapidly and conveniently is highly significant. The design expatiates on the advantages of SCM in the DC-motor speed modification system. The algorithm about the measurement and the control of the DC-motor, as well as the software and hardware methods to realize the requirement based on the STC89C51 experiment development platform is introduced. In this design, the PWM manner , while the Hall device is utilized to measure the speed of the motor. The numerical value will have a real-time display on the LCD screen. In addition, the setting value of the speed can be inputted through the 3×3 matrix keyboard. It can control the speed of the DC-motor in its controllable bounds, which makes the actual speed value equal to the setting value. The LCD screen will display the setting value and the actual speed value simultaneously that is convenient for the comparison between the two values. In conclusion, the data got from the experiment have been analyzed.Keywords: DC-motor, PWM, LCD, speed measurement1 引言1.1 课题的研究意义直流电机具有良好的起动、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动系统中得到了广泛的应用。
霍尔传感器电机转速测量系统设计
霍尔传感器电机转速测量系统设计09电子1班刘荣 090406130 摘要：本文介绍了霍尔传感器测速的原理，设计了基于单片机AT89C51的直流电机转速测量系统。
完成了电机转速测量系统的硬件电路设计、霍尔传感器测量电路的设计、显示电路的设计。
测量转速的霍尔传感器和机轴同轴连接，机轴每转一周，产生一定量的脉冲个数，由霍尔器件电路部分输出幅度为12V的脉冲。
经光电隔离器后成为输出幅度为5V转数计数器的计数脉冲。
控制定时器计数时间，即可实现对电机转速的测量。
在显示电路设计中，通过1602实现在LCD上直观地显示电机的转速值。
并对电机转速测量系统的硬件电路、显示电路进行了调试。
与软件配合，采用模块化方法进行了软件设计，编制了电机转速的测量设计了测量模块、转速模块、报警模块、显示模块等的C51程序，并通过PROTEUSE软件进行了仿真，实现了显示、报警功能。
仿真实验表明所设计的硬件电路及软件程序是正确的，满足设计要求。
关键词：电机转速测量；霍尔传感器；单片机；89C51；LCD液晶显示Abstract：The principles of motor speed measurements with hall sensor was described in this article and DC motor speed measurement system which is based on AT89C51 was designed, and the corresponding hardware circuit designs was also completed accordingly. The hall sensor is connected with crankshaft by coaxial junction. Every revolution of the crankshaft will generate a certain amount of pulses whose amplitude is 12v. The opto-coupler turns these certain amount of pulses into 5-amplitude count impulse. The motor speed can be measured by controlling the time. In the design of display circuit, the number of motor speed is displayed in LCD directly through 1602. The motor speed measurement system and the hardware circuits, display circuit function are debugged to cooperate with the software to display and alarm users. Combination of hardware circuit design, softwares were designed by a modular approach using C51 program, such as the motor speed measurement module, alarm module, display module etc., All these programs were simulated through PROTEUSE.The simulation results have proved that the hardware circuits design and software program is correct, and the system can meet the designing requirement completely.Key WordS: Motor Speed Measurement; Hall Sensor; Microcomputer; 89C51；LCD正文根据霍尔效应，人们用半导体材料制成的元件叫霍尔元件。
基于89c51的测量电动机转速系统
摘要在测量电动机的转速中，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。
由于微型计算机迅速发展，特别是高性价比的单片机的出现，转速测量普遍采用以单片机为核心的数字式测量方法。
本设计是由增量式光电编码器，89C51单片机，二极管，蜂鸣器以及一些必要的运算放大器组成的电机转速检测系统。
本设计的主要功能是：在电机运行过程中，检测系统对转速进行实时监控，转速如果超过200r/min，则发出报警；如果转速低于200r/min，则正常运行。
本设计的优点是：硬件电路简单，软件编译简单，测量速度快捷，整体价格低廉，电路功耗低等特点。
但由于在硬件系统中的测量误差与计算中不可避免的舍入误差，使得测量系统含有一定的误差。
关键字：光电编码器，单片机，蜂鸣器，T法测速，T0定时器/计数器一、系统方案的选定本设计的设计目的是：设计一个由单片机控制的电机转速检测系统，实时监测电机的转速，达到设定值，声音报警提示。
通过设计，掌握光电编码器的工作原理和控制系统的设计步骤，进一步提高综合运用知识的能力。
设计要求是：选择光电编码器，设计电机转速检测系统，转速超过200r/min，自动报警提示。
所以根据设计目的与功能要求，选择增量式光电编码器，选定光电编码器的INT)，或P3.4（T0）引脚把光电编码器输出0～5V的T法测速法；通过P3.2(0方波脉冲序列，引入单片机内；通过单片机内部的TO定时器/计数器的功能，计算出光电编码器每个脉冲的时间间隔Tc；通过公式n=60/Z/Tc=60f/Z·M(Z=倍频系数X编码器光栅数)计算出电动机的实时转速N；通过编好的软件，拿实时转速N与规定转速上限n=200r/min比较，如果实时转速N大于200r/min，系统报警（蜂鸣器发声），红色报警灯亮；如果实时转速N小于200r/min，系统正常工作，不会报警，绿色工作指示灯亮。
基于单片机的转速测试系统
基于单片机的转速测试系统介绍了一种利用89C51型单片机技术实现高精度转速测量系统的方法。
这种测量系统具有数据准确、精度高、体积小、使用方便等优点，具有广阔的应用前景。
标签：转速测量系统;单片机;光电传感器1 转速测试的原理伴随着现代化的生产规模不断地扩大，基于单片机转速测量系统在工业和民用领域中都有很高的使用价值。
国内外的各类转速测量系统都朝着高智能化、高精度化、小型化的方面发展。
在智能化的转速测量系统中可以对转速进行自动高精度测量，大大的提高了实用价值。
转速测试系统的原理是测量旋转中的转子所产生的周期脉冲信號频率。
主要有测周期法、测频率法和测频测周期法三种：①测周期法（T法）测周期法转速通过两脉冲信号产生的间隔宽度决定（脉冲宽度用TP来表示），假设用来采集数据的叶片有N片，那么测量的时间是每转的1/N。
TP通过定时器测得，时钟脉冲计数通过定时器计数获得，在TP内计数值若为M1，那么计算公式为：P是转轴旋转一周脉冲发生器产生的脉冲fc是硬件产生的时钟脉冲频率，单位用HZ来表示N为转速，单位：r/minM1为时钟脉冲影响T法测量额精度误差有两个因素：两脉冲的上升沿触发时间不一样，计数和定时不一致。
这种方法在测量低转速时精度很高，随着速度的不断增加，T法的测量准度也随着降低。
②测频法（M法）测量脉冲发生器所产生的脉冲数m1来测量转速在时间T内完成。
测量精度由于定时时间T和脉冲不能保证同步，以及在T内不能测量外部脉冲的完整周期，捕捉脉冲信号的能力变差。
T要足够的长，才能确保测量结果的准确性。
③测频测周期法测频测周期法即综合了T法和M法，分别对高、低转速测量。
通过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脉冲信号来确定转速。
为确保在不同转速的测量准确性，要保证对两种不同脉冲信号进行同步测量。
2 单片机转速测量系统的主要原理单片机转速测量系统在实际应用中，大多数情况下都会被视线安装在相应的设备上，通过对不同类型的传感器产生脉冲信号，这样才能实现对电机的转速的测量。
用P89C51RC+IA和EMP7064S实现转速测量
用P89C51RC+IA和EMP7064S实现转速测量转速测量是伺服控制系统重要组成部分。
迄今为止，测速可分为两大类：模拟电路测速和数字电路测速。
微电子技术的发展，数字测速技术的进步，数字测速性能的提高，使数字测速受到人们的重视。
随着微电子技术的发展、计算机技术的成熟，出现了以计算机为核心的数字测速装置。
这样的速度测量装置测量范围宽、工作方式灵活多变、适应面广，具有普通数字测速装置不可比拟的优越性。
本文应用M/T法测速原理，借助PHILIPS P89C51RC+IA和ALTERAEPM7064S实现转速测量。
1 M/T测量法工作原理 数字测速中用到的关键部件是光电编码器，俗称码盘。
码盘是一角度传感器，将角度住处转变成一列脉冲串。
刻线数m、刻线误差ε、输出信号的电特性是码盘的主要技术指标。
码盘输出两路相差90°的矩形脉冲串，每转动一周输出m个脉冲。
通过测量脉冲串的频率即可测量转速。
本文采用M/T法测速。
此法需要一个码盘脉冲计数器、一个标准的时间计数器、一个定时器。
定时器设定测量时间Ts。
在测量时间Ts内，同时对码盘脉冲和标准时间信号计数。
测量时间到，产生定时中断，单片机执行中断程序，读出码盘脉冲计数器和标准时间计数的值，由计数值求出转速。
设码盘刻线数为m，码盘脉冲倍频数为n，标准时间为TC（s），码盘脉冲计数值为Cm，标准时间计数值为Ct，则转速ω=360Cm/mnTcCt(°/s)。
2 码盘脉冲预处理的EMP7064S实现 采用码盘的数字测速系统中，对码盘信号的处理包括倍频、输出控制和方向信号的提取。
2.1 码盘脉冲倍频电路。
基于89C51单片机的电动机转速控制器设计
1 引言：在电气时代的今天，电动机一直在现代的生产和生活中扮演着十分重要的作用。
据资料统计，如今有90%的动力源来自于电动机，我国生产的电能大约有60%用于电动机。
电动机与人们的生活密切相关。
步进电机作为机电一体化的关键产品之一，是一种将电脉冲信号转换成直线或角位移的控制电机，广泛应用于工业控制系统中。
其转速和机械角位移分别与输入电机绕组中的脉冲平率和脉冲个数成正比。
通过改变电脉冲频率，可大范围内进行调速【1】。
同时，该电机还能快速起动、制动、反转和自锁。
此外，步进电机易于实现计算机或其它数字元件接口，适用于数字控制系统。
由于具有上述特点，步进电机日益广泛应用于数字控制系统中，如数控机床、绘图机、自动记录仪表和数一模转换等装置。
但步进电机的驱动信号经常还是用一些专用的模拟芯片控制器或者是信号发生器来产生，缺乏灵活性和可靠性。
在一些智能化要求较高的场合，用模拟芯片以及信号发生器来控制步进电机有一定的局限性，可以采用AT89C51 单片机控制步进电机以改善其性能【2】。
随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在国民经济各个领域都有应用。
2 步进电机的工作原理步进电机本身可以直接接受数字信号，不需要进行数字与模拟量的转换，具有高精度快速启停能力。
如果选用三相六拍，步距1.5°，即进一步，电机转动1.5°，转动一周需要200步【3】。
步进电机直接由数字信号控制，其控制程序可以分为脉冲序列的生成、方向的控制、步进电机变速控制程序3部分。
2.1 步进电机控制的基本原理步进电机的基本控制包括转向控制和速度控制2个方面。
如图2.1.1，从结构上看，步进电机分为三相、四相、五相等类型，常用的则以三相为主。
三相步进电机的工作方式有三相单三拍、三相双三拍和三相六拍3种，下面具体加以阐述。
（1）换相顺序的控制步进电机通电换相这个过程称为脉冲分配。
例如，三相步进电机在单三拍的工作方式下，其各相的通电顺序为A-B-C-A，通电控制脉冲必须按照这一顺序分别控制A、B、C相得通断。
基于单片机AT89C51的霍尔传感器的直流电机转速测量系统硬件设计
基于霍尔传感器的电机转速测量系统设计—硬件设计摘要电动机作为机械化、电气化和自动化的原动机，广泛应用于国民经济建设、国防建设、科学技术研究和人民物质文明生活的各个领域。
电机是生产过程中应用十分广泛的装置，对其转速进行准确测量就显得十分必要。
本文介绍了霍尔传感器测速的原理，设计了基于单片机AT89C51的直流电机转速测量系统。
完成了电机转速测量系统的硬件电路设计、霍尔传感器测量电路的设计、显示电路的设计。
测量转速的霍尔传感器和机轴同轴连接，机轴每转一周，产生一定量的脉冲个数，由霍尔器件电路部分输出幅度为12V的脉冲。
经光电隔离器后成为输出幅度为5V转数计数器的计数脉冲。
控制定时器计数时间，即可实现对电机转速的测量。
在显示电路设计中，通过1602实现在LCD上直观地显示电机的转速值。
并对电机转速测量系统的硬件电路、显示电路进行了调试。
与软件配合，实现了显示、报警功能。
仿真实验表明所设计的硬件电路及软件程序是正确的，满足设计要求。
关键词：电机转速测量；霍尔传感器；单片机；89C51；LCDDesign of Motor Speed Measurement System Based on Hall Sensor—Hardware DesignAbstractMotors, as the original machine of mechanization, electrification and automation are widely and common used in the various areas of construction of national economy, national defense, science and technology research and materiality civilization. And it is very important in manufacturing, measuring its rotational speed becomes very essential and necessary.The principles of motor speed measurements with hall sensor was described in this article and DC motor speed measurement system which is based on AT89C51 was designed, and the corresponding hardware circuit designs was also completed accordingly. The hall sensor is connected with crankshaft by coaxial junction. Every revolution of the crankshaft will generate a certain amount of pulses whose amplitude is 12v. The opto-coupler turns these certain amount of pulses into 5-amplitude count impulse. The motor speed can be measured by controlling the time. In the design of display circuit, the number of motor speed is displayed in LCD directly through 1602. The motor speed measurement system and the hardware circuits, display circuit function are debugged to cooperate with the software to display and alarm users. The simulation results have proved that the hardware circuits design and software program is correct, and the system can meet the designing requirement completely.Key Words: Motor Speed Measurement; Hall Sensor; Microcomputer; 89C51；LCD目录1 绪论 (1)1.1设计任务 (1)1.1.1 题目来源 (1)1.1.2 设计内容 (1)1.1.3 相关背景 (2)1.2方案分析论证 (2)1.2.1 霍尔测速模块论证与选择 (2)1.2.2 单片机模块论证与选择 (2)1.2.3 显示模块论证与选择 (3)1.2.4 报警模块论证与选择 (3)1.2.5 电源模块论证与选择 (3)2 基于霍尔传感器的电机转速测量系统硬件设计 (4)2.1电机转速测量系统的硬件电路设计 (4)2.1.1 总体硬件设计 (4)2.1.2 系统电路设计 (5)2.2霍尔传感器测量电路设计 (6)2.2.1 霍尔元件 (6)2.2.2 霍尔传感器测量原理 (7)2.2.3 转速测量方法 (8)2.2.4 反相器74LS14 (8)2.2.5 光电耦合器 (9)2.2.6 蜂鸣器 (10)2.3单片机AT89C51 (11)2.3.1 AT89C51芯片 (11)2.3.2 定时器 (12)2.3.3 外部中断 (13)2.4显示电路设计 (14)2.4.1 1602字符型LCD简介 (14)2.4.2 1602LCD的基本参数及引脚功能 (14)2.4.3 显示模式 (17)2.5系统软件设计 (17)2.5.1 设计思想 (17)2.5.2 总体软件流程 (17)3 系统仿真和调试 (19)3.1Proteus软件 (19)3.1.1 Proteus简介 (19)3.1.2 用Proteus绘制原理图步骤 (19)3.2硬件调试 (21)3.2.1 硬件静态调试 (21)3.2.2 虚拟仿真调试 (22)3.3软件调试 (23)3.4软硬件联调 (23)4 结论 (25)附录硬件实物图 (26)参考文献 (27)致谢 (28)1 绪论1.1 设计任务1.1.1 题目来源在工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，例如在发电机、电动机、卷扬机、机床主轴等旋转设备的试验、运转和控制中，常需要分时或者连续测量和显示其转速及瞬时转速。
基于AT89C51单片机的转速测量(含C程序)
基于AT89C51单片机的转速测量系统设计【摘要】介绍了一种基于AT89C51单片机平台,采用光电传感器实施电机转速测量的方法,硬件系统包括脉冲信号产生、脉冲信号处理和显示模块,并采用C语言编程,结果表明该方法具有简单、精度高、稳定性好的优点。
介绍了该测速法的基本原理、实现步骤和软硬件设计【关键词】转速测量;单片机;光电传感器；电机；脉冲。
第1页共35页概述1.1.概述1.1数字式转速测量系统的发展背景目前国内外测量电机转速的方法很多，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、用电机转矩或者电机电枢电动势计算所得)、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。
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，也有采用电磁式(利用电磁感应原理或可变磁阻的霍尔元件等)、电容式(对高频振荡进行幅值调制或频率调制)等，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、低噪声、高分辨率和高精度的优点．加之激光光源、光栅、光学码盘、CCD器件、光导纤维等的相继出现和成功应用，使得光电传感器在检测和控制领域得到了广泛的应用。
而采用光电传感器的电机转速测量系统测量准确度高、采样速度快、测量范围宽和测量精度与被测转速无关等优点，具有广阔的应用前景。
1.2本设计课题的目的和意义在工程实践中,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。
基于89C51电机转速计设计
单片机系统课程设计成绩评定表设计课题：基于89C51的电机转速计设计学院名称：电气工程学院专业班级：学生姓名：安徽人在河南学号：指导教师：设计地点：31-505设计时间：2018-01-01～2018-01-14单片机系统课程设计课程设计名称：基于89C51的电机转速计设计专业班级：学生姓名：学号：指导教师：课程设计地点：31-505课程设计时间：2018-01-01～2018-01-14单片机系统课程设计任务书目录1 引言 (1)2总体方案设计 (1)3 硬件电路设计 (3)3.1复位电路 (3)3.2振荡电路 (4)3.3驱动电路 (4)3.4键盘电路 (5)3.5显示电路 (6)4 软件设计 (7)4.1 软件总流程图 (7)4.2 中断流程图 (8)5 功能开发调试及硬件仿真 (8)5.1 开发软件介绍 (8)5.2 仿真结果 (9)6 总结 (10)附录A 参考文献 (11)附录B总原理图 (11)附录C部分原程序 (13)1 引言在实际应用中，电动机作为把电能转换为机械能的主要设备，一是要具有较高的能量转换效率；二是应能根据生产工艺的要求调整转速。
电动机的调速性能如何对提高产品质量、提高劳动生产率和节省电能有着直接的决定性影响。
因此，调速技术一直是研究的热点。
本次设计采用了普中科技51单片机开发板，配以AT89C51单片机以及ULN2003D芯片驱动直流电机，并在数码管上显示当前级数。
可以实现按键起动、增减速、停车的功能。
调速方面，通过单片机发送不同占空比的PWM波形，从而改变电机的电枢电压，进而实现对直流电机的调速。
关键词：AT89C51单片机 PWM多级调速数码管显示2总体方案设计硬件方案：以AT89C51单片机为核心的直流电机控制系统控制简图如图2.1直流电机调速方案方框图所示，由单片机输出PWM 信号，并由I/O口输出，经驱动电路输出给电机，从而控制电机得电、断电以及调整电枢电压。
数字转速表设计(AT89C51)
目录第一章概述 (2)1.1 单片机的在生产生活的的应用 (2)1.2 课题简介 (2)第2章总体方案的确定 (3)2.1 设计思路 (3)2.2 硬件设计方案 (3)2.3 软件设计方案 (4)第3章硬件电路的设计 (5)3.1 时钟电路设计 (5)3.2 按键电路设计 (5)3.3 显示电路设计 (6)3.4 脉冲电路设计 (6)3.5 整体电路的细节修改与调整 (7)第4章软件的设计 (8)4.1 显示子程序设计 (8)4.2 按键扫描设计 (9)4.3 中断程序设计 (10)第5章系统调试 (11)5.1 系统调试与仿真 (11)5.2 调试与仿真中产生的问题 (11)5.3 仿真截图 (11)第6章总结与体会 (14)参考文献 (15)附录A 总硬件设计图 (16)附录B 程序清单 (17)电气与信息工程系课程设计评分表 (24)第一章概述目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。
更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。
因此，单片机的学习、开发与应用就显得越发的重要了。
1.2课题简介本课题要求以MCS-51系列单片机为核心，设计一个数字转速表对脉冲转速信号进行检测，能将所测量的转速在LED显示器上显示（十进制），并具有方便的键盘操作（启动、停止、复位）功能。
第2章总体方案的确定2.1 设计思路1、设计1S定时：T0作定时器，定时20ms。
这样计20个循环即是1S。
2、T1作计数器，接收外部的脉冲个数。
3、在1S内的脉冲个数乘以60即得每分钟的脉冲个数，而电动机是转一圈产生一个脉冲，所以每分钟的脉冲个数即是电动机每分钟的转速。
(完整版)基于AT89C51单片机控制的智能化转速测量仪_毕业设计
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、NE555、L298N、运算放大器等构成。
详细介绍了单片机的测量转速系统。
充分发挥了单片机的性能。
本文重点是测量速度并显示。
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）；转速检测；传感器。
AbstractIn the project practice, we will meet each kind to need frequently to survey the rotational speed the situation, the survey rotational speed method divides into the simulation type and the digital two kinds. The simulation type uses measured that the fast generator is the detecting element, obtains the signal simulates the quantity. Digital usually uses the electro-optical encoder, the Hall part and so on is the detecting element, obtains the signal is the signal impulse. Along with microcomputer's widespread application, specially of the issue is control of the inligent use of SCM speed measuring instrument. The system is the motor speed measurement, and PC and can communicate that the motor speed, and to observe the motor running the basic situation.The main design AT89C51 control as the core, by the Hall sensor, LED digital CRT, NE555, and L298. Detailed measurements of the speed of the SCM system. Give full play to the performance of the SCM. This paper is to measure the speed and displayed in four LED digital pipe.The advantage of a simple and control system reliable, cost-effective and so on.Keyword：MSC-51(One-chip computer)；Speed Detection；Tachometer目录第1章绪论 (5)1.1 课题研究的开发背景 (5)1.2 课题设计的意义 (4)1.3 设计内容和要求 (5)第2章系统设计 (6)2.1控制器设计 (6)2.2测转速传感器的设计 (7)2.3电机驱动调速模块的设计： (8)2.4AD转换模块的设计： (9)2.5显示模块设计 (9)2.6系统设计综述 (10)第3章系统硬件设计 (10)3.1系统主要硬件简介 (10)3.1.1 AT89C51单片机简介 (10)3.1.2设计系统中所用其他芯片简介 (21)3.1.3光电传感器简介 (24)3.1.4 TLC2543介绍 (26)3.2电机驱动电路设计 (28)3.2.1 L298N的介绍 (29)第4章系统软件设计及调试 (31)4.1测速系统设计 (31)4.1.1测速程序设计 (34)4.1.2 AD转换程序设计 (35)4.1.3电机驱动程序设计 (39)4.1.4键盘程序的设计 (39)4.1.5显示程序的设计 (40)4.2统测试结论 (41)4.3 系统调试 (42)4.3.1 硬件调试 (42)4.3.2 软件调试 (44)4.3.3 综合调试 (46)4.3.4 故障分析与解决方案 (47)第5章总结与展望 (48)5.1设计总结 (48)5.2 展望 (51)参考文献 (51)致谢 (52)附录： (41)1.外文资料译文 (41)2.外文资料原文 (48)第1章绪论1.1 课题研究的开发背景单片机是一种集成电路芯片。
基于89C51单片机的电动机转速控制器设计
基于89C51单片机的电动机转速控制器设计电动机转速控制器是一种用于控制电动机转速和实现多种功能的设备。
基于89C51单片机的电动机转速控制器可以在自动化设备和机械系统中广泛应用，实现各种精确控制要求。
本文将详细介绍基于89C51单片机的电动机转速控制器的设计原理、系统结构和功能。
一、设计原理电动机转速控制器的主要原理是通过调整电机的电压和电流来改变电机的转速。
基于89C51单片机的电动机转速控制器可以通过控制电机电压和电流的方式来实现对电机转速的精确控制。
通过采集电机转速信号，将实际转速与设定值进行比较，并根据比较结果输出相应的控制信号，调整电机的驱动电压和电流，从而实现对电机转速的控制。
二、系统结构1.89C51单片机：作为控制中心，负责采集和处理转速信号，控制电机驱动电路的工作状态，并输出相应的控制信号。
2.电机驱动电路：负责驱动电机，并根据控制信号调整电机的驱动电压和电流，实现对电机转速的控制。
3.转速采集电路：负责采集电机转速信号，并将采集到的信号传输给89C51单片机进行处理。
4.控制电路：由89C51单片机控制，根据转速信号和设定值进行比较，并输出相应的控制信号，用于调整电机的驱动电压和电流。
5.显示屏：显示电机的实际转速和设定转速的数值，方便用户了解电机的工作状态。
三、功能实现1.转速设定：用户可以通过操作面板上的旋钮或按键设置电机的目标转速。
2.转速控制：根据设定转速和实际转速的比较结果，输出相应的控制信号，调整电机的驱动电压和电流，使电机的实际转速逐渐接近设定转速。
3.转速保护：当电机的实际转速超过一定范围时，控制器会发出警报信号，并停止电机的运行，以防止电机由于超速而受损。
4.转速显示：在显示屏上实时显示电机的实际转速和设定转速。
5.自动控制：可以将电动机转速控制器与其他自动化设备进行连接，实现自动启动和停止功能，提高生产效率。
四、总结基于89C51单片机的电动机转速控制器能够实现对电机转速的精确控制，并具备多种功能，能够满足不同场景和需求的应用要求。
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基于89C51的转速测量系统设计*宋国梅(潍坊学院,山东 潍坊 261061)摘 要:转速测量的应用系统在工业生产、科技教育、民用电器等各领域的应用极为广泛,往往成为某一产品或控制系统的核心部分。
本测量系统采用89C51单片机控制,利用霍尔元件由转速产生的脉冲,对转速进行测量。
因而可以很方便的和工业控制计算机进行连接,实行远程管理和控制,进一步提高现代化水平。
关键词:单片机;转速测量;光电编码器中图分类号:T K401 文献标识码:A 文章编号:1671-4288(2008)06-0032-03 转速是工程中应用非常广泛的一个参数,其测量方法较多,模拟量的采集和模拟处理一直是转速测量的主要方法。
随着大规模及超大规模集成电路技术的发展,数字系统测量得到普遍应用,特别是单片机对脉冲数字信号的强大处理能力,使得全数字测量系统越来越普及,其转速测量系统也可以用全数字化处理,在测量范围和测量精度方面都有极大的提高。
因此,分析各种测量转速的基本方法,针对不同的应用环境,利用89C51单片机实现一种全数字化测速系统,从提高测量精度的角度出发,分析讨论其产生误差的可能原因,为今后的实际使用提供借鉴。
并从实际硬件电路出发,分析电路工作原理和软件流程。
1 基于单片机的转速测量原理1.1 单片机转速测量方法及误差和精度分析就转速测量原理而言,大体可分为三大类,一是用单位时间内测得物体的旋转角度来计算速度,例如在单位时间内,累计转速传感器发出的N 个脉冲,即为该单位时间的速度。
这种以测量频率来实现测量转速的方法,称测频法,即/M 0法;二是在给定的角位移距离内,通过测量这一角位移的时间来进行测速的方法,称测周法,即/T 0法。
第三种测量方法,即/M/T 0法,结合这两种方法的优点,一方面象/M 0法那样在对传感器发出的脉冲计数的同时,也象/T 0法那样计取脉冲的时间,通过计算即可得出转速值。
1.2 误差和精度分析1.2.1 /M 0法测量误差分析由转速公式:n=60m 1T P给出因m 1的量化误差是1个脉冲,故转速变化:n c =60(m 1+1)pT =60m 1pT ?60p T=n +$n(1)其相对误差为:E =$n n =1m 1(2)m =npT 60(3)E =60p T #1n (4)式中E -相对误差N-加入一个脉冲后的转速值n-转速误差由式(4)可知,E 随转速n 增大而减小,因此,这种方法适合于高速测量,当转速越低,产生的误差会越大。
1.2.2 码盘刻度误差分析原理上测量误差的来源主要有码盘刻线误差、计数过程中的?1误差、时间基准误差、干扰造成的误触发引起的误差。
由于数字电路具有很强的抗干扰能力,干扰引起的测量误差可忽略;时间基准采用晶体振荡器,误差小可以不计;用码盘脉冲作捕获信号,码盘脉冲计数值中不含?1误差。
因此码盘刻线误差和标准时间计数值中的?1误差是影响测量准确度的主要因素。
误差分析:)32)第8卷第6期 潍坊学院学报 Vol.8No.62008年11月 Jour nal of Weifang University Nov.2008*收稿日期:2008-04-16作者简介:宋国梅(1963-),女,山东潍坊人,潍坊学院总务处研究实习员。
误差可看为两部分产生:E X t +T Ct(5)式中t-实际测量时间EX t)刻度误差T Ct)?1误差增大测量时间t有利于提高测量准确度。
在动态性能许可的情况下,应尽可能采用大的测量时间。
通常码盘脉冲倍频数可以是码盘输出脉冲数的整数倍。
在测量时间和码盘脉冲倍频数确定后,确定标准时间T c。
以确保测量准确度为准。
在其他条件不变的情况下,转速越高,码盘刻线误差越小;反之,刻线误差越大。
实际测量时间t随T c的增大而增大。
2转速测量硬件电路设计一个单片机应用系统的硬件电路设计应包含有两个部分内容:第一是系统扩展,即当单片机内部的功能单元,如ROM、RAM、I/O口、定时/计数器、中断系统等容量不能满足应用系统要求时,必须在片外进行扩展,选择适当的芯片,设计相应的电路。
第二是系统配置,即按照系统功能要求配置外围设备,如键盘、显示器、打印机、D/A、A/D转换器等,并设计相应的接口电路。
因此,系统的扩展和配置应遵循下列原则:尽可能选择典型电路,并符合单片机的常规用法。
系统的扩展与外围设备配置应满足系统功能的要求,并留有适当的余量以便进行二次开发。
硬件结构应与应用软件方案统一考虑,软件能实现的硬件功能尽可能用软件来实现,但需注意的是软件实现占用CPU的时间,而且响应时间比硬件长。
单片机外接电路较多时,应考虑其驱动能力,减少芯片功耗,降低总线负载。
根据上述原则,设计系统见图1。
图1单片机转速测量系统原理框图3系统程序设计流程在完成初始化工作以后,即循环等待,每1s时间到之后,T1中断程序将会读取T0中的计数值,并将其放入约定的存储单元中,并且置位/要求计算0的标志,当该标志位为1时,主程序即转入计算,第一步将16进制数的结果转化为BCD码,第二步,将BCD码转化并送入显示缓冲区。
系统主程序框图见图2。
图2主程序流程图4技术指标分析4.1测速范围程序中,采用的闸门时间是1s,T0的最大计数值是65536,因此,最大的计数量应该是在1s内不超过65535,这样,即可算出最高计数频率。
设计数频率为f,其周期为1/f,计到65535个数据时,所用时间为:T=65535*1/f(1)按上述要求:当T=1s时,为极大值1=65536*1/ff=65535(H z)(2)本设计在实现时,设采用了12点的码盘,即轴每转一周,产生12个脉冲,因此,轴实际输出频率为:f=65535/12=5460(H z)折算到转速:r=f*60=327600r/min4.2测量误差由式(4)可知E=60p T#1n这里T=1s,P=12,如果我们设定:E=0.1%,)33)第6期宋国梅:基于89C51的转速测量系统设计那么可以计算出,n=60/0.012=5000时,可以满足此要求,当n小于5000时,误差将超出允许范围之外。
5结论对单片机用于转速测量的理论、原理进行了系统的分析、比较,并对每种测量方法定性、定量的予以阐述,设计了显示接口电路和应用程序。
5.1硬件电路单片机用于转速测量种类较多,方法各有不同,在硬件设计上根据使用场合、功能和要求,采用的电路也有差异,单片机有80C51系列的80C31、80C51等,并对其进行扩展,接口采用8155、8255等用于显示。
本系统采用89C51单片机,充分利用单片机内部自带的两个16位定时/计数器进行设计,较完全的开发了单片机自身的功能,接口利用了89C51的P0口具有较大的电流驱动能力的特点,未扩展驱动芯片,直接由单片机驱动,简化了硬件电路。
有一定的实用价值和较高的性价比,可用于工业控制中的转速检测、民用电器及其他应用。
5.2测量方法在测量原理上采用先进的/M0的测量方法,保证了高转速的测量中获得较高的精度。
应用范围广泛,可通过扩展进行二次开发。
)))))))))))))))))))))参考文献:[1]何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,1990.[2]孙涵芳,徐爱卿.单片机原理及应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,1996.[3]何立民.单片机应用文集[M].北京:北京航空航天大学出版社,1992.[4]朱家建.单片机与可编程控制器[M].北京:高等教育出版社,1998.[5]王云亮.电力电子技术[M].北京:电子工业出版社,2004.[6]郭兰英,赵祥模.微机原理及接口技术[M].北京:清华大学出版社,2006.[7]唐介.电机与拖动[M].北京:高等教育出版社,2003.89C51Based on the Speed Measurement System DesignSONG Guo-mei(Weifang University,Weifang261061,China)Abstr act:Speed Measurement of applications in industrial pr oduction,science and technology education, consumer electr onics and other fields of application is extremely broad,often become a product or the cor e of the control system.The measur ement system used89C51microcontr oller control,the use of H all elements pr oduced by the speed of the pulse,the speed measur ed.which can be easily and industrial con2 trol computer access,management and implementation of remote control,further improve the moderni2 zation level.Keywor ds:single-chip microprocessor,speed measurement,photoelectric encoder(责任编辑:肖恩忠) )34)潍坊学院学报2008年11月。