单片机在发动机转速测量中的应用

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基于单片机的发动机转速测量系统设计

基于单片机的发动机转速测量系统设计
云南农业大学学报
3 0 ( 2 ) :2 9 4— 2 9 7 J o u r n a l o f Y u n n a n A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y , 2 0 1 5 ,
h t t p : / / x b . y n a u . e d u . a n
L I Hu a y i n g,G UO L i n,F U Ho n g c a i ( C o l l e g e o f E n g i n e e r i n g a n d T e c h n o l o g y , Y u n n a n A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y , K u n m i n g 6 5 0 2 0 1 , C h i n a )
C 8 0 5 1 F 3 4 0 s i n g l e c h i p c o mp u t e r wa s u s e d a s c o n t r o l c e n t e r ,a n d c o n n e c t e d w i t h o t h e r r e l e v a n t c i r c u i t
工 作 性 能 稳 定 。相 对 于传 统 的 D S P芯 片 ,C 8 0 5 1 F 3 4 0单 片 机 更 具 有 功 耗 低 、成 本 低 等 优 点 ,可 适 用 于 声 音 频 率 、电 压 频率 以及 其他 行 业 相 关 测 评 系统 中 。
关键词 :转速测量 ;C 8 0 5 1 F 3 4 0单片机 ;频谱 分析 ;F f r r变换
E— ma i l :y n a u z k x b @f o x ma i l . e o m

基于单片机的转速测量系统设计讲解

基于单片机的转速测量系统设计讲解

基于单片机的霍尔测速报警系统的设计摘要转速作为工程中应用的一个非常广泛的参数,它的测量方法有很多,而模拟量的采集和模拟处理一直是转速测量的主要方法,这种测量方法已不能适应现代科技发展的要求,在测量范围以及测量精度上,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迅速发展,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。

本设计属于码盘转速测量系统,用来测量来自于外部的不同的转速值。

实现转速的实时测量和显示。

本系统以AT89C51单片机为核心,旋转编码器实时轴转速测量,同时用八位串行段码式LCD数码管显示模块显示。

旋转编码器输出电压为4.25V,8位二进制自然码送入单片机处理后经过计算处理,再查表转换为10进制数,送LCD模块显示。

本文从转速测量原理入手,详细阐述了转速测量系统的工作过程,以及硬件电路的设计、显示效果。

本文吸收了硬件软件化的思想,实现了题目要求的功能。

关键词:转速测量, 旋转编码器,单片机, LCD显示模块ABSTRACTSpeed is a very wide range of engineering applications one parameter , the measurement method more, and collection and processing of analog simulation has been the main method of speed measurement , this measurement method can not meet the requirements of modern technology , the measurement range and the measurement accuracy, can not meet with most systems. With the scale and development of VLSI technology, digital systems have been widely used to measure , especially for single-chip digital signal processing power pulse , so that the increasing popularity of digital measuring system , the speed measurement system can also be used the whole digital processing .The design for the code wheel speed measurement system for measuring the speed of different value from the outside. Achieve real-time measurement speed display . Specific applications AT80C51 microcontroller as the core , rotary encoder shaft speed real-time measurement , while eight serial code segment LCD display module displays . Rotary encoder output 4.25V, 8 -bit binary code into the microcontroller processing natural treatment has been calculated , and then converted to a decimal number look-up table , sending the LCD module .In this paper, starting from the speed measurement principle , elaborated on the work process speed measurement systems, and hardware design , display effect. This article has absorbed the idea of hardware and software to achieve the requirements of the subject function.Keywords: speed measurement, rotary encoder, microcontroller, LCD display module1绪论1.1转速测量技术简介转速测量是利用相关精密仪器测量运动物体的角位移的一种测量方法,常用的测量仪器为测量角位移的数字编码器和光电轴编码器,因其具有分辨率强、测量精度高和工作可靠等特点,被广泛用于测速系统中。

AVR单片机在电机转速测量中两种方法

AVR单片机在电机转速测量中两种方法
《工业控制计算机》2008年21卷第1期AVR单片机在电机转速测量中两种方法张文斌1李斌2李幸丹1(1军事交通学院装运机械系,天津300161;2海军蚌埠士官学校军港机械教研室,安徽蚌埠230012)TwoMethodsofMeasuringRotationSpeedofElectricityEngineUsingAVR数据采集是工业测控的一个重要方面,数据采集系统的优劣直接影响系统测控结果的好坏。在转速的测量中影响测量精度的主要原因有两个:一是采样频率,采样频率越高采出的数据就越准确,而且不会出现误采数据的现象;二是采样点的多少,采样点越多速度测量结果越精确,尤其是对低速测量。在本系统中本文使用了8位RISC(精简指令集)AVR单片机的高端产品Atmega128,使用外部16M(兆)晶振,实现采样的高速化。采样点选取5个,对于电机转速的测量能达到足够高的精度。对Atmega128单片机编程使用了C语言,编译软件为Image-CraftC,调试用AVRStudio。1转速检测电路转速检测流程如图1所示,分为转速传感器信号转换、调压电路、脉冲整形电路和单片机对输入脉冲的检测四个部分。图1转速测量流程框图为实现转速传感器信号尽可能的无失真转换,可选用北京波谱世纪科技发展有限公司的S16(外径16mm)优质磁电式齿轮转速传感器,它由12V供电,分辨率高,频响宽,可靠性高且内装放大整形电路的,可将电机齿轮的转动频率(或速度)转化成方波脉冲电信号。调压电路功用是得到满足单片机端口所能承载的电平,为此选用精密的工业级电阻R1、R2组成调压电路,将峰值12V的电脉冲调节为峰值5V的电脉冲。脉冲整形电路为施密特触发电路(schmidttriggercircuit)74LS14,它是双稳态多谐振荡器的一种。它将调压电路输出的非脉冲型号变换为适于数字电路工作的脉冲,以及将波形畸变了的脉冲整形,同时经过两次电平翻转获得更高品质的方波。单片机对输入脉冲的检测对应本文将介绍的两种电机的测速方法。一是通过AVR单片机T/C2(8位定时计数器2)的外部输入引脚来检测;一种是通过T/C3(16位定时计数器3)的IC3引脚的输入捕捉功能来检测。2转速检测软件编程2.1外部输入测速的软件编程外部输入测速原理如图2所示。测速采用了两极中断,T2溢出中断程序用于记录外部脉冲,T0溢出中断程序用于对脉冲进行时间度量。图2外部输入测速测量原理图启动测速后,首先设置标志和初值。将E_Flag、T0_OVER初值设置为0,TCNT2初始值为0XFA,表示需要考察6个脉冲后就溢出中断了,设置TCCR2为0x07,这样的设置标时计数方式外部脉冲上升沿,且T2外部计数已使能;程序接着进行了容错处理,当TCNT2等于0XFA时,表示第一个脉冲还没有过去,程序等待,这样跳出等待也就是第二个脉冲到来之时,程序将对以下5个脉冲计数(T2)计时(T0)。对于这5个脉冲,首先将TCNT0清零,让后同时启动T0计数和使能T0溢出中断与T2溢出中断。这样T2外部输入端口检查外部5个脉冲,T0作为基准时钟不停地计数溢出,测到外部5个脉冲后,T2外部计数溢出中断,在T2的中断服务程序中,将转速计算出来,停止T0、T2,并关闭T0、T2溢出中断使能。测速完成后将测速标志E_Flag置1,这样便完成了转速测量。转速计算:5个脉冲的时间:1/(n/60)/Z=(T0_OVER*256+TCNT0)/(16*106),算得n=(4.8*109)/Z/(T0_OVER*256+TCNT0),其中,n:电机转摘要为实现电机转速的精确测量,设计了转速检测电路并分析了各部分的功用。运用AVR单片机外部输入计数和输入捕捉两种功能,重点阐述测速原理和C语言编程。程序使用了容错处理和中断程序,提高了转速测量的精度和实时性。关键词:AVR单片机,C语言,转速测量AbstractInordertogethighmeasuringaccuracyofrotationpeed,detectingcircitisdesignedandeachpart'susageisana-lyzedinthispaper.TwofucntionsofAVRsinglechipmicrocomputer,thatisouterinportcounterandinputcapture,especiallyexoatiateontheirspeedmeasuringtheoryandClanguageprogramme.Astheprogramisdealedwitherror_tolerencepro-cessandinterruptprogramme,themeasuringaccuracyandreal-timecharacterareenhanced.Keywords:AVRsinglechipmicrocomputer,Clanguage,rotaionspeedmeasuring73

基于AT89C52单片机的飞机发动机转速在线检测系统

基于AT89C52单片机的飞机发动机转速在线检测系统

飞机发动机转速智能检测控制系统的设计胡清阳, 王庸贵, 任德均(四川大学制造科学与工程学院,四川成都 610065)摘要:文章介绍了以AT89C52单片机为核心的飞机发动机智能检测控制系统,通过对转速信号的采集、运算、分析及对步进电机的驱动控制,带动仪表指针转动相应的刻度来检测速度变化,从而实现了速度在线智能检测;给出了系统电路和系统软件的设计方案及采样信号频率的算法。

系统具有硬件体积小、成本低、检测精度高、操作方便、智能化较高等特点,应用前景十分广阔。

关键词:单片机;飞机发动机;转速;步进电机1 引言随着飞机性能的不断发展,飞机发动机愈来愈复杂,需监控参数由几个增加到几十。

因此,以前靠分离仪表已不能适应现代飞机发动机性能监控的要求,现代飞机发动机装备有发动机参数采集器,而发动机参数采集器是计算机化的全自动设备,它实时采集飞机发动机的工作状态,并适时将数据传送给其他机载设备使用,其性能的地面维护和检测比较困难,为提高校测设备的自动化水平和检测精度,设计了飞机发动机实时在线检测控制系统,该系统采用先进的计算机数据采集与控制技术。

解决了在地面模拟飞机发动机工作状态与数据实时采集与传送的矛盾,大大提高了检测精度,缩短了检测时间,为提高发动机参数采集器的维修效率具有十分重要的意义。

2 系统工作原理系统实现对飞机发动机转速的在线检测控制,其工作原理是通过硬件设计对外部转速信号转换、采集,并经过AT89C52单片机芯片进行运算处理分析,然后对步进电机进行控制,带动仪表指针转动到相应的刻度来反映速度变化,并通过串行通讯接口RS232将数据传输到上位机的软件接口,来显示速度变化,从而达到速度在线检测控制,主要包括三个过程:信号转换、采集过程;信号运算处理、分析过程;步进电机驱动控制过程。

(1)信号转换、采集过程主要是将飞机发动机转速信号转换成单片机可以处理的信号,首先将飞机发动机转速信号通过转速传感器转换成正弦电压信号,转速与正弦电压信号成一定比例转换,即正弦电压信号变化反映速度的变化,正弦电压信号经过放大整流、电压比较,转换成的方波脉冲信号送入单片机的外部中断口(INT0),对信号进行采集。

单片机在汽车发动机测速系统中的应用

单片机在汽车发动机测速系统中的应用

单片机在汽车发动机测速系统中的应用作者:程晨徐斐然来源:《汽车世界·车辆工程技术(上)》2019年第02期摘要:自改革开放以来,我国始终秉持着科技兴国的发展理念,而在科技全球化的发展趋势之下,大量国外汽车的发动机技术也逐渐被引入到我国汽车行业的生产发展之中。

在本文中,笔者主要对单片机及单片机在汽车发动机测速系统中的应用进行具体论述,也将从嵌入式系统的角度对单片机展开说明。

关键词:汽车发动机测速系统;嵌入式系统;单片机随着科学发展的进步,单片机已经不仅仅被应用于计算机和多种通讯设备之中,汽车发动机的测速系统也加入了单片机的使用。

从宏观的角度来讲,测速发动机不但是测量转速的微型发动机,也是汽车生产中重要的局部构件,假若想要促使我国的汽车行业不断向前迈进,那么就必须从降低成本和提高使用性能这两个方面入手,利用单片机价格低廉,质量轻和体积较小的特点,并结合嵌入式系统等操作,提高汽车的动力系统,从而达到科技兴国的目的。

1 单片机的概述单片机并不是为完成某个指令所设计的芯片,而是将一个计算機系统缩小存放在一个芯片的微型计算机,因此单片机又称单片微控制器。

在现如今的社会科技领域,了解计算机结构和原理的最佳手段便是学习使用单片机。

从实际角度主要将单片机分为三类,分别为通用型,总线型和控制型。

通用型是按照适用范围进行划分的,这一类型的单片机并不是为某一种用途进行专门设计的;总线型是按照单片机是否用于并行总线,总线型单片机普遍设置有控制总线和数据总线,因此这些引脚普遍可以通过串行口进行连接;控制型单片机是按照应用领域进行划分,一般来讲,这一类单片机运算能力较强且寻址范围较广。

单片机在汽车行业的应用中非常广泛,例如发动机控制器、制动系统和abs防抱死系统等。

2 嵌入式系统的应用简单来讲,嵌入式系统就是将系统的应用硬件与系统的软件合为一体,具有高度自动化和反应速度快等特点。

在我国内嵌入式系统普遍被定义为:以计算机技术为基础,以应用软件为中心,通过改变系统的功能、成本和可靠性的计算机专用系统,但是从嵌入式系统的本质上来看,其应该是硬件与软件的结合体,不仅是起到控制和监管的辅助系统,也应是涵盖多种机械操作的附属装置。

基于单片机设计的发动机测量方法

基于单片机设计的发动机测量方法

基于单片机设计的发动机测量方法
1 引言
在航空发动机中,对振动的监控具有重要的作用,它可以有效的分析发动机的工作情况,同时振动值也是发动机性能评定的重要标准之一,而如何正确测量发动机的振动参数,如振动的速度,位移和加速度也就成为了一个重要的研究内容。

本文即从此方向入手,进行一种方法的论述与实现。

2测量原理分析
由于发动机振动速度传感器输出的频率信号与发动机振动速度成正比,可采用频率测量法,即通过测量发动机传感器的输出频率来得到相应的振动速度。

同时,由发动机振动形成机理和实践经验可知,传感器的输出频率中混杂有高频和低频噪声信号,为了提高测量精度,必须将其过滤掉,因此首先对得到的振动速度信号进行放大和高、通滤波处理。

振动的速度、位移和加速度信号之间存在着一定的关系,将滤波后的振动速度信号经过积分,可得到振动位移信号,经过微分,可得到振动的加速度信号。

为了提高测量的准确性,通过模拟开关和RMS 幅值测量元件将上述信号转化为0-5 伏的电压信号,再经过VFC 转化芯片,将电压信号转化为频率信号,这样可得到非常稳定的频率信号,然后输入到单片机T0 引脚进行计数。

脉冲频率的计数由单片机内部16 位计数器完成,计数的闸门时间(时基)由晶振提供,此设计中还利用了数字滤波技术来提高转速的测量精度和测量稳定性。

在设计中,为了提高系统的维护性,增加了自校功能,将选择开关打到自校时,由频率信号给定器给出频率信号送入系统中,通过看输出结果来决定是否进行校正。

同时为了方便使用,加入灵敏度系数调整机制,并在每次系统开机。

C51单片机在电机转速测量仿真系统中的设计

C51单片机在电机转速测量仿真系统中的设计

C51 单片机在电机转速测量仿真系统中的设计单片机电机转速测量系统仿真系统采用单片机中T1 计数器对转速脉冲进行计数。

定时器T1 工作于外部事件计数方式,对转速脉冲计数; T0 工作于定时器方式。

每到1 s 读1 次计数值,此值即为脉冲信号的频率,根据式(1)可计算出电机的转速。

转速检测装置的软件系统主要包括:测速主程序、数据处理子程序和显示子程序。

单片机上电后,系统进入准备状态。

首先进行初始化,然后读取脉冲数据进行运算,将转速显示在LCD 上。

需要这款仿真及C 语言程序的爱好者可从文章配图左上角网址上了解。

该单片机电机转速测量系统仿真仿真采用测频法“M法”测量电机转速。

即在一定测量时间T 内,测量脉冲发生器(替代输入脉冲)产生的脉冲数m1 来测量转速,计算式如下:n=60m/TP,式中:P-为转轴转一周脉冲发生器产生的脉冲数;n-转速单位:(转/分);T-定时时间单位:(秒)。

在该方法中,测量精度是由于定时时间T 和脉冲不能保证严格同步,以及在T 内能否正好测量外部脉冲的完整的周期,可能产生的1 个脉冲的量化误差。

因此,为了提高测量精度,T 要有足够长的时间。

定时时间可根据测量对象情况预先设置。

设置的时间过长,可以提高精度,但在转速较快的情况下,所计的脉冲数增大(码盘孔数已定情况下),限制了转速测量的量程。

而设置的时间过短,测量精度会受到一定的影响。

转速部分软件设计思路:AT89S52 单片机的P3.5 口接收传感器的信号。

电路由显示电路、AT89S52 单片机,单片机时钟电路,复位电路,等组成。

中断服务程序INT0,软件需要解决的是定时器T0 的记数和外部计数器T1 的协调工作。

由于测量的转速范围大,所以低速和高速都要考虑在内,软件工作流程:传感器检测出电机转动一转的脉冲数,由单片机的P3.5 端口送入单片机,由单片机的内部计数器T1 计数,启动计数时,发送一个信号TR0=1,内部定时器T0 开始时,TH0、TL0 设定初值为0。

单片机转速测量课程设计

单片机转速测量课程设计

目录摘要 (2)1引言 (3)2方案设计 (4)2.1 系统设计方案论证 (4)2.1.1第一方案 (4)2.1.2 第二方案 (4)2.2第二方案的总体设计框图 (4)3系统硬件部分 (5)3.1主控芯片 (5)3.2 滤波电路及LM324芯片 (7)3.3 显示设备 (8)3.4 控制执行机构 (9)4系统软件设计 (10)4.1 设计思路 (10)4.2 程序流程图 (10)5系统仿真与调试 (12)5.1 Proteus仿真软件 (12)5.2 仿真图建立 (12)5.3 仿真调试结果 (14)结论 (18)致谢 (19)参考文献 (20)附录 A 原理图 (21)附录 B 程序编译图 (22)附录C 仿真图 (23)附录 D 程序代码 (25)摘要现在汽车的安全性很重要,发动机的转速高低也在安全的范围之列。

本文介绍用AT89C52单片机设计制作发动机转速电控系统,仅需AT89C52最小系统,外接一个LCD1602、滤波电路和作为控制机构的电动机。

这样就能够对发动机转速进行检测并相应控制电机运作,并将转速显示在LCD1602上。

关键词:转速单片机显示控制 LCD16021 引言1.1 问题的提出目前汽车上转速表显示过于复杂,并且处于安全的考虑,要用单片机知识及常见的元器件搭建出能检测汽车发动机或者其它装置的转速,并相应的进行控制将其显示在监视员的视野之内,这样将减少因发动机转速而造成的人身危害。

1.2 任务与分析本文是应用MCS-51单片机原理和控制理论设计发动机转速检测并控制的硬件电路,利用C语言进行程序设计。

通过检测单片机的外部中断触发信号来启动内部的定时器定时两个信号之间的时间,所得时间在程序中进行加权滤波、转换,最后将转速在LCD上显示,以此提醒驾驶人员注意发动机的转速。

2方案设计2.1发动机转速电控系统设计方案论证2.1.1第一方案本设计程序采用定时计数器0定时一段时间,在此段时间内设置定时器计数1对外部进行计数,最后将所得的个数进行滤波、转换,最后在数码管上显示。

单片机在汽车发动机测速系统的应用

单片机在汽车发动机测速系统的应用

单片机在汽车发动机测速系统的应用作者:陈林郑振来源:《无线互联科技》2014年第05期摘要:随着我国汽车业的不断发展,我国也逐渐的引入国外一些比较先进的技术,在本文中,笔者在就单片机在汽车发动机测速系统中的应用,并对单片机控制汽车系统的特点做了简单的说明,也在单片机和嵌入式系统做了简要的说明,并在汽车发动机测速中的运用做了简单的分析。

关键词:单片机;汽车发动机;测速系统随着我国科技的不断进步,很多高科技的产业也投入到汽车行业中来了,在汽车发动机测速系统中其最重要的就是单片机,并且在其他方面,在燃油的装置中,发动引擎中,还有在防抱死轮胎装置中,单片机都起到了重要的作用,甚至在某些调节车内温度的仪器等等,都是单片机起到了很重要的作用,在上个世纪九十年代,韩国悦达起亚公司在防抱死系统中,使用了几十个单片机,并且在防侧翻系统中,有些汽车行业的公司也使用这些单片机,其主要原理就是通过传感器自动控制刹车的动力系统,这样就能不会使车子侧翻。

1 汽车测速中单片机的作用1.1 使得系统更加可靠在以前的继电器控制系统中,采用的老款的继电器很容易出现系统故障,这会很不方便,并且经常要更换继电器,这会使得经济上造成了不必要的损失,但是,当单片机替代了以前的那些继电器后,上述的故障会减少,因为单片机是用软件代替了继电器,只有极少的元件用于输出与输入,线路比继电器控制系统要少很多,所以以前那些因为线路接触不良等一系列的故障会减少很多,这会使得系统更加可靠,因为原器件的数量较以前要少很多,系统也会随之不断的完善,在硬件系统抗外界影响的能力越强时,系统也就越完善,软件抗干扰以其设计灵活、节省硬件资源、可靠性好越来越受到重视。

1.2 使发动机系统联合工作根据传统的发动机系统来说,发动机系统的工作没有联合起来工作,但是单片机安放到系统中后,单片机就可以对其他系统进行控制,把各个系统整合到一起,相互协调进行工作,不仅仅在发动机测速方面单片机有这样的作用,在整个汽车系统中也一样,单片机的使用可以使得汽车控制系统统一。

单片机在电机转速测量仪应用

单片机在电机转速测量仪应用

单片机在电机转速测量仪应用单片机是整个测量系统的主要部分,担负对前端脉冲信号的处理、计算、以及信号的同步,计时等任务,其次,将测量的数据经计算后,将得到的转速值传送到显示接口中,用数码管显示数值。

在本系统中考虑到计数的范围、使用的定时,计数器的个数及I/O口线。

电机转速测量需要经过的4个基本步骤:1是控制方式;2是确定计数方式;3是信号输入方式;4是计数值的读取;单片机完成对电机转速脉冲计数的控制,读取寄存器完成转速频率的确定。

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。

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,在数码管上显示出来。

本系统采用89C51中的0INT中断对转速脉冲计数。

定时器T0工作于定时方式,工作于方式1。

每到1s读一次外部中断0INT计数值,此值即为脉冲信号的频率,可计算出电机的转速。

当直流电机通过传动部分带圆盘旋转时,霍尔传感器根据圆盘上得磁片获得一系列脉冲信号。

这些脉冲信号通过单片机系统定时/计数器0INT计数,定时器T0定时。

定时器T0完成100次溢出中断的时间T除以测得的脉冲数m,经过单位换算,就可以算得直流电机旋转的速度。

然后判断是否启动系统进行测量。

如果是,就启动系统运行。

如果不是就等待启动。

启动系统后,霍尔传感器检测脉冲到来后,启动外部中断,每来一个脉冲中断一次,记录脉冲个数。

同时启动T0定时器工作,每1秒定时中断一次,读取记录的脉冲个数,即电。

转速测量系统设计基于51单片机的转速测量系统

转速测量系统设计基于51单片机的转速测量系统
(2)通过传感器拾取信号
由专业人员将敏感元件和相应的测量电路、传递机构以适当的形式制成不同类型、不同用处的传感器,根据原理输出电量。该电量可以是模拟量或数字量,现代传感器还可以输出开关量,用于数字逻辑电路。
(3)通过测量仪表拾取被测信号
目前有许多测量仪表用于各种测量中,有大信号输出、有BCD码输出等,但价格昂贵,专业性强,一般不适合通用系统。通用的转速测量系统大都采用一种俗称“码盘”的传感装置,将圆形的码盘固定在转轴上,码盘上有若干规则排列的小孔,用光电偶来输出电信号,以反映转速对应关系,即是将转轴的速度以脉冲形式反映出来,通常有计要求,在系统工作原理的基础上,具体确定系统中所要使用的元器件,设计出系统的原理框图、电路原理图。
摘要
本文是基于51单片机的转速测量系统,其测量方法较多,随着单片机对脉冲信号的处理能力越来越强大,使得全数字量系统越来越普及,并且使转速测量系统也可以用全数字化处理。
本设计利用霍尔效应对旋转物体进行检测的转速测量系统。该系统采用UGN3144霍尔传感器把转速信息转换为电压输出,输出电压经整形电路送入STC89C51单片机进行数据处理并用四位7段LED显示器显示测量结果。文中首先阐述了构成该系统的原理、硬件的实现方法,在该系统中对信号频率进行测量是首要任务,通过各种测量方法的对比下,该系统应采用测频法测量。其次,在软件设计部分,此系统包含系统初始化程序的设计、数据接收和处理程序的设计、显示程序的设计三个模块。最终,给出各部分的原理框图、电路图及转速测量的程序流程图,并编出其具体的程序。
3.单片机
单片机是整个测量系统的主要部分,担负对前端脉冲信号的处理、计算、以及信号的同步,计时等任务,其次,将测量的数据经计算后,将得到的转速值传送到显示接口中,用数码管显示数值。在本系统中考虑到计数的范围、使用的定时,计数器的个数及I/O口线,预选用89C51单片机。具体工作情况在后讨论。

应用单片机测量转速

应用单片机测量转速

应用单片机测量转速
王邦松;冷德谦
【期刊名称】《天津航海》
【年(卷),期】1997(000)003
【摘要】MCS-51单片机内的定时/计时器可以非常方便地用于信号的频率沿,机舱中转速、转向测量显示遵循着固有的原理,方法。

以单片机为核心的测速装置,测速范围宽,精度高,抗干扰能力强,能满足主机遥控系统对转速信号的各种要求。

【总页数】3页(P10-11,28)
【作者】王邦松;冷德谦
【作者单位】天津理工学院海运系;天津理工学院海运系
【正文语种】中文
【中图分类】U663.82
【相关文献】
1.单片机在内燃机瞬时转速测量中的应用 [J], 凌国宇;刘峰
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3.基于PIC18F4580单片机实现瞬态转速测量的设计与应用 [J], 刘仁春
4.单片机在测量内燃机瞬时转速中的应用 [J], 凌国宇;刘峰
5.单片机在船舶主机转速测量中的应用研究 [J], 秦珩
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基于单片机的电机转速测量系统设计

基于单片机的电机转速测量系统设计

基于单片机的电机转速测量系统设计一、绪论电机是现代工业生产中常用的电力传动装置,其转速的准确测量对于工业生产的稳定运行和质量控制具有重要意义。

本文设计了一种基于单片机的电机转速测量系统,通过对电机转速的实时监测和数据采集,实现对电机运行状态的有效控制和管理。

二、系统设计方案1.硬件设计:a.使用单片机作为控制核心,选择适合的单片机芯片,如STC89C52b.采用光电传感器作为转速检测元件,通过将光电传感器的发光管与光敏电阻相对应,并将其安装在电机转轴上,当转轴旋转时,光敏电阻会根据光线的变化产生电信号,通过电压变化实现转速测量。

c.添加滤波电路,通过对信号进行滤波处理,保证测量结果的稳定性和准确性。

d.利用LCD液晶显示模块,显示电机的实时转速。

e.设计相关电源和电路,保证系统正常运行。

2.软件设计:a.使用C语言编程,通过单片机的编程框架,编写测量转速的程序。

b.通过定时器中断的方式,实时采集光电传感器的信号,并进行信号处理,得到电机的实时转速值。

c.将转速值存储在内部存储器中,以备后续分析和处理。

d.利用LCD液晶显示模块,将转速值显示在LCD屏幕上,实现实时监测。

三、系统特点1.精确度高:通过光电传感器和滤波电路的配合使用,能够准确测量电机的转速,保证测量结果的准确性。

2.实时监测:通过单片机的编程,能够实时监测电机的转速,及时发现异常情况并进行处理。

3.数据采集:可以将转速数据存储在内部存储器中,方便后续分析和处理,实现对电机的有效控制和管理。

4.易于操作:通过LCD液晶显示模块,能够直观地显示转速值,操作简单方便。

5.低成本:该系统采用单片机作为核心,硬件设备简单,成本较低。

四、系统优化1.添加报警功能:当电机转速超过设定值或低于设定值时,系统能够及时发出警报提示操作人员,防止电机在异常情况下继续运行,保护设备安全。

2.添加通信功能:通过添加通信模块,将转速数据传输至上位机或者其他设备,实现对电机的远程监控和控制。

基于单片机的转速测试系统

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。

基于AT89C52单片机的转速测量系统设计

基于AT89C52单片机的转速测量系统设计

基于AT89C52单片机的转速测量系统设计为了设计基于AT89C52单片机的转速测量系统,首先要明确该系统的功能和原理,并合理选择硬件和软件组件。

1.系统功能和原理转速测量系统用于测量旋转物体的转速,常用于汽车发动机、电机等设备的控制和监测。

系统原理基于测量连续的旋转周期,通过测量单位时间内旋转的次数,然后计算出转速。

2.硬件组件选择2.1AT89C52单片机:AT89C52是一种基于8051内核的8位单片机,具有丰富的外设和通用I/O接口,适合用于转速测量系统。

2.2光电传感器:光电传感器可用来检测旋转物体的运动,并将运动信号转换成电信号。

2.3液晶显示屏:用于显示测量读数和其他信息。

2.4蜂鸣器:用于发出声音提示。

2.5电源:为整个系统提供电源。

3.软件组件选择(程序设计)3.1测量程序:通过对光电传感器输出信号上升沿和下降沿的计数,可以得到旋转周期的时间差。

根据旋转周期计算转速,并显示在液晶显示屏上。

3.2显示程序:通过LCD库函数控制液晶显示屏,可以实时显示测量结果和其他信息。

3.3 声音提示程序:通过buzzer库函数控制蜂鸣器,可以在判定旋转速度异常时发出警报声。

4.系统设计步骤4.1连接硬件组件:将AT89C52单片机与光电传感器、液晶显示屏和蜂鸣器进行连接。

确保硬件连接正确可靠。

4.2编写测量程序:使用C语言编写测量程序,通过外部中断或定时器中断来检测光电传感器输出信号的上升沿和下降沿,并计算转速。

4.3编写显示程序:使用C语言编写显示程序,通过LCD库函数控制液晶显示屏,实时显示测量结果和其他信息。

4.4 编写声音提示程序:使用C语言编写声音提示程序,通过buzzer库函数控制蜂鸣器,根据旋转速度判定发出警报声。

5.测试和调试完成程序编写后,将程序烧录到AT89C52单片机中,进行测试和调试。

通过连接旋转物体,观察液晶显示屏和听取蜂鸣器的声音,检查系统是否正常工作。

根据实际测试结果,对程序进行调整和优化,以提高系统的性能和稳定性。

基于单片机的飞机发动机转速测量系统的设计

基于单片机的飞机发动机转速测量系统的设计


图1 发动机转速传感器结构和原理示
意图
图2 系统原理框图
的频率信号转换为数字量信号后,通
过光电耦合器PC817隔离后送给单片机AT89S51,由单片机进行转速的计制逻辑开通时间=
(4),在Tx时间间隔内
频率
x
f为:f
N
n
f
x
x
x
=(6);式(6)与
式(3)是一致的,这里n x是被计算机读
出的低频计数值。

从以上分析可知,周期测量法一
次测量的周期近似为T x。

在测量周期
一定时,增加时钟频率f,计数器的计
数脉冲N x就多,由此便可减小量化误
图3 周期测量法原理图
图4 F/D转换原理图
图5 主程序框图
822014.10测转速,具体算法如下:
1642x i i N N N =×−+图6 上电自检程序框图将(7)、(8)代入(转子的磁极对数69。

基于单片机的转速测量

基于单片机的转速测量

电气控制综合课程设计基于单片机的转速测量教学院系电气信息工程学院完成日期2011 年 1 月 6 日摘要在工程实践中,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实验、运转、和控制中常需要测量和显示其转速。

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,智能化微电脑代替了一般机械式或模拟式结构。

本文介绍了一种基于单片机平台,采用霍尔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;单片机;霍尔元件目录1绪论 (1)1.1设计背景 (1)1.2 设计目的 (1)1.3设计意义 (1)2整体方案设计 (2)2.1信号采集显示过程 (2)2.2单片机模块的设计及功能描述 (2)3 硬件设计 (4)3.1霍尔传感器 (4)3.2转速信号处理电路设计 (6)3.3 51单片机结构 (7)3.4数码管的连接 (10)3.5复位电路连接 (12)3.6按键电路连接 (12)3.7报警灯和蜂鸣器的连接 (13)4 软件设计 (14)4.1主流程图 (14)4.2利用单片机的片外计数器测量转速的程序流程 (14)4.3按键及报警流程图 (15)4.4按键流程图 (17)5结束语 (18)实习心得 ................................................................................................. 错误!未定义书签。

谢词 ......................................................................................................... 错误!未定义书签。

基于单片机的转速测量仪

基于单片机的转速测量仪

摘要关于转速表的设计已经有很多可供参考,但大部分都是由机械式或数字电路来实现的,存在着体积大、精度低、不直观、功耗大、功能少、采样时间长,难以测得瞬时转速等问题。

由于单片机具有体积小、控制功能强等特点,故它在控制方面得到了广泛的应用。

我们所要设计的转速测量仪就是以单片机为核心来实现测量的。

该装置充分利用了单片机的硬、软件功能,再配合上其它芯片,所以我们使用的是一种性能优良的M/T测量方法,确保了在宽量程范围内对电动机转速进行高精度、实时快速地在线测量,测量范围为0-3000r/min,显示精度达到个位数,而且即使在低转速时仍然具有较高的测量精度。

实验结果表明,该仪器在约1500r/min时绝对误差小于8转,即相对误差小于0.15%。

关键词:转速表;单片机;光电传感器IABSTRACTThe design on the tachometer has a lot available, but most of them are from the mechanical or digital circuits to achieve.There is a large, low-accuracy, non-intuitive, power consumption, and less functional, and sampling time, it is difficult to measured transient speed and so on. As the single-chip with small size and strong features such as control functions, so it has been in control of a wide range of applications. We have to design the multi-speed measuring instrument is to achieve single-chip microcomputer as the core of the.The device takes advantage of single-chip hardware and software, together with other chip we used is an excellent M / T measurement method, to ensure that the scope of the wide range of motor speed to high-precision, real-time online quickly measured the range of 0-3000r/min, showed single-digit accuracy, and even though still at low speed with high precision. Experimental results show that the apparatus at about 1500r/min when the absolute error to less than 8, that is, the relative error is less than 0.15%.Key words: Speed measuring instrument;The Single-chip ;Grating sensorII爱在湟源9095733621.绪论1.1 本设计的目的在工业过程实时控制中,转速的检测与控制一般占有很大的比重,它对系统的稳态误差及动态响应性能都有着至关重要的影响,特别在自动控制中,常常需要监视机器的运转情况并将其反馈给控制装置。

(完整版)基于AT89C51单片机控制的智能化转速测量仪_毕业设计

(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。

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