基于单片机的转速测量系统

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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。

基于单片机的转速测量系统设计

第31卷第3期延安大学学报（自然科学版）Vol．31No．3 2012年9月Journal of Yanan University（Natural Science Edition）Sep．2012 DOI：10．3969/J．ISSN．1004－602X．2012．03．051基于单片机的转速测量系统设计陈博炜（延安大学物理与电子信息学院，陕西延安716000）摘要：为了设计简单可靠的直流电机测速装置，提出基于单片机为核心的电机速带测量系统。

整个系统的构架包括转速信号的采集，转速信号的处理，转速的计算与显示。

信号处理电路主要是将传感器输出的带有外界噪声的不稳定的电信号转化成理想的方波;转速的计算利用单片机AT89C51的定时器和计数器。

根据系统编写源程序，并通过运行试验证明，该系统结构简单，测量结果稳定可靠，满足电机的测速要求。

关键词：单片机;转速测量;传感器中图分类号：TN702文献标识码：A文章编号：1004-602X(2012)02-0051-05由于电机在运行的过程中，转速的平稳性很重要，而且电机在生产过程中要进行检验，其中转速就是个非常重要的参数，所以要适时对电机的转速进行测量，来检测电机的工作情况，以及电机的质量问题，有效地反映电机的状况，因此转速测量是非常重要的一个环节，具有非常大的现实意义。

因为现在单片机的应用为转速测量提供了方便有效的解决方案，所以智能化的电机转速测量应用非常广泛［1］。

1转速测量系统设计方案基于单片机的转速测量，所以主要功能利用传感器将转速信号转换成电信号，然后由AT89C51单片机接收传感器传来的脉冲信号，根据外部中断，以及内部定时器进行记数计算出电机转速送到LED 显示［2］。

组成及框图如图1所示：图1转速测量框图2转速测量系统的硬件电路设计硬件设计的任务是根据总体设计要求，在选择的机型的基础上，具体确定系统中所要使用的元器件，设计出系统的电路原理图。

该系统包括传感器，处理电路，计数器，和显示四部分。

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。

基于AT89C52单片机的转速测量系统设计

目录1.1单片机技术课程设计任务书 (3)1.1.1课程设计任务 (3)1.1.2课程设计目的 (3)1.1.3课程设计要求 (3)1.1.4课程设计内容 (3)1.1.5课程设计报告要求 (3)1.1.6课程设计进度表安排 (4)1.1.7课程设计考核办法 (4)1.2总体设计方案(画出一个实现电路功能的大致框图) (5)2.硬件电路（各组成部分电路）设计及其原理说明 (6)2.1转速信号采集 (6)2.2转速信号处理电路 (7)2.3测量系统主机部分设计 (9)2.3.1复位电路 (9)2.3.2晶振电路 (11)2.3.3最小系统的仿真 (12)2.4显示部分设计 (13)3.软件系统设计 (18)3.1语言的选用 (18)3.2主程序初始化 (19)3.2.1定时器的初始化 (19)3.2.2中断允许控制 (20)4.元器件的选择及其相关技术数据，参数的计算 (22)4.1传感器 (22)4.2放大器 (24)4.3单片机AT89C52 (25)4.4LED显示器 (29)5.总体电路原理图及其整个电路的工作原理.............................................. 错误！未定义书签。

5.1总体电路原理图见附表A。

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

5.2转速测量系统的原理。

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5.2.1转速测量方法........................................................................ 错误！未定义书签。

5.2.2转速测量原理........................................................................ 错误！未定义书签。

基于51单片机和霍尔开关传感器的转速测量仪

基于５１单片机和霍尔传感器的转速测量仪摘要系统由传感器、信号处理、系统软件等部分组成。

传感器采用霍尔开关传感器（ＪＫ８００２Ｃ），负责将转速转化为脉冲信号；信号处理电路（反相器７４ＬＳ１４）包含待测信号整形反相等部分，波形变换和波形整形电路实现把正负交变的信号波形变换成可被单片机接受的TTL/CMOS兼容信号。

处理器采用５１单片机，显示器采用单片机开发板自带的8位LED数码管动态显示。

课题背景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，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，控制系统的硬件部分非常复杂，功能单一，而且系统非常不灵活、调试困难。

数字式通常采用光电编码器、圆光栅、霍尔元件等为检测元件，得到的信号是脉冲信号。

单片机技术的日新月异，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，使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成。

采用单片机构成控制系统，可以节约人力资源和降低系统成本，从而有效的提高工作效率。

本课题，是要利用霍尔传感器来测量转速。

由磁场的变化来使霍尔传感器产生脉冲，由单片机计数，经过数据计算转化成所测转速，再由数码管显示出来。

1.硬件部分概述１.１系统组成框图系统框图原理如图１－１所示，系统由传感器、信号处理、数码管显示、蜂鸣器超速报警和系统软件等部分组成。

传感器采用霍尔开关传感器（ＪＫ８００２Ｃ），负责将转速转化为脉冲信号。

信号处理电路反相器７４ＬＳ１４）包含待测信号波形变换、波形整形等部分，波形变换和波形整形电路实现把正负交变的信号波形变换成可被单片机接受的TTL/CMOS 兼容信号。

处理器采用５１单片机，显示器采用8位LED 数码管动态显示。

１.２霍尔传感器测转速原理及特性霍尔传感器是对磁敏感的传感元件，由磁钢、霍耳元件等组成。

测量系统的转速传感器选用SiKO 的ｊｋ８００２ｃ的霍尔传感器，其响应频率为100KHz ，额定电压为5-30（V ）、检测距离为10（mm ）。

【精品】毕业设计-基于51单片机的转速测量系统设计

本课题以单片机为核心，设计的全数字化测量转速系统，在工业控制和民用电器中都有较高使用价值。一方面它可以应用于工业控制中的某一部分，如数控车床的电机转速检测和控制、水泵流量控制以及需要利用转速检测来进行控制的许多场合，如车辆的里程表、车速表等。另一方面由于该转速测量系统采用全数字结构，因而可以很方便的和工业控制机进行连接，实行远程管理和控制，进一步提高现代化水平。并且，几乎不需做很大改变就能直接作为单独的产品使用。总之，转速测量系统的研究是一件非常有意义的课题。
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。

基于单片机的电机转速测量系统的设计

２１正０１
仪表技术与传感器
ＩｓｒｍｅｔＴｃｎｑｅａｄＳｎｏｎｔｕｎｅｈｉｕｎｅｓｒ
２１０１
第８期
Ｎｏ８．
基于单片机的电机转速测量系统的设计
王文成李，
（．１潍坊学院信息与控制工程系，山东潍坊
霍尔元件作为一种转速测量系统的传感器，有体积小、它重量轻、安装方便等优点，该传感器是利用霍尔效应原理工作
式中：电机的转速；ｎ为Ｐ为电机转一圈的脉冲数；Ｔ为输出方波信号的周期。
２系统硬件设计
收稿日期：００—１２１２—２收修改稿日期：０１３—１７２１一ｏ３
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、据处理子程序和显示子程序。主数
２２电源电路．
图５电机测速电路
３软件设计
系统采用单片机中的ＩＴＮ０中断对转速脉冲进行计数。定
罩
时器Ｔ工作于外部事件计数方式，１对转速脉冲计数；ＴＯ工作于定时器方式。每到１读１８次计数值，此值即为脉冲信号的频
式中：为霍尔器件的灵敏度系数；为控制电流；，Ｂ为磁感应
强度。
等Ｉ。他们各有优点和缺点，３直流测速发电机是应用范围较广的测速元件，它的主要优点是灵敏度、高线性误差小，由于但它具有电刷和换向接触装置，因而可靠性较差，应用范围有限；普通光电编码器虽然精度较高，体积大，但成本高。霍尔元件具有尺寸小、外围电路简单、使用寿命长、调试方便等特点用它

基于单片机的转速测量系统设计

基于单片机的转速测量系统设计作者：马晓鑫来源：《科技视界》2019年第17期【摘要】伴随着我国科学技术水平的快速发展，当前我国对单片机的转速测量系统控制这一领域也越来越趋于智能化。

本文主要以单片机平台为主要的出发点，对电机进行转速测量所选取的方法主要是通过光电传感器来实现的，并且这其中还利用了一系列的语言编程，来综合性的实现对单片机的转速进行有效测量。

【关键词】单片机;转速测量;系统设计中图分类号： U467.43 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）17-0040-002DOI：10.19694/ki.issn2095-2457.2019.17.0180 引言当前随着经济全球化的进程不断加深，无论是我国还是国际上其他国家都对测量电动机转速的方法有了新的研究。

而对这些方法综合来看，它主要包括了以模拟测速、同步测速等一系列为主要形式的测速方法。

虽然这些方法当前已经被广泛地应用在我国的电动机测速这一方面，但是所并未能够从本质上被我国所全面化的应用。

因此，当前对电机转速测量系统进行研究已经成为了我国当前发展的一大重要课题。

通过利用光电传感器来对电机转速测量系统的准确性进行有效地提高。

1 关于单片机的转速测量方法单片机的转速指的是它在正常运转过程中在单位时间内所转的圈数多少，并且它所转的圈数的多少以及圈数的大小都会影响它的正常运转。

因此，对单片机的转速进行测量是我国当前工业发展的一个重要的研究领域。

当前，我国根据不同的转速理论的应用对单片机的转速测量方法主要分为了三大类型的测量方法，而文章主要介绍的测量方法是通过对单片机和光电传感器的组成来实现转速测量的，这主要表现在了以下的几种测量方法之中：首先，测频率法。

在应用这种方法期间的首要要求主要是要有一个固定化的时间t，然后对它在这个单位时间之内的固定频数信号次数进行记录（N），最终被测信号的频率就可以通过这两大要素表现出：其中最主要的公式就是fx=NT。

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。

参考基于51单片机的电机转速测量与显示系统

摘要单片机又称单片微控制器（MCU），它把一个计算机系统集成到一个芯片上。

它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。

随着电子技术的迅猛发展，单片机技术也有了长足的发展，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。

各种电机在工业得到广泛应用，为了能方便的对电机进行控制、监视、调速，有必要对电机的转速进行测量，从而提高自动化程度。

转速是工程上一个常用参数。

转速测量的方法很多，采用光电开关管测量转速是较为常用的测量方法。

在本系统设计中，我们以51单片机为核心控制单元，以红外对管（或称光/电，电/光二极管）为传感器，通过光电传感器实时采集电机转速并进行处理与显示，设计出一个电动机转速测量系统,并研究其测量精度、测量范围及响应速度.程序设计部分分为初始化模块、脉冲计数模块、计时模块、参数调整模块和显示模块.最后通过试验测试,得到了相应的技术参数,并对转速测量系统的误差进行了分析.要求设计的系统稳定可靠、抗干扰能力强、成本低，使用方便。

关键词：计算机应用，单片机，直流电机，转速注:本设计题目来源于自选AbstractSingle-chip, also known as single-chip microcontroller (MCU), it is a computer system integrated into a chip. It’s small size, light weight, cheap, for the learning, application and development of facilities provided. With the rapid development of electronic technology, single-chip technology has grown by leaps and bounds, the current single-chip microcomputer to infiltrate all areas of our lives, which is very difficult to find the area of almost no traces of single-chip, the missile's navigation devices, aircraft a variety of instrument control, computer network communications and data transmission, industrial automation, real-time process control and data processing, are widely used in a variety of smart IC card, limousine civilian security systems, video recorders, cameras, all Automatic washing machine control, as well as program-controlled toys, electronic pet, etc., which are inseparable from the single-chip microcomputer.A variety of motor is widely used in industry, in order to facilitate the conduct of motor control, monitoring, speed control, it is necessary to measure motor speed, thereby enhancing the degree of automation. Speed is a commonly used engineering parameters. A lot of speed measurement using photoelectric switch speed measurement is more commonly used measurement method.During the system design, we have 51 single-chip microcomputer as the core control unit, to infrared on the tube (or light / electricity, electricity / light emitting diode) for the sensor, photoelectric sensor, through real-time acquisition and processing motor speed and display , design a motor speed measurement system, and study the measurement accuracy, measuring range and response speed. programming initialization part is divided into modules, pulse counting module, timing module, parameter adjustment module and display module. Finally, the pilot test, by the corresponding technical parameters of the speed measurement system error is analyzed. the requirements of the system is stable and reliable, anti-interference ability, low cost and easy to use.Key words: Computer applications，Single-chip microcomputer，DC motor，Speed目录1绪论 (1)1.1题目背景及目的 (1)1.2题目研究方法 (1)2系统设计基础知识 (2)2.1直流电机的基本知识 (2)2.1.1 直流电机的工作原理 (2)2.1.2 电机的起／停控制 (3)2.1.3 电机的方向控制 (3)2.1.4 电机的速度控制 (4)2.251单片机的基础知识 (5)3系统总体方案设计 (13)3.1系统分析 (13)3.1.1 电机转速的测量 (13)3.1.2 电机转速的处理 (15)3.1.3 电机转速的显示 (15)3.2设计思路和方案 (15)3.3系统构成 (16)3.3.1 原理框图 (17)4硬件电路设计 (18)4.1电源电路 (18)4.2转速测量电路 (18)4.3LED显示模块 (20)4.4系统硬件设计 (20)5系统软件设计 (22)5.1计时方案的选择 (22)5.2软件结构划分 (23)5.2.1 计时模块 (23)5.2.2 转速计算模块 (24)结论 (26)参考文献 (27)致谢 (28)附录 (29)1 绪论1.1 题目背景及目的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。

基于单片机的转速测量系统[1]

基于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。

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。

这次设计内容包含知识全面，对传感器测量发电机转速的不同的方法及原理设计有较多介绍，在测量系统中能学到关于测量转速的传感器采样问题，单片机部分的内容，显示部分等各个模块的通信和联调。

基于单片机的转速测量系统的设计

1 绪论1.1 单片机测控系统单片机可以构成各种工业控制系统、适应控制系统、数据采集系统等。

在这个领域中，有不少是采用通用CPU单板机或通用计算机系统。

随着单片机技术的发展，大部分都可以用单片机系统或单片机加通用机系统来代替。

如气轮机电液调节系统、调速系统等。

典型的应用系统是单片机要完成工业测控功能所必须具备的硬件结构系统，它包括系统扩展和系统配置两部分内容。

应用系统如图1.1所示，整个系统由基本部分和测控增强部分及外设增强部分构成。

基本部分是外围芯片的扩展及功能键盘、显示器配置，通过总线连接而成，测控增强部分主要是传感器接口与伺服驱动控制接口。

它们直接与工业现场相连，是干扰进入的主要通道，一般要采取隔离措施[1]。

图1.1 单片机典型应用系统对于数字量（频率、周期、相位、计数）的采集后可通过I/O口输入，数字脉冲可直接作为计数输入、测试输入、I/O口输入或中断源输入进行事件计数、定时计数、实现脉冲的频率、相位及计数测量。

对于模拟量的采集，则应通过A/D变换后送入总线口，I/O口或扩展I/O口，并配以相应的A/D转换控制信号及地址线。

对于开关量的采集则一般通过I/O口或扩展I/O口线。

应用系统可根据任何一种输入条件或内部运行结果进行输出控制。

开关量输出控制有时序开关、逻辑开关、信号开关阵列等，通常，这些开关量也是通过I/O口或扩展I/O 口输出。

模拟量的输出常为伺服驱动控制，控制输出通过D/A变换后送入伺服驱动电路。

1.2 转速测量在国民经济中的应用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，其各种参数在不同的应用中有其侧重，但转速测量系统作为普遍的应用在国民经济发展中，有重要的意义。

下面列举二例加以说明。

1.2.1 转速测量在调速系统中的应用直流电机具有良好的起、制动性能，易于在宽广范围内平滑调速，所以长期以来在要求调速指标较高的场合获得了广泛应用。

基于凌阳单片机的PZ-1型传动实验台转速测量系统开发

参考文献
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图２转速测量程序流程图对于上位机程序设计，在Ｖｓａａｉ６０ｉｌｓ．环境下，运用图形ｕＢｃ控件能够显示一连串的图像所实现的动画效果，使图形方法能够
［】殿有．片机Ｃ言程序设计（科）．：民邮电出版社，００１侯单语本【北京人Ｍ］２１．
理、存储、演示等操作的转速测量系统。具有硬件结构简单，测量速度快，精度高，运行可靠等优点。
关键词带传动实验台；凌阳单片机；数据采集；串行通信中圈分类号Ｔ３８文献标识码Ａ文章编号１７ — ６１（１）１０３ — ２Ｐ６６３９７一２２６ — ２２０００
［］云．于光电传感器的转速检测装置ｆ＿感器世界，０４１： — １２汪基Ｊ传１２０，１９３．３
工作的更好。每一种图形方法都是绘制输出到窗体上、图片框内或者是Ｐｉｔｒ象，为了指示画出的位置，要给图形方法加上窗ｒｅ对ｎ体或图片框控件的名字。每一个绘图区都有自己的坐标系，决定
性强。
计，使得系统在检测电机转速的同时，也能获取到跟多的信息，例如转速的实时变化曲线图等；再对操作窗体进行一定的优化设计，使其更美观，并且能从中得到更多相关信息。软件设计部分需要解决的问题包括：定时器０的记数和外部中
所示。

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。

基于单片机的转速测量系统讲解

2 转速测量间内所转过的圈数,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【3】。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。采用数字测速法进行转速测量，其测量原理是：在固定的时间内，记录光电传感器发生的脉冲信号数量，从而转换为实际转速。设固定的测量时间为（min）,计数记录的脉冲个数为m,假设脉冲发生器每转输出q个脉冲，对应被测转速为n(r/min),则频率 Hz;在测量时间内，记录光电传感器输出的脉冲个数m= .所以，只要我们测得m值，就可得出实际转速值。
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【1】。
Keywords：Speed measurement; Single chip microcomputer; Photoelectric sensor; The motor
1
1.1
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，数字化测速法具有测速精度高，分辨能力强，受器件影响小的优点，被广泛应用于调速要求高，调速范围大的调速系统。其中应用最广的是光电式测速系统，它具有低惯性、低噪声、高分辨率和高精度的优点，使得光电传感器在检测和控制领域得到了广泛的应用。而光电传感器的电机转速测量系统则有准确度高、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。

单片机的转速测试系统设计与制作

单片机的转速测试系统设计与制作
单片机转速测试系统是一种用来检测单片机的转速特性的测试系统。

它由CPU，主板等有机电器安装在一个可以放置单片机的多功能实验台上，利用各种电子元器件，回路元件以及逻辑控制器，连接编程器和显示器，以便于调试相关的电路及控制系统。

搭建单片机转速测试系统的步骤：
1、准备工作，根据检测对象的不同，准备好所需的单片机、测速模块、外围电路元件、显示器和调试环境等。

2、硬件接线，将测速模块连接到单片机，然后连接外围电路元件、显示器和调试环境等。

3、单片机编程，编写程序，使单片机可以实现测速功能，并将程序下载到单片机中。

4、测量调试，按照正常的操作方法，运行测速程序，查看实时旋转速度，并对实际速度进行曲线分析，检查是否有异常。

5、性能整定，如果发现速度异常或存在缺陷，可以根据实际情况调整程序中的参数，调整速度，使得测速更加准确。

6、软件使用，将测速程序和测量数据保存并备份，以便以后使用或诊断问题。

以上是单片机转速测试系统的设计与制作内容，它能有效地帮助开发人员精确测量单片机的转速，提高了系统的可靠性，为单片机的应用提供了保障。