数字式转速测量系统设计方案
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。
基于光电传感器的转速测量系统设计_毕业设计
毕业设计学生姓名Xxx学号170302041 院(系) 电子与电气工程专业Xxx题目基于光电传感器的转速测量系统设计指导教师年月摘要：转速是发动机重要的工作参数之一,也是其它参数计算的重要依据。
目前常用的转速测量方法有离心式转速表测速法、测速发电机测速法、光电码盘测速法和霍尔元件测速法等。
在对各种测速方法进行分析后提出了基于光电传感器的转速测量系统。
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：单片机，光电转速传感器，转速测量，数据处理Abstract：The rotate speed is one of the important parameters for the engine, and it is also the important factor that calculates other parameters. At present there are many methods for the tachometric survey measurement. After analyze various rotate speed measurement methods, the photoelectric sensor tachometric survey system is presented. The composition and the principle of the system are presented, and the design method of hardware and the software are also presented. The whole system has the bigger promotion application value.Key words：single-chip computer，photoelectric sensor，rotate speed measurement，data processing目录1 引言 (4)2 系统组成及工作原理 (4)2.1转速测量原理 (4)2.2转速测量系统组成框图 (4)3 系统硬件电路的设计 (5)3.1 脉冲产生电路设计 (5)3.2 光电转换及信号调理电路设计 (6)3.2.1 光电传感器简介 (6)3.2.2 光电转换及信号调理电路设计 (7)3.3 测量系统主机部分设计 (8)3.3.1 单片机 (8)3.3.2 键盘显示模块设计 (10)3.3.3 串行通信模块设计 (12)3.3.4 电源模块设计 (13)4 系统软件设计 (14)4.1 主程序设计 (14)4.2 数据处理过程 (16)4.3 浮点数学运算程序 (17)5 制作调试 (17)6 结果分析 (19)结论 (20)参考文献 (21)致谢 (22)1引言转速测量是社会生产和日常生活中重要的测量和控制对象。
基于单片机的数显转速计设计
在工程实践中 ，经常会遇到各种需要测量转 速的场合 ， 如在发 例 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 都需要对转速进行测量。传统的测速方式 是利用测速发 电机 来进行测 速 。但 由于测速发电机是高速旋转机械 ，因磨损 、传动 、 冲等影响． 脉 经常发生一些故障 。随着超大规 模集成电路技术提 高 ， 尤其 是单片机 技术 的发展使全数字化测量转速系统得以广泛应用。本文对全 数字测
转轴其中的一段表 面擦干净后用黑 漆（ 或黑色胶布 ） 涂黑，再将一块 反光材料贴在其上作为光电标记 ，
然后将光 电传感器 （ 电头 ）固定 光 在正对光 电标记的某一适 当距离处。 光 电头采用低功耗高亮 度Ｌ Ｄ， Ｅ 光
是一组 稳定 的显示数据 ，不会有闪烁感 ，动态显示的效果和静态显示 是一样 的，能够节省大量的Ｉ 端 口，而且功耗更低 。 ／ Ｏ
图２转速信号采集
测速时使光 电头上发 出的光照射到转轴上 ，当光 照到 光电标 记的
反光材料时 ，光 电头接收到反光 ，从而产生一个转 速信号 。转 轴每转 过一周都会产生一个转速信号 ，在光 电头上就能够得到一个的持续输 出的波形 ，但这个波形不利于系统的处理。凼此需要对这个转速信号 进行信号处理 。
量转速 系统 的硬件 和编 程作了一些探讨 ，并设计了一种 以Ａ ８Ｃ １ Ｔ９５ 单 片机 为主控制器的一种数字式转速测量系统。本 系统 主要原理 是利用 光 电传感器采集速度信号 ，利用单片机程序计算转速后 通过数码管显 示 出来 ，拥有非接触式、精 度高 、可靠性强 、 性价比高等优点 。
ｌ５内 牡矸 ２ｌ年第１ ｏ ０ｏ １ １ 期
技 术 创 新
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。
传感器原理_基于霍尔传感器的转速测量系统设计说明
传感器原理及应用期末课程设计题目基于霍尔传感器的转速测量电路设计姓名小波学号8888888888院（系）电子电气工程学院班级清华大学——电子信息指导教师牛人职称博士后二O一一年七月十二日摘要：转速是发动机重要的工作参数之一,也是其它参数计算的重要依据。
针对工业上常见的发动机设计了以单片机STC89C51为控制核心的转速测量系统。
系统利用霍尔传感器作为转速检测元件，并利用设计的调理电路对霍尔转速传感器输出的信号进行滤波和整形,将得到的标准方波信号送给单片机进行处理。
实际测试表明,该系统能满足发动机转速测量要求。
关键词：转速测量，霍尔传感器，信号处理，数据处理Abstract: The rotate speed is one of the important parameters for the engine, and it is also the important factor that calculates other parameters. The rotate speed measurement system for the common engine is designed with the single chip STC89C51. The signal of the rotate speed is sampled by the Hall sensor, and it is transformed into square wave which will be sent to single chip computer. The result of the experiment shows that the measurement system is able to satisfy the requirement of the engine rotate speed measurement.Key words: rotate speed measurement, Hall sensor, signal processing, data processing目录1 前言 (3)2 系统概述 (3)2.1 系统组成 (3)2.2 处理方法 (4)2.3 系统工作原理 (5)3 系统硬件电路设计 (6)3.1 单片机主控电路设计 (6)3.2 脉冲产生电路设计 (8)3.3 按键电路设计 (9)3.4 数据显示电路设计 (10)3.5 稳压电源设计 (12)3.6 串行通信模块设计 (13)4 系统软件设计 (15)5 制作调试 (17)5.1 硬件调试 (17)5.2 软件调试 (18)6 测试结果分析 (18)结论 (20)参考文献 (21)致 (22)附录A (22)1 前言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，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，常需要测量和显示其转速。
基于单片机的转速测试系统
王会 青
பைடு நூலகம்
科 技论 坛 ｌＩ ｌ
基于单片机 的转速测试 系统
贾 策
（ 重庆交通大学， 重庆 ４０ ７ ） ０ ０ ４
摘 要 ： 绍了一种利 用单片机技术实现 高精度数字式转速测量系统 的方法。这种转速 测量系统具有测量准确度 高、 介 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 用前案 。 关键词 ： 转速测量； 片机 ；２４芯片 单 ８５
ｗｉｅ ｄ ｍｅ ｕ ｎ ｒｎ ｅ ｔ ｍｅ ｕ ｎ ｅ ｉｉｎ ｅ ｒ ｎ ｒｌｔ ｎ ｏ ｈ ｒｔｔｏ ｒｔ ｂ ｉｇ ｓ ｉ ａ ｒ ｇ ａｇ． ｓ Ｉ ｓ ｉ ａ ｒ ｇ ｐｒｃｓｏ ｂ ａｓ ｏ ｅａｉ ｔ ｔｅ ｏａｉｎ ａｅ ｅｎ ｍｅ ｕ ｅ ． Ｔ ｅｅ ｆｒ ， ｉ ｏ ｓ ａ ｒｄ ｈ ｒ２ｏｅ ｔ ｓ ｈ ｍｅｓ ｒｍｅ ｔ ｙ ｔｍ ｃｎ ｅ ａ ｕｅ ｎ ｓｓｅ ａ ｂ
Ａｂｓｒ ｃ ： ｔ ａ ｔＡ ｈｉ ｐ ｅ ｉｉ ｎ ｉｈ ｒ ｃｓｏ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｙ ｔ ｍ ｏ ｏ ａｉ ｎ ａｅ ｓ ｅ ｃ ｉ ｅ ．Ｔｈ ａ ｕ ｅ ｎ ｙ ｔ ｍ ｉ ｆ ｈｉｈ ａ ｃ ｒ ｃ ， ｓｓ ｍｐ ｉ ｇ ｓ ｅ ｄ ， ｇ ａ ｕ ｅ ｎ ｓ ｓ ｅ ｆ ｒ ｔｔ ｒ ｔ ｉ ｏ ｄ ｓ ｒｂ ｄ ｅ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｓ ｓｅ ｓ ｏ ｇ ｃ ｕ ａ ｙ ｆ ｔａ ｌｎ ｐ ｅ ａ
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ｏ ｏａｉｎ ｒｔ ＇ｎ ｌ— ｈｐ ｍｉｒｃ ｍｐ ｔｒ ８ ５ ｃ ｉ ｆｒｔｔｏ ａｅ；ｉ ｇｅ ｃ ｉ ｃｏ ｏ ｕ ｅ； ２ ４ ｈｐ ｓ
１转速测试 的原理 在工程实践 中， 经常会遇到测量转 速的场 合 ．如发 动机 、 电机 、 发 卷扬机 、 机床主 轴等旋 转设备的是试验 、 运转和控制 中常需要测量和 显示其转速。
MT法数字测速
旋转设备测量转速，一般需要首先产生频率与转速成正比的脉冲信号，然后测量脉冲信 号的频率，进而计算出实际转速。这样，测量转速就有三种方式：
1、 M 法：在单位时间内对脉冲个数进行计数，然后换算成转速值的方式 2、 T 法：对单个脉冲的周期进行测量，然后换算成转速值的方式 3、 M/T：结合上述两种方式，测量若干个脉冲的周期的和，然后换算成转速值的方式 当然，上述方式各有优缺点，适合在不同的场合使用。我个人比较喜欢第三种。 在使用单片机作为控制器的拖动系统中，使用 M/T 法进行测速是非常简便易行的。下 面就针对 51 单片机的特点详细讲述 M/T 法的应用。
T = （X2-X1）* 当前 TT2 是已知的，则能够计算出 T。 2、t3 和 t4 对应的两个捕捉值分别为 X3 和 X4，那么待测脉冲的周期就为：
T = （0x10000 – X3 + X4）* TT2
当然，上述的方法为 T 法，这对于脉冲频率较低，也就是周期较长的情况，计数是很准 确的，可是当脉冲频率较高，周期很短时，计数值将会较小，影响测量的精度。
带捕捉比较功能的定时器（T2）： 若将 T2 设定为外部脉冲捕捉方式，假定为捕捉下降沿，则每当出现下降沿时定时器就 会将定时值捕捉到比较捕捉寄存器中，并触发捕捉中断。
如果我们每次都将捕捉值保存起来，那么用相邻两次捕捉值就能计算出脉冲的周期了。
如上图所示： 1、t1 和 t2 对应的两个捕捉值分别为 X1 和 X2，那么待测脉冲的周期就为：
{ // 如果收到 MAX_PULSE_COUNT 个脉冲，或者收到脉冲，相当于 M 法
// 时间多于 MAX_TIME_COUNT 代表的时间，则结束该次测速，相当于 T 法
M1 = Count;
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。
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。
单片机转速转数数字测量系统
单片机转速转数数字测量系统
韩英桃
【期刊名称】《微电机》
【年(卷),期】1996(29)4
【摘要】单片机转速转数数字测量系统韩英桃，马瑞卿（西北工业大学西安７１００７２）１引言在疲劳试验机中，常常需要知道试件的运转速度和有效时间内的转数。
过去由于使用交流异步电动机驱动，所以其转速ｎ和转数Ｎ常用光电码盘或测速发电机测量。
当采用稀土永磁同步电动机变频...
【总页数】1页(P35)
【作者】韩英桃
【作者单位】西北工业大学;西北工业大学
【正文语种】中文
【中图分类】TH871.3
【相关文献】
1.基于单片机的发动机转速测量系统设计 [J], 李华英;果霖;付宏财
2.探究基于单片机的电机转速测量系统的设计 [J], 李振
3.基于单片机的电机转速测量系统的研究 [J], 周卫;周晓珩;冯计平
4.基于单片机的光电传感转速测量系统的设计 [J], 韩利凯;孙宏伟;韩旭
5.基于单片机的转速测量系统设计 [J], 马晓鑫
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基于单片机的数字转速表设计
【 摘
要 】 数 字转速表设计是 以单 片ｔ Ａ ８ Ｓ ２ 为控制芯片 ， ￣（ Ｔ ９ ５ ） 利用￥ ２ ｇＮ机三个 定时器的特点 运 用 转 速 测 量 ５ ５
Ｍ厂 法 ， 过 对 光 电编 码 盘输 出的脉 ；信 号 测 量 ， 得 电动机 转速 测 量 ， 度 高 ， 围 宽 ｒ 通 中 获 精 范
１ ． 方案论证 ３
图 ２ 控 制 电 路
３ 系统仿真 及调试 １
３１ 软 件 编 译 与 调 试 ．
本设 计 在软 件上 采 用 了 Ｍ ／怯 测 量转 速 ， 精度 ７ 在 和 分 辨率 方 面 ， 都高 于 朋 法 或 法 ， 别是 在数 据 处 特 理 方 面 ， 可能 地 减 少量 化 误 差 。 因为 Ｍ／ 法需 要 ３ 尽 Ｔ 个 定 时／ 计数 器 完 成 ； 以控 制 芯 片选 择 Ｔ ８ Ｓ ２ 所 ｒＡ ９ ５ ．
ＬＣＤ １ ０ ２ ６
转 速表 作 为 机械行 业必 备仪 器之 一 ， 用来 测 定 电 机 等机件 的转速 、 线速度 或频 率 。在 电机 、 电扇 、 纸 、 造 塑料 、 化纤 、 机 、 车 、 洗衣 汽 飞机 、 等行业 中 ， 速表 轮船 转 都得 到广泛 应用 随着 社会经 济 、 学技术 发展 ， 科 埘转 速表 的要求 越来 越高 ．单 片机 具有 体积小 、 成本 低 、 功 能强 、 智能 化等优点 ， 将 片机 嵌 入到 转速表 内可 以改
（Ｊ １
采用 Ｍ／ 法 测速 Ｅ 应保 证 高频 时钟 脉 冲计数 器 Ｔ 卜， ｊ 与输 入脉 冲计数器 同时 开启 和关闭 ， 以减 少误 差 ， 只有 等 到输 入脉 冲 的边 沿到 达 时 ， 两个 计数 器 才 同时允 许 开 始或停 止计 数 ： 由 于 ／１ 的计数 值 和 ： ７ 法 郁 随 着转 速 的变 化 而 变 化 高 速 时 ， 当 于 法测 速 ， 相 最 低速 时 ， ＝ ， １ 自动 进 人 ７ 测速 ， 法 因此 ， ７ 测 Ｍ／ 法 速 能适用 的转速 范 明 大 于前 两 种 ， Ｉ前ｆ 是 ｉ 一泛使
转速测量数字系统设计及应用
图 ２是 光 电转换 的原 理 图 ， 线 部分 为 现 场 安 虚 装 部分 （ 装 在检测 器件 盒内 ） 安 。激光 管 的激光 强度 由三极管 和 电阻控制 ， 收光 敏管感 应 到激光 时 ， 接 导 通经 ＴＬ １ Ｉ ｌ７光偶合 后 ， 从 到激光 时 ， 输 出低 电平 ； 应 不 感 向 输 出高 电平 。 挡光 胶 木 轮 片 在 激 光
管 和光敏 管 间控 制 光 线 ， 成 通 断 脉 冲信 号 形 激光管 或影 蝶机用 激 光管 ２ 数 据 面上的儿 童激 光玩 具用 的
因大 窑 转 速 不 超 过 １０／ 属 低 频 信 号 ， 据 ０ ｒｈ， 根
单片机 应 用系统设 计 原 理 ， 设 计 采 用单 片 机 利用 本 门控制位 Ｇ Ｅ测 量周 期 及 占空 比的 方法 进 行 脉 ＡＴ 冲信 号 的数据 采集 及处 理 。 从测 速传感 器 输 出 的脉 冲信 号分 为两 路 ： 路 一 直接 采用 分频 计 数 器 显 示 累 计结 果 （ ８位 ） 线 路 及 ，
现 场 部 分
Ｉ ｏ ＮＶ Ｒ
图２
ＭＯＶ ＠ ， ｏ 存 Ｔ 低 ８位 ＴＬ ； ０
Ｉ Ｃ Ｎ
原理 较简 单 ， 本文 不 作介 绍 ； 另一 路 输 入 ８ ３ 单 片 ０１ 机 以计 量每一 个脉 冲周 期 ， 数 据处 理 后 显 示转 速 经 或频 率 。如 图 ３利 用 门控制 位 Ｇ Ｅ测 量 周 期 ， ｎ ＡＴ ＿ ｒ （ Ｔ ） 其 门 控 制 位 Ｇ Ｅ＝ １ 且 当 Ｒ （ 或 在 ＡＴ ， ０ 或 Ｔ ） 时， Ｒ】 ＝１ 定时 器启 动计 数 受 Ｉ Ｔ （ Ｉ Ｔ１引 Ｎ ０或 Ｎ ） 脚 上 的外部输 入 电平 控 制 ， Ｉ ｎ Ｉ ＝１时 ， 当 Ｔ （ＮＴ ） 启动 Ｔ （ Ｔ ） 始定 时 计数 ， ０或 开 利用 这个 特性 ， 以 可 测量 信号 脉 冲的 宽度 、 期 及 占空 比 工 作 过程 如 周
课程设计---转盘转速测量的设计方案
课程设计---转盘转速测量的设计方案转盘转速测量的设计方案一、设计目的设计电路实现转盘的转速测量。
二、组内分工初定A.陈永昌：负责设计方案的制定，程序的设计，电路的焊接。
B.詹小樑：负责元件的采购，方案的讨论，电路的调试。
C.李忠谕：负责元件的采购，方案的讨论，电路的调试。
三、使用电子元件及个数光电门1个七段数码管1个AT89S52单片机1片串口转USB线1条MAX232 1个串行口1个导线、电阻、电容若干电动机1个四、设计方案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阻断时，则接收器感应出相应的电信号。
光电式传感器由独立且相对放置的光发射器和收光器组成。
当目标通过光发射器和收光器之间并阻断光线时，传感器输出信号。
它是效率最高、最可靠的检测装置。
槽形（U形）光电开关是对射式的变形，其优点是无须调整光轴。
4.1电动机、信号盘、传感器图3：单片机电路在此采用频率测量法，其测量原理为，在1S时间内，计取转速传感器发生的脉冲个数（即频率），从而算出实际转速。
设1S的脉冲数为 n，转速rate = n * 60 / 4;4.4串口输出电路图4：串口max232电路此电路通过max232芯片实现单片机与PC机的串口通信，用于实时地向电脑传输当前转速。
五、课程设计开展情况及总结图4：实物正面与反面图5：实物运行图六、课程设计总结本次课程设计总体很顺利，过程中学到了很多的新知识。
比如，需要重新学习单片机的C 程序设计，需要学习串口的数据输出，光电门信号的处理等。
七、单片机系统源程序/**************************************** ***************************本系统的实现原理：1)使用T2实现1/16秒的定时，定时中断一次后对变量A累加；使用T0进行脉冲计数。
统计每秒输入的脉冲个数、2)在while大循环中判断变量A，若A到达16，代表定时1S到达，此时用变量counter保存计数器T0的脉冲计数值。
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。
转速测量方法
摘要转速是工程中应用非常广泛的一个参数 , 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 8088cpu 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。
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。
该系统采用霍尔传感器把转速信息转换为电压脉冲输出, 8088cpu 对脉冲计数并进行相应的数据处理, 再用四位 7段 LED 数码管显示测量结果。
文中首先阐述了构成该系统的原理、硬件的实现方法, 然后开始软件设计部分, 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。
根据各部分的原理框图、电路图及转速测量的程序流程图,并编出其具体的程序。
本课题完成了硬件和软件系统的设计,实现了转速测量系统的测量,转速计算、显示功能,完成了设计的要求。
关键词 8088;转速测量;霍尔传感器第一章序言1.1设计内容及技术要求 :设计一转速测试系统,测试直流电机的转速。
具体功能如下:1,采用 4位 LED 数码管实时显示转速值(即最高测速为 9999转 /分 ,显示格式为:n=XXXX, X 为测试值。
2,测试方法:可采用定时计数方式。
定时时间到时,可读取转数脉冲的计数值并将其转化为十进制进行显示。
1.2课题研究的目的和意义目前,在工程实践中,经常会遇到各种需要测量转速的场合。
对于工业测试,水利,机械等方面,转速是重要的控制参数之一。
尤机在工业测试系统中,大部分旋转仪器需要测定目前的转速,对机械设备进行故障预防。
因此,如何利用先进的数字技术和计算机技术改造传统的工业技术,提高监控系统的准确性,安全性,方便性是当前工业测控系统必须解决的一个问题。
转速测量方法较多,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。
传感器与检测技术讲义第17章转速测量系统的设计
第17章 转速测量系统的设计17.1 设计任务在生产中，物体转速的准确测定常关系到产品质量和工效。
例如，由织布机转盘的转速可以计算布匹的产量，水电发电机叶轮的转速是计算发电机电功率必不可少的数据等。
本章将利用光电传感器设计转速测量仪，关于电路的仿真是基于Multisim 和LabVIEW 这两种软件基础之上的联合仿真：①在Multisim 中的主要工作是模拟光电传感器的I/O 特性、对光电传感器的输出信号进行滤波及波形转换处理，使其最终的输出信号为方波；②在LabVIEW 中的重要工作是设计转速器，在这一设计上用了两种方案：一是基于功率谱分析的转速器，二是基于测量固定周期测时间的方法测量转速。
因为本文在Multisim 中所选用的电路输出信号的频率与转速的关系为1:1的关系，所以在本文中测量转速实际也就是测量频率。
最后在Multisim 原有的与LabVIEW 的接口模块中插入转速器，然后进行编译，使得在LabVIEW 中的虚拟仪器能被Multisim 调用。
通过本设计，需要掌握以下内容：➢ 能利用光电传感器测量转速的原理，在Multisim 中建立光电传感器的模型➢ 掌握在LabVIEW 中设计转速器的3种方法➢ 熟悉光电传感器转速测量的原理17.2 电路原理与设计1．光电测量原理光电测量结构原理图如图17-1所示。
图17-1 光电传感器工作模型在遮光盘的同心圆上均匀分布若干个通光孔，光电传感器固定在遮光盘工作的位置上，且工作时光线应该通过通光孔照在光电传感器上。
所以，遮光盘转动一周，光电传感器感光次数与盘的通光孔数目相等。
因此，产生相同数目的脉冲信号。
对脉冲信号进行滤波和整形后，通过在固定时间内测量相应的脉冲个数，就可以计算出转速。
直流电动机转速的计算公式为060/()n m T N =⨯⨯ （17-1）式中，n 为直流电动机转速；N 为遮光盘上的通光孔的个数；m 为固定时间内测得的脉冲数；T 0为固定的时间。
基于单片机的电机转速测量仪设计
摘要本文讨论了以STC89C51单片机为核心的电机转速测量的硬件设计和软件设计，硬件主要由光电传感器、信号整形、LED数码管显示几局部组成。
详细介绍了利用光电传感器技术在电机转速测量中的实现及应用，以及对电机转速进展测量，并由数码管显示转速。
随着汽车及电子技术的开展，转速测量技术也在不断创新，各种转速测量仪在工业得到广泛应用，对电机的转速进展测量极大的提高了自动化程度。
关键字：单片机，光电传感器，信号整形，LED显示Design of Motor Speed Measurement InstrumentBased on MCUAbstractThis article discussed take STC89C51 monolithic integrated circuit as the core electrical machinery tachometric survey hardware design and the software design, the hardware mainly by the photoelectric sensor, t he signal shaping, the LED nixietube demonstrated that several parts compose. Introduced in detail the use photoelectric sensor technology and applies in electrical machinery tachometric survey's realization, as well as carries on the survey to the electri cal machinery rotational speed, and demonstrates the rotational speed by the nixietube. Along with the automobile and electronic technology's development, the tachometric survey technology unceasingly is also innovating, each kind of rotational speed measu ring instrument obtains the widespread application in the industry, carried on the survey enormous enhancement automaticity to electrical machinery's rotational speed.Keywords:Monolithic integrated circuit,Photoelectric sensor,Signal shaping,LED demonstrated目录1 绪论41.1设计题目41.2课题背景42 转速测量系统的设计52.1 转速测量方法及比拟52.1.1测频原理62.1.2．测周原理72.1.3．计数器原理72.2测量方案设计92.2.1 转速测量原理92.2.2 系统原理93 硬件电路设计103.1 电源模块103.1.1 LM2596开关电压调节器113.1.2 单片机和显示供电电路123.1.3 电机电源供电电路133.2单片机模块133.2.1 复位电路143.2.2 晶振电路153.2.3 单片机系统163.3 显示模块213.4 红外模块224 软件设计244.1 软件设计概述244.2 软件设计方案244.3 系统主程序254.4 显示子程序264.5 中断子程序275 系统调试285.1硬件调试285.2 软件调试295.3系统综合调试30结论31附录32参考文献40致411 绪论1.1设计题目题目：转速测量仪要求完成技术指标：1. 测量电机转速围0——9999转/分；2．通电就开场测量，按键后复位；3．八位数码管显示，误差<5%；1.2课题背景目前，在工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合。
光电传感器课程设计汽车测速系统
光电信息技术研究性教学报告题目：汽车测速系统目录一、摘要 (2)二、系统整体方案设计 (2)1、系统框图 (2)2、光电传感器 .................................... 错误！未定义书签。
三、系统结构 (4)1、传感器 (4)2、调理电路设计 (5)3、单片机 (6)4、显示设备 (7)5|、软件设计 (8)四、体会心得 (11)五、参考文献 (11)一、摘要社会时代的快速发展，汽车在人们日常生活中越来越重要，随着汽车的日益普及，由于碰撞而引起的事故也越来越多，其中倒车碰撞、超速碰撞占碰撞事故的大部分。
为了尽量防止超速等问题、提高安全性。
本文设计了一种测速器系统，方便司机根据车速安全行车。
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。
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ｆｘ =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=ｍ1ｆｃｍ2,ｍ1由测量准确度确定。
二、系统整体方案设计1、系统框图各部分模块的功能：①传感器：用来对信号的采样。
②放大、整形电路：对传感器送过来的信号进行放大和整形，在送入单片机进行数据的处理转换。
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DIR是H时，A→B
74LS245是我们常用的芯片，用来驱动led或者其他的设备，它是8路同相三态双向总线收发器，可双向传输数据。
74LS245还具有双向三态功能，既可以输出，也可以输入数据。
当8051单片机的P0口总线负载达到或超过P0最大负载能力时，必须接入74LS245等总线驱动器。
当片选端/CE低电平有效时，DIR=“”，信号由 B 向 A 传输;（接收）
4.3单片机AT89S51介绍
AT89C51 的性能相对于8051 已经算是非常优越的了。 不过在市场化方面，89C51 受到了PIC 单片机阵营的挑战，89C51 最致命的缺陷在于不支持ISP（在线更新程序）功能，必须加上ISP 功能等新功能才能更好延续MCS-51 的传奇。89S51就是在这样的背景下取代89C51 的，现在，89S51 目前已经成为了实际应用市场上新的宠儿，作为市场占有率第一的Atmel 目前公司已经停产AT89C51，将用AT89S51 代替。
应用案例
电气参数
霍尔转速传感器的结构原理图如图3.
图3.1 霍尔转速传感器的结构原理图图3.2方案霍尔转速传感器的接线图
缺点：采用霍尔传感器在信号采样的时候，会出现采样不精确，因为它是靠磁性感应才采集脉冲的，使用时间长了会出现磁性变小，影响脉冲的采样精度。
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及功能强大，价格低廉的显著特点，是全数字化测量转度系统得一广泛应用。出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。对测量转速系统的硬件和编程进行研究，设计出一种以单片机为主的转速测量系统，保证了测量精度。
数字式转速测量系统设计方案
1.1 数字式转速测量系统的发展背景
目前国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。
DIR=“1”，信号由 A 向 B 传输；（发送）当CE为高电平时，A、B均为高阻态。
由于P2口始终输出地址的高8位，接口时74LS245的三态控制端1G和2G接地，P2口与驱动器输入线对应相连。P0口与74LS245输入端相连,E端接地，保证数据线畅通。8051的/RD和/PSEN相与后接DIR，使得RD且PSEN有效时，74LS245输入（P0.1←D1），其它时间处于输出（P0.1→D1）。
3.系统方案提出和论证
转速测量的方案选择
方案： 霍尔传感器测量方案
霍尔传感器是利用霍尔效应进行工作的？其核心元件是根据霍尔效应原理制成的霍尔元件。本文介绍一种泵驱动轴的转速采用霍尔转速传感器测量。
A04E开关式霍尔传感器使用说明书 产品图片 霍尔传感器的外形图和与磁场的作用关系 如右图所示
.磁钢用来提供霍尔能感应的磁场, 当霍尔元件以切割磁力线的方式相对磁钢运动 时, 在霍尔输出端口就会有电压输出, 所以霍尔 传感器和磁钢需要配对使用.
-- 相对于89C51,89S51新增加很多功能，性能有了较大提升，价格基本不变，甚至比89C51 更低！
-- ISP 在线编程功能，这个功能的优势在于改写单片机存储器的程序不需要把芯片从工作环境中剥离。是一个强大易用的功能。
DIR=“1”，信号由 A 向 B 传输；（发送）当CE为高电平时，A、B均为高阻态。
由于P2口始终输出地址的高8位，接口时74LS245的三态控制端1G和2G接地，P2口与驱动器输入线对应相连。P0口与74LS245输入端相连,E端接地，保证数据线畅通。89s51的/RD和/PSEN相与后接DIR，使得RD且PSEN有效时，74LS245输入（P0.1←D1），其它时间处于输出（P0.1→D1）。
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所转过的圈数
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
①测频率法
f x =Nt(
②测周期法
③多周期测频法
电子式定时计数法测量频率时
Er
由此可见
Er
对于给定的时钟脉冲
Er
从上式可知
根据以上的讨论
74LS245是我们常用的芯片，用来驱动led或者其他的设备，它是8路同相三态双向总线收发器，可双向传输数据。
74LS245还具有双向三态功能，既可以输出，也可以输入数据。
当809s1单片机的P0口总线负载达到或超过P0最大负载能力时，必须接入74LS245等总线驱动器。
当片选端/CE低电平有效时，DIR=“0”，信号由 B 向 A 传输;（接收）