直流电机测速
无刷直流电机测速原理
无刷直流电机测速原理无刷直流电机是一种常见的电机类型，其具有高效率、高功率密度、低噪音等优点，因此被广泛应用于各种领域。
测速是无刷直流电机控制中非常重要的一部分，其原理如下：1. 电机测速原理无刷直流电机的转速可以通过检测电机内部的反电动势（back EMF）来实现。
当电机运转时，由于磁场变化引起线圈内部产生反向电势，这个反向电势随着转速的增加而增加。
因此，通过检测反向电势大小可以确定电机的转速。
2. 反向电势检测原理为了实现反向电势检测，需要在驱动无刷直流电机时采用PWM调制方式。
PWM调制方式是指通过改变占空比来控制输出信号的有效值。
在PWM调制方式下，输出信号会周期性地从高状态（+V）到低状态（-V），然后再回到高状态。
当输出信号处于高状态时，线圈中会产生磁通，并且随着时间的推移这个磁通会逐渐增加。
当输出信号从高状态变为低状态时，线圈内部产生的磁通会逐渐减少，同时也会产生反向电势。
反向电势的大小与线圈中的磁通变化率成正比。
3. 反向电势检测电路原理为了实现反向电势检测，需要在无刷直流电机驱动电路中添加一个反向电势检测电路。
该电路包括一个比较器和一个滤波器。
比较器用于将反向电势信号与参考信号进行比较。
参考信号可以是一个固定的阈值，也可以是由微控制器生成的一个可变参考信号。
滤波器用于去除噪声和干扰，以保证检测到的反向电势信号稳定可靠。
常用的滤波器包括低通滤波器和带通滤波器等。
4. 反向电势测速方法通过上述原理和方法，可以实现无刷直流电机的反向电势测速。
具体步骤如下：（1）将PWM调制方式应用到无刷直流电机驱动中；（2）通过比较器将反向电势信号与参考信号进行比较；（3）通过滤波器去除噪声和干扰；（4）根据反向电势信号的大小计算出电机转速。
总之，无刷直流电机测速原理是基于反向电势检测的，通过比较器和滤波器等电路将反向电势信号转换为可靠的转速信号。
这种方法简单、可靠，广泛应用于各种无刷直流电机控制系统中。
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。
bldc电机霍尔测速公式
bldc电机霍尔测速公式
BLDC电机霍尔测速公式
近年来，随着科技的不断进步，无刷直流电机（BLDC）在许多领域得到了广泛应用。
而在BLDC电机的控制过程中，霍尔测速公式扮演着至关重要的角色。
BLDC电机是一种无刷直流电机，它通过定子上的霍尔传感器来感知转子的位置，从而实现电机的控制。
霍尔传感器是一种基于霍尔效应的传感器，它能够感知磁场的变化。
在BLDC电机中，通常会有三个霍尔传感器，分别对应于电机的三个相位。
根据霍尔测速公式，我们可以通过检测霍尔传感器输出的信号来确定电机的转速。
具体来说，当转子旋转时，磁场的变化会引起霍尔传感器输出信号的变化。
通过测量这些信号的时间间隔，我们可以计算出电机的转速。
需要注意的是，霍尔测速公式只能提供电机的转速信息，并不能提供电机的位置信息。
因此，在实际应用中，通常会结合其他传感器或算法来实现电机的闭环控制。
使用霍尔测速公式进行BLDC电机的控制具有许多优点。
首先，霍尔传感器具有高精度和快速响应的特点，能够准确地感知电机的转速变化。
其次，霍尔测速公式的计算过程简单，可靠性高，适用于实时控制。
此外，由于霍尔传感器的体积小，成本低，因此在实际
应用中广泛采用。
BLDC电机霍尔测速公式是实现电机控制的重要工具。
通过测量霍尔传感器输出信号的变化，我们可以准确地获取电机的转速信息，从而实现对电机的精确控制。
在今后的发展中，随着科技的不断进步，相信BLDC电机的控制技术会得到进一步的提升，为各行各业带来更多创新和便利。
无刷直流电机测速原理
无刷直流电机测速原理
无刷直流电机是由两个磁芯组成的定子和转子，每个磁芯有两个相互垂直的线圈。
定子的磁芯可以提供电流进入转子，从而来提供转子的动力。
无刷直流电机的测速原理是：当定子通过电流提供磁感应，而转子变成一个被动的器件，随着定子的磁感应的变化，转子也会改变自身的方向，而定子的磁感应又取决于转子的转速，从而可以通过定子的磁感应来测量转子的转速。
无刷直流电机的测速有多种方法，常用的有套线法和磁尺法。
套线法是通过在定子输出端安装两根探头，记录定子的电流波形，然后根据定子的分析，得出转子转速的大小。
磁尺法是通过安装一根磁尺于定子的极化轴上，计算绕组之间的间隙距离和磁力矢量来计算转子的转速。
两种方法都可以成功完成无刷直流电机的测速工作，因此可以根据相关应用的需求选择合适的方法进行测速。
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直流电机的测速实验
实验十四直流电机的测速实验一、实验目的1、掌握直流电机的工作原理。
2、了解开关型霍尔传感器的工作原理和使用方法。
3、掌握电机测速的原理。
二、实验原理直流电机是我们生活当中常用的一种电子设备。
其内部结构如下图14-1所示：图14-1 直流电机结构图下面就上图来说明直流电机的工作原理。
将直流电源通过电刷接通电枢绕组，使电枢导体有电流流过，由于电磁作用，这样电枢导体将会产生磁场。
同时产生的磁场与主磁极的的磁场产生电磁力，这个电磁力作用于转子，使转子以一定的速度开始旋转。
这样电机就开始工作。
为了能够测定出电机在单位时间内转子旋转了多少个周期，我们在电机的外部电路中加入了一个开关型的霍尔原件（44E），同时在电子转子上的转盘上加入了一个能够使霍尔原件产生输出的带有磁场的磁钢片。
当电机旋转时，带动转盘是的磁钢片一起旋转，当磁钢片旋转到霍尔器件的上方时，可以导致霍尔器件的输出端高电平变为低电平。
当磁钢片转过霍尔器件上方后，霍尔器件的输出端又恢复高电平输出。
这样电机每旋转一周，则会使霍尔器件的输出端产生一个低脉冲，我们就可以通过检测单位时间内霍尔器件输出端低脉冲的个数来推算出直流电机在单位时间内的转速。
直流电机和开关型霍尔器件的电路原理图如下图14-2所示：图14-2 直流电机、霍尔器件电路图电机的转速通常是指每分钟电机的转速，也就是单位为rpm，实际测量过程中，为了减少转速刷新的时间，通常都是5～10秒刷新一次。
如果每6秒钟刷新一次，那么相当于只记录了6秒钟内的电机转数，把记录的数据乘10即得到一分钟的转速。
最后将这个数据在数码管上显示出来。
最后显示的数据因为是将数据乘以10，也就是将个位数据的后面加上一位来做个位即可，这一位将一直为0。
如：45*10变为450，即为在“45”个位后加了一位“0”。
由此可知，这个电机的转速的误差将是20以内。
为了使显示的数据能够在数码管是显示稳定，在这个数据的输出时加入了一个16位的锁存器，把锁存的数据送给数码管显示，这样就来会因为在计数过程中，数据的变化而使数码管显示不断变化。
实验13--直流电机测速实验
4562、由DAC0832经功放电路驱动直流电机，计数光电开关通关次数并经过换算得出直流电机的转速，并将转速显示在LED上。
3、G5区的0、1号按键控制直流电机转速快慢， (最大转速≈96r/s，5V，误差±1r/s)六、演示程序(完整程序见目录SPEED);键盘、LED显示子程序请参阅综合实验一.MODEL TINYEXTRN CMD_8279:WORD, DATA_8279:WORDEXTRN Display8:NEAR, SCAN_KEY:NEAR,GetKeyA:NEARPCIBAR1 EQU 14H ;PCI9052 I/O基地址（用于访问局部配置寄存器）PCIBAR3 EQU 1CH ;8位I/O空间基地址(它就是实验仪的基地址,;也为DMA & 32 BIT RAM板卡上的8237提供基地址) PCIIPR EQU 3CH ;IRQ号INTCSR EQU 4CH ;PCI9052 INTCSR地址mask_int_9052 EQU 24HVendor_ID EQU 10EBH ;厂商ID号Device_ID EQU 8376 ;设备ID号VoltageOffset EQU 5 ;0832调整幅度.STACK 200.DATAIO8259_0 DW 00F0HIO8259_1 DW 00F1HRD_IO8259 DW 0000HCon_8253 DW 00E3HT0_8253 DW 00E0HT1_8253 DW 00E1HDA0832 DW 00D0HIO_Bit8_BaseAddress DW ?PCI_IO_BaseAddress0 DW ?PCI_IRQ_NUMBER DB ?INT_MASK DB ?INT_Vector DB ?INT_CS DW ? ;保护原中断入口地址INT_IP DW ?msg0 DB 'BIOS不支持访问PCI $'msg1 DB '找不到Star PCI9052板卡 $'msg2 DB '读PCI9052 I/O基地址时出错$'msg3 DB '读8位I/O空间基地址时出错$'msg4 DB '读IRQ号出错$'buffer DB 8 DUP(0) ;显示缓冲区，8个字节buffer1 DB 8 DUP(0) ;显示缓冲区，8个字节VOLTAGE DB 0 ;转换电压数字量Count DW 0 ;一秒转动次数NowCount DW 0 ;当前计数值kpTime DW 0 ;保存上一次采样时定时器的值bNeedDisplay DB 0 ;需要刷新显示.CODESTART: MOV AX,@DATAMOV DS,AXMOV ES,AXNOPCALL InitPCICALL ModifyAddress ;根据PCI提供的基地址,将偏移地址转化为实地址CALL ModifyVector ;修改中断向量、允许中断MOV bNeedDisplay,1 ;显示初始值MOV VOLTAGE,99H ;初始化转换电压输入值，99H-3.0VMOV Count,0 ;一秒转动次数MOV NowCount,0 ;当前计数值MOV kpTime,0 ;保存上一次采样时定时器的值CALL DAC0832 ;初始D/ACALL Init8253CALL Init8259STIMAIN: CALL IfExitCALL GetKeyA ;按键扫描JNB Main1JNZ Key1Key0: MOV AL,VoltageOffset ;0号键按下，转速提高ADD AL,VOLTAGECMP AL,VOLTAGEJNB Key0_1MOV AL,0FFH ;最大Key0_1: MOV VOLTAGE,AL ;D/ACALL DAC0832JMP Main2Key1: MOV AL,VOLTAGE ;1号键按下，转速降低SUB AL,VoltageOffsetJNB Key1_1XOR AL,AL ;最小Key1_1: MOV VOLTAGE,ALCALL DAC0832 ;D/AJMP Main2Main1: CMP bNeedDisplay,0JZ MAINMOV bNeedDisplay,0 ;1s定时到刷新转速Main2: CALL RateTest ;计算转速/显示JMP MAIN ;循环进行实验内容介绍与测速功能测试;转速测量/显示RateTest: MOV AX,CountMOV BL,10DIV BLCMP AL,0JNZ RateTest1MOV AL,10H ;高位为0，不需要显示RateTest1: MOV buffer,AHMOV buffer+1,ALMOV AL,VOLTAGE ;给0832送的数据AND AL,0FHMOV buffer+4,ALMOV AL,VOLTAGEAND AL,0F0HROR AL,4MOV buffer+5,ALMOV buffer+2,10H ;不显示MOV buffer+3,10HMOV buffer+6,10HMOV buffer+7,10HLEA SI,bufferLEA DI,buffer1MOV CX,8REP MOVSBLEA SI,bufferCALL Display8 ;显示转换结果RETTimer0Int: MOV bNeedDisplay,1MOV AX,NowCountSHR AX,1SHR AX,1MOV Count,AX ;转一圈,产生四个脉冲,Count = NowCount/4MOV NowCount,0RETIntProc: PUSH AXPUSH DXCALL ClearIntMOV DX,RD_IO8259IN AL,DXIN AL,DX ;判断由哪个中断源引起的中断CMP AL,08HJNZ IntProc1CALL Timer0IntJMP IntProc2IntProc1: CMP AL,0FHJNZ IntProc2CALL CountIntIntProc2: MOV DX,IO8259_0MOV AL,20HOUT DX,ALPOP DXPOP AXIRETCountInt: MOV DX,Con_8253MOV AL,40HOUT DX,AL ;锁存MOV DX,T1_8253IN AL,DXMOV AH,ALIN AL,DXXCHG AL,AH ;T1的当前值XCHG AX,kpTimeSUB AX,kpTimeCMP AX,100JB CountInt1 ;前后二次采样时间差小于100，判断是干扰INC NowCountCountInt1: RETInit8253 PROC NEARMOV DX,Con_8253MOV AL,34HOUT DX,AL ;计数器T0设置在模式2状态,HEX计数MOV DX,T0_8253MOV AL,12HOUT DX,ALMOV AL,7AHOUT DX,AL ;CLK0=31250Hz,1s定时MOV DX,Con_8253MOV AL,74HOUT DX,AL ;计数器T1设置在模式2状态,HEX计数MOV DX,T1_8253MOV AL,0FFHOUT DX,ALMOV AL,0FFHOUT DX,AL ;作定时器使用RETInit8253 ENDPInit8259 PROC NEARMOV DX,IO8259_0MOV AL,13HOUT DX,ALMOV DX,IO8259_1MOV AL,08HOUT DX,ALMOV AL,09HOUT DX,ALMOV AL,7EHOUT DX,ALRETInit8259 ENDP;数模转换，A-转换数字量DAC0832 PROC NEARMOV DX,DA0832MOV AL,VOLTAGEOUT DX,ALRETDAC0832 ENDP;IfExit、InitPCI、ModifyAddress、ModifyVector、ClearInt、Exit子程序请参阅8259实验END START七．实验扩展及思考题实验内容：在日光灯或白炽灯下，将转速调节到25、50、75，观察转盘有什么现象出来。
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CLK o 引脚输入1MHz 脉冲，输出OUT o 引脚作为定时器2的输入，与CLK 2 引脚相连，输出引脚OUT 2与8255的PA o 端相连。
GATE o 和GATE 2均接+5V 电源。
8254计数器/定时器1作为计数器，输入引脚CLK 1与直流电机计数端连接，GATE 1 与8255的PC 0相连。
电机DJ 端与+5V~0V 模拟开关SW 1相连。
8254图直流电机测速实验接线图四编程提示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PA 0根据OUT 2的开始和结束时间，通过PC 0向8254计数器/定时器1发 出开始和停止计数信号。
288H~28FH f - *— 280H~287H f - OUT 。
GATE 0CLK 0• +5V OUT 1GATE 1CLK 1OUT 2GATE 2CLK 2 CSPA 08255PC 0 CS «- +5V +5V SW1五程序流程图译码器端口六参考程序DATA 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ODH, '$；提示信息MESS DB 'STRIKE ANY KEY，RETURN TO DOS!； 0AH，COU DB 0 ;预留单元并清零COU1 DB 0COUNT1 DB 0COUNT2 DB 0COUNT3 DB 0COUNT4 DB 0DATA ENDSCODE SEGMENT ;代码段ASSUME CS: CODE，DS：DATASTART : MOV AX，DATA ;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 ;D& 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，PA o输入；C 口方式0输出，PC o输出MOV DX，IO8255C ；DX—8255 端口C 口地址,MOV AL，00 ；AL=0OUT DX，AL ；PG=0,则GATE1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=70H；设置计数器1，方式0，先读写低8位，再读写高 8位 ;DX^ 8254计数器1地址 ；读入计数器 1 的内容 ;BL ・AL 先读入低8位 ；读入计数器 1 的内容 ;BH J AL 后读高8位，16位计数值送BX ； AX=FFFFH ;AX - BX=计算脉冲个数 ；调显示子程序 ；DL=ODH ，“回车”的 ASCII 码 ； DOS 2号调用 ；DL=OAH ，“换行”的 ASCII 码 ； DOS 2号调用 ；无条件转到标号 LL ，继续检测 ;十六进制数-BCD 转换并显示子程序 ； DX=O ; CX=O3E8H=1OOO ;AX J DX ,AX-^1000商, DX J DX ,AX £000余数 ；COUNTJ1 AL ，千位 ；AXJDX 余数 ；CL=64H=100 ;AL J AX -100商，AH J AX - 100余数 ;COUNT2JAL ，百位 ；AL JAH 余数 ；AH=0 ；CL=10 ； AL J AX £ 10商， AH J AX £ 10余数 ;COUNT3JAL ，十位 ;COUNT4JA L ，个位 AL J COUNT1 调显示字符子程序 RET DISP ENDPDISP1 PROCNEAR 显示字符子程序ANDAL ， 0FH “与”操作，屏蔽高 4位，保留低 4位 CMPAL ， 09H AL 与 9 比较 JLENUM ;AL <9，转到标号NUMADDAL ， 07H ;DL>9, DLJDL+7 NUM ： ADDAL ， 30H ;AL JAL+30H ，转换成 ASCII 码MOVDL ， AL DLJAL MOV AH ， 02 DOS 2号调用OUT MOV IN MOV IN MOV MOV SUB CALL MOV MOV INT MOV MOV INT JMP DISP PROC MOV MOV DIV MOV MOV MOV DIV MOV MOVMOVMOVDIVMOVMOVMOVCALLMOVCALL MOVCALLMOVCALLDX ，AL DX ，IO82541 AL ，DXBL ，AL AL ，DX BH ，AL AX ，0FFFFH AX ，BX DISP DL ，0DHAH ，02 21H DL ，0AHAH ，02 21H LLNEAR DX ，0000HCX ，03E8H CXCOUNT1，AL AX ，DXCL ，64H CLCOUNT2，AL AL ，AHAH ，00H CL ，10 CLCOUNT3，ALCOUNT4，AH AL ，COUNT1 DISP1 AL ，COUNT2 DISP1AL ，COUNT3DISP1AL ，COUNT4DISP1INTRET21H ;显示一个字符DISP1 ENDPQUIT：MOV AH，4CH ;返回DOSINT 21HCODE ENDSEND START ;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?。
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。
直流电机速度丈量办法
直流电机速度丈量办法
直流电动机是最早呈现的电动机，也是最早结束调速的电动机。
长时刻以来，直流电动机一贯占有着调速操控的核算方位。
在进行直流电机调速前，首要要进行的是直流电机速度丈量作业，速度丈量首要有两种方法：1、光电测速法运用栅格圆盘和光电门构成测速体系。
当直流电机经过传动有些股动栅格圆回旋改动转时，测速光电门取得一系列脉冲信号。
这些脉冲信号经过单片机两个守时/计数器协作，一个计数，一个守时。
核算出单位时刻内的脉冲数m，经过单位换算，就能够算得直流电机旋转的速度。
2、霍尔效应原理测速法电动机转轴股动轴上的磁钢旋转，然后改动磁场巨细，经过霍尔电路将磁场改动改换为脉冲信号，经拓宽整形，输出矩形脉冲信号。
当转速改动时，输出脉冲的频率会发作改动，然后得到电机旋转的速度。
1。
直流电机测速控制总结
直流电机测速控制总结一．测速原理霍尔开关对垂直于器件且磁通密度达到其动作点Ｂｏｐｎ或Ｂｏｐｓ以上，会使器件开关导通输出为低，此时器件可以吸收１ｍＡ的电流。
只要磁通密度降低到释放点Ｂｒｐｎ或Ｂｒｐｓ以下，会使器件开关断开输出为高。
磁通密度动作点和释放点的差异称为器件的磁滞。
该磁滞特性可保证即使出现外部振动和电气噪声，器件的开关过程均无抖动。
利用霍尔开关输出电压与磁通密度的这种这种关系特性，在直流电机的转动轴上套上一个塑料齿轮，在轮子的一条直径上对称的放有两块相同的小磁铁块。
（如右图）将霍尔开关放置在齿轮下放合适处，使齿轮转动一周，霍尔开关就受到两次磁激励而产生两个脉冲。
霍尔开关将脉冲输入与P10(INT0)连接；每产生一个脉冲就进中断，对脉冲计数；到1秒将计数之值取出输出；同时将计数清零。
由此完成对直流电机的转速测定。
二．控制原理采用INT0 中断对转速脉冲CKMOT 计数，每1s 读一次计数值,将此值与预设的转速值比较，若大于预设的转速值则减小DAC0 的数值；若小于转速预设的转速值则增加DAC0 的值来调整直流电机的输入电压达到调整电机的转速直到转速值等于预设定的值。
由于D/A的输出电压范围有限，所以只能测出3转/s---54转/s; 为达到电机控制的稳定，可采用差动输入方法和PDI算法来实现。
本试验采用差动模式，下面是控制程序的部分段；sfr16 DAC0 = 0xd2; 设定DAC0的数据寄存器地址unsigned int iDAC0=2048; 设定变量用以初始化DAC0的数据寄存器void Timer0_ISR (void) interrupt 1 每到1秒进入中断{TH0 = (-SYSCLK/1000) >> 8;TL0 = -SYSCLK/1000;if (Count1ms) Count1ms--;if (Count1s) Count1s--;else 到1秒时开始取值{Count1s=1000;SaveMotorCount=MotorCount;把1秒内得到的脉冲数取出MotorCount=0; 重新记脉冲数SD=SaveMotorCount/2-SetSpeed; 将当前转速与设定值比较得到差动量if (SD){if ((SD>2)||(SD<-2))iDAC0-=SD;elseiDAC0-=SD; 改变D/A寄存器值以改变直流电机电压DAC0=iDAC0;}}}。
直流电机测速实训报告
一、实训目的通过本次实训，使学生了解直流电机测速的基本原理，掌握直流电机测速仪的设计与制作方法，提高学生的动手能力和创新意识。
同时，培养学生的团队合作精神和严谨的科学态度。
二、实训内容1. 直流电机测速原理直流电机测速是通过测量电机转动时产生的电压信号，从而确定电机的转速。
常用的测速方法有电磁测速、光电测速和霍尔元件测速等。
本次实训采用霍尔元件测速方法。
2. 直流电机测速仪的设计与制作（1）电路设计直流电机测速仪的电路主要由以下几个部分组成：电源模块、霍尔元件模块、放大电路模块、滤波电路模块、A/D转换模块、单片机控制模块和显示模块。
（2）硬件制作根据电路设计，制作电路板，焊接各个元件，连接好电路。
（3）软件编程编写单片机控制程序，实现以下功能：1）采集霍尔元件输出的电压信号；2）将电压信号转换为转速值；3）将转速值显示在LCD屏幕上；4）通过红外遥控器控制测速仪的开关和转速设定。
3. 实验步骤（1）组装测速仪按照电路图组装好测速仪，确保各个元件焊接牢固，电路连接正确。
（2）调试测速仪将组装好的测速仪接入电源，调试各个模块，确保电路正常工作。
（3）测试测速仪将测速仪与待测电机连接，通过红外遥控器控制测速仪的开关和转速设定，观察LCD屏幕上显示的转速值是否准确。
三、实训结果与分析1. 实验结果本次实训成功制作了一台直流电机测速仪，通过测试，测速仪能够准确测量电机的转速，满足实验要求。
2. 结果分析（1）电路设计合理，元件选择合适，电路连接正确，确保了测速仪的正常工作。
（2）软件编程实现功能完善，能够满足实验要求。
（3）测速仪具有较好的稳定性和抗干扰能力。
四、实训总结1. 通过本次实训，使学生掌握了直流电机测速的基本原理和测速仪的设计与制作方法。
2. 提高了学生的动手能力和创新意识，培养了团队合作精神和严谨的科学态度。
3. 深化了对电子电路、单片机编程和传感器应用等课程知识的理解。
五、实训体会1. 在实训过程中，认真对待每一个环节，确保电路连接正确，编程无误。
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。
利用电动自行车后轮无刷直流电机霍尔信号的一种测速方法
利用电动自行车后轮无刷直流电机霍尔信号的一种测速方法摘要：一、无刷直流电机霍尔测速原理二、电动自行车后轮无刷直流电机霍尔信号测速方法1.一路霍尔信号测速方法2.三路霍尔信号测速方法三、以STM32单片机为核心的转速测量系统四、总结正文：一、无刷直流电机霍尔测速原理无刷直流电机的工作原理本质上与有刷电机类似，不同之处在于无刷电机采用电子方式对绕组电流换向。
直流电机中的转矩是通过永磁体磁场和绕组中的电流相互作用产生的。
霍尔位置传感器探测转子旋转磁场的位置，通过逻辑与驱动电路，给相应的绕组激励。
二、电动自行车后轮无刷直流电机霍尔信号测速方法1.一路霍尔信号测速方法利用一路霍尔信号进行转速测量时，可以通过计算相同时间间隔内传感器输出的脉冲个数来获得转速。
设霍尔传感器输出的信号每转R个脉冲，对应的转速为N（r/min），则通过计算脉冲频率与60的比值，即可得到转速。
2.三路霍尔信号测速方法利用三路霍尔信号进行转速测量时，可以通过逻辑电路或算法产生六倍于一路霍尔信号频率的倍频信号，然后对其进行测量。
这种方法可以提高测速的准确性。
三、以STM32单片机为核心的转速测量系统以STM32单片机为核心搭建转速测量系统，可以实现对电动自行车后轮无刷直流电机的精确测速。
通过处理霍尔传感器输出的信号，实时监测电机转速，为用户提供准确的行驶速度信息。
四、总结利用电动自行车后轮无刷直流电机霍尔信号进行测速的方法具有较高的实用价值。
通过一路或三路霍尔信号的测量，可以实现对电机转速的准确监测。
以STM32单片机为核心的转速测量系统，进一步提高了测速的准确性和可靠性，为电动自行车用户提供实用的行驶速度信息。
直流调压调速测速电机原理
直流调压调速测速电机原理
直流调压调速电机模块由测速电路和调速电路两部分组成。
模块的电源由接口总线引入。
本模块中使用的电机为12V的直流电机。
一、电机测速部分
（1）直流电机测速原理介绍
电机测速部分由一个霍尔开关和信号放大电路组成。
与电机同轴的转盘上装有两块的强力磁钢，它们的磁极性相反，以保持转盘的平衡并保证转盘每转一周霍尔开关只导通一次。
霍尔开关平时输出为正电压，当转盘上的磁钢与霍尔开关正对时，霍尔开关输出负电压，经整形、放大输出。
单片机通过对负脉冲计数，可计算出电机的转速。
（2）电机测速部分电路原理及说明
图3—56
3144为霍尔开关，整形、放大由LM358完成。
LM358作为比较器使用。
SIGNAL为负脉冲输出接口，对应于模块上的SIGNAL插孔。
可直接用SIGNAL信号进行测速。
此外，模块还提供了另一种测速方法。
如下图所示：
图3—57
平时使START保持低电平，OUT2输出为低电平，OUT1为高电平。
拉高START表示允许测速，此时OUT1的下降沿启动计数，上升沿停止计数，表示测速结束。
（3）电机测速部分电路测试方法
将模块插在接口挂箱或对象挂箱上并接通电源，调节电位器R9，使电机转动。
用示波器在SIGNAL插孔处可以看到连续的负脉冲。
二、电机调速部分
电机调速的原理是通过改变电机两端的电压来改变电机的转速。
其原理如下：
图3—58
该部分电路测试方法：
DRV接GND，调节电位器R9，可以观察到电机转速的变化。
直流电机测速并显示
可实现功能：1 可控制左右旋转2 可控制停止转动3 有测速功能，即时显示在液晶上4 有速度档位选择，分五个档次，但不能精确控速5 档位显示在液晶上用到的知识：1 用外部中断检测电机送来的下降沿，在一定时间里统计脉冲个数，进行算出转速。
2 通过改变占空比可改变电机速度，占空比的改变可以通过改变定时器的重装初值来实现。
3 要想精确控制速度，还需要用自动控制理论里的PID算法，但参数难以选定，故在此设计中没有涉及！#include<reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit PW1=P1^0 ;sbit PW2=P1^1 ; //控制电机的两个输入sbit accelerate=P0^2 ; //调速按键sbit stop=P0^3 ; //停止按键sbit left=P0^4 ; //左转按键sbit right=P0^5 ; //右转按键sbit detect=P3^2; //检测脉冲sbit lcdrs=P0^0;sbit lcden=P0^1;#define Da P2uint temp; //保存检测到的电平数据以便比较uint count; //用于计数uint aa,bb; //用于计数uint speed; //用来计算转速uint a=25000;uint t0=25000,t1=25000; //初始时占空比为50%uchar flag=1; //此标志用于选择不同的装载初值uchar dflag; //左右转标志uchar sflag=1; //用来标志速度档位#define right_turn PW1=0;PW2=1 //顺时针转动#define left_turn PW1=1;PW2=0 //逆向转动#define end_turn PW1=1;PW2=1 //停转void keyscan(); //键盘扫描void delay(uchar z);void time_init(); //定时器的初始化void write_com(uchar com); //液晶写指令void write_data(uchar date); //液晶写数据void lcd_init(); //液晶初始化void display(uint rate); //显赫速度void int0_init(); //定时器0初始化void keyscan(); //键盘扫描程序void judge_derection();void main(){time_init(); //定时器的初始化lcd_init(); //液晶初始化int0_init(); //定时器0初始化while(1){}}void time_init(){TMOD=0x11; //两个定时器都设定为工作方式1 十六位定时计数器 EA=1; //开启总中断TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;ET0=1;TR0=1;TH1=(65536-a)/256;TL1=(65536-a)%256;ET1=1;TR1=0;}void int0_init(){EX0=1;//外部中断源可以申请中断IT0=1;//外部中断源下降沿触发}void timer0() interrupt 1 using 0{TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256; //装载初值keyscan(); //键盘扫描程序aa++;if(aa==5){aa=0;temp=count*0.5*60*2*2*100/24; //计算转速，每分转多少圈count=0; //重新开始计数脉冲数display(temp); //把计算得的结果显示出来}}void timer1() interrupt 3 using 0{if(flag){flag=0;end_turn;a=t0; //t0的大小决定着低电平延续时间TH1=(65536-a)/256;TL1=(65536-a)%256; //重装载初值}else{flag=1; //这个标志起到交替输出高低电平的作用if(dflag==0){right_turn; //右转}else{left_turn; //左转}a=t1; //t1的大小决定着高电平延续时间TH1=(65536-a)/256;TL1=(65536-a)%256; //重装载初值}}/*******外部中断*******************/void service_int0() interrupt 0{count++; //来一个下降沿沿就计一个脉冲数}/*******显示函数***********/void display(uint rate){uchar wan,qian, bai,shi,ge;wan=rate/10000;qian=rate/1000%10;bai=rate/100%10;shi=rate/10%10;ge=rate%10;write_com(0x80);write_data('0'+wan);write_data('0'+qian);write_data('0'+bai);write_data('.');write_data('0'+shi);write_data('0'+ge);}/******延时函数********/void delay(uint z){uint x,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--) ;}/************写指令************/void write_com(uchar com){lcdrs=0;Da=com;delay(1);lcden=1;delay(1);lcden=0;}/************写数据**********/void write_data(uchar date){lcdrs=1;Da=date;delay(1);lcden=1;delay(1);lcden=0;}/************液晶初始化**********/void lcd_init(){lcden=0;write_com(0x38) ; //初始化write_com(0x0c) ; //打开光标 0x0c不显示光标 0x0e光标不闪，0x0f光标闪write_com(0x01) ; //清显示write_com(0x80+0x40);write_data('0');write_data(' ');write_data('G');write_data('e');write_data('a');write_data('r');}/***********键盘扫描程序**********/void keyscan(){if(stop==0){TR1=0; //关闭定时器0 即可停止转动end_turn; // 停止供电write_com(0x80+0x40);write_data('0');}if(left==0){TR1=1;dflag=1; //转向标志置位则左转write_com(0x80+0x40);write_data('0'+sflag);}if(right==0){TR1=1;dflag=0; //转向标志复位则右转write_com(0x80+0x40);write_data('0'+sflag);}if(accelerate==0)delay(10) ; //延时消抖if(accelerate==0){while(accelerate==0) ; //等待松手sflag++;if(sflag==2){t0=20000;t1=30000; //占空比为百分之60write_com(0x80+0x40);write_data('2');}if(sflag==3){t0=15000;t1=35000; //占空比为百分之70 write_com(0x80+0x40);write_data('3');}if(sflag==4){t0=10000;t1=40000; //占空比为百分之80 write_com(0x80+0x40);write_data('4');}if(sflag==5){t0=5000;t1=45000; //占空比为百分之90 write_com(0x80+0x40);write_data('5');}if(sflag>=6){sflag=0;t0=25000;t1=25000;write_com(0x80+0x40);write_data('1');}}} }。
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？。
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数字电路课程设计报告书课设名称：直流电机测速姓名：***学号：********学院：电控学院专业：自动化指导老师：完成日期：2012年3月目录一、题目名称及设计任务的选择（1）题目名称（2）设计任务的选择二、设计任务及设计要求（1）设计任务（2）设计要求（3）参考元件三、设计思路及设计原理（1）设计流程图（2）主要芯片说明（3）实验原理四、对设计方案的论证和比较五、电路所涉及的参数计算六、调试过程中的问题及解决方案七、心得体会八、附录（1）二极管的简易测试机管脚判别（2）电阻色环的识别及其色环对应表（3）题目所用电子元件清单九、实验照片十、参考文献一、题目名称及设计任务的选择（1）题目名称根据本专业的课程要求及需要和自己的兴趣，我们在此次课程设计中所选的题目是直流电机测速。
（2）设计任务的选择现代社会对电机的应用越来越广泛，利用电机可以带动很多的机器进行运转，这些机器为我们生产出必需的生活，工作和学习用品，可以说电机对我们的生活产生了很大的影响。
如果通过此次课程设计实践能设计出一个能对直流电机进行调速和测速的电路那我们将会受益匪浅，这是我们选择此题目的一个原因。
另外通过此次课设可以增进对电路的设计、操作和分析的技能，本题目涉及NE555定时器、计数器和逻辑与非们的应用，它们在以后的应用十分广泛，通过此次实践如果能把它们熟练掌握，这将为我以后的电子设计竞赛打下一定的基础。
综合以上我们决定做这个题目。
二、设计任务及设计要求（1）设计任务此次试验我们将要设计一个能对直流电动机运行速度进行调速和测速的电路。
（2）设计要求本题目的设计要求包括基本要求和扩展要求。
基本要求是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。
要求转速可达到300转／分以下，越低越好。
扩展要求是在完成基础上加光电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。
（3）参考元件NE555,计数器74LS161，74LS00，稳流二级管，微型直流电机（15V），光电耦合管125C51（或红外收发模块），达林顿三极管TIP122，二极管1N4007，稳压二极管(5V),双刀双掷开关，其他电容、电阻若干。
三、设计思路及设计原理（1）设计流程图本课题包含一下几个模块：光电发生器、脉冲调整、驱动电路、直流电机、控制转向电路、测量转向电路、光电脉冲转换电路，脉冲整形、计数器、门控电路、脉冲显示电路。
具体设计框图如下：（2）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5KΩ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2/3CC V 和1/3CC V 。
A1和A2的输出端控制RS 触发器状态和放电管开关状态。
当输入信号输入并超过2/3CC V 时，触发器复位，555的输出端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1/3CC V 时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。
D R 是复位端，当其为0时，555输出低电平。
平时该端开路或接VCC 。
Vc 是控制电压端（5脚），平时输出2/3CC V 作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01uf 的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。
T 为放电管，当T 导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。
① 组成施密特触发器电路如图3-1所示，只要将脚2和6连在一起作为信号输入端，即得到施密特触发器。
图3-2画出了S V 、Vi 和V o 的波形图。
设被整形变换的电压为正弦波S V ，其正半波通过二极管D 同时加到555定时器的2脚和六脚，得到的Vi 为半波整流波形。
当Vi 上升到2/3CC V 时，V o 从高电平转换为低电平；当Vi 下降到1/3CC V 时，V o 又从低电平转换为高电平。
回差电压：△V=VCC VCC VCC 313132=-图3-1 555构成施密特触发器 图3-2 555构成施密特触发器的波形图② 构成单稳态触发器如右图为由555定时器和外接定时元件R 、C 构成的单稳态触发器。
D 为钳位二极管，稳态时555电路输入端处于电源电平，内部放电开关管T 导通，输出端V o 输出低电平，当有一个外部负脉冲触发信号加到Vi 端。
并使2端电位瞬时低于1/3CC V ，低电平比较器动作，单稳态电路即开始一个稳态过程，电容C 开始充电，Vc 按指数规律增长。
当Vc 充电到2/3CC V 时，高电平比较器动作，比较器A1翻转，输出V o 从高电平返回低电平，放电开关管T 重新导通，电容C 上的电荷很快经放电开关管放电，暂态结束，恢复稳定，为下个触发脉冲的来到作好准备。
波形图如下：暂稳态的持续时间T w （即为延时时间）决定于外接元件R 、C 的大小，T w =1.1RC 。
通过改变R 、C 的大小，可使延时时间在几个微秒和几十分钟之间变化。
当这种单稳态电路作为计时器时，可直接驱动小型继电器，并可采用复位端接地的方法来终止暂态，重新计时。
此外需用一个续流二极管与继电器线圈并接，以防继电器线圈反电势损坏内部功率管。
③ 构成多谐振荡器如图3-4，由555定时器和外接元件R 1、R 2、C 构成多谐振荡器，脚2与脚6直接相连。
电路没有稳态，仅存在两个暂稳态，电路亦不需要外接触发信号，利用电源通过R 1、R 2向C 充电，以及C 通过R 2向放电端C D 放电，使电路产生振荡。
电容C 在2/3CC V 和1/3CC V 之间充电和放电，从而在输出端得到一系列的矩形波，对应的波形如图3-5所示。
图3-4 555构成多谐振荡器 图3-5 多谐振荡器的波形图 输出信号的时间参数是： T=21w w t t16 15 14 13 12 11 10 974LS1601 2 3 4 5 6 7 8Vcc C Q 0 Q 1 Q 2 Q 3 ET LD ’1w t =0.7（R 1+R 2）C 2w t =0.7R 2C其中，1w t 为V C 由1/3CC V 上升到2/3CC V 所需的时间，2w t 为电容C 放电所需的时间。
（2）74LS160是一个具有异步清零、同步置数、保持和计数功能的四位二进制加法计数器，其共有十个状态（0000～1001），即N=10。
其中，D 0~D 3为输入端，Q 0~Q 3为输出端，C 为进位端，CP 为脉冲输入端，EP 、ET 为状态控制端。
其功能表如下：CLK RD ’ LD ’ EP ET 工作状态 × 0 × × × 置零 ↑ 1 0 × × 预置数 × 1 1 0 1 保持× 1 1 × 0 保持（但C=0） ↑ 1 1 1 1 计数下图为74LS160的管脚图、芯片图和电路图，(3) LM 358 其内部包括两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，，电源电流与电源电压无关，它的适用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
其管脚结构如右图：R D ’ CP D 0 D 1 D 2 D 3 EP GND3-6 74LS160管脚图3-7 74LS160芯片Q A 14Q B 13Q C 12Q D11RCO 15A 3B 4C 5D 6ENP 7ENT 10~LO AD 9~CLR1CLK 2U274LS160D（4）光电耦合管光电耦合管是一个光感应器，当光通路被阻断，则电流中断，所以它可以用来对电机转数进行监测，电机每转一圈即阻断耦合管的光路一次，从而在光电耦合管的输出端送出一个个脉冲，提供计数器的脉冲输入。
（3）实验原理本课题的原理如下：此电路包括驱动控制、计数和计时三部分。
驱动控制部分：利用NE555组成一个多谐振荡器提供100Hz的方波信号，此信号通过由NE555组成的单稳态触发器调整脉冲的宽度，通过调节信号的占空比，可以控制电机的转速，然后再经一个由达林顿三极管组成的驱动电路使直流电机能够转动起来，同时由双刀双掷开关组成的控制转向电路可控制电机的转向，利用二极管的正向导通特性测量电机的转向，从电机正极引出的线经电阻后，到达数字箱上的二极管，当其亮时，说明直流电机正转，如不亮则反转。
计数部分：电机不断转动，光电耦合管就不断地发出信号，此信号通过一个脉冲整形电路传给计数器，此计数器是由三个74LS160组成的三位计数器，每来一次脉冲计数器就自动计一次数，计数器的输出端接到数码管上，从而显示电机的转数。
计时部分：此部分利用NE555组成一个多谐振荡器提供1Hz的方波信号，此信号作为60进制计数器的计数脉冲，每来一个脉冲计数器计一次数，计数器可显示0—59的数，此计数器个位的Q0、Q3端和十位的Q0、Q2端都通过一个四线与非门，输出端一面接到上面计数部分个位计数器的EP 端，一面与1Hz方波信号共同经过一与门接到60进制计数器的CLK端上，当60进制计数器计到59时，60进制计数器会停止计数，同时上述计数部分的计数器也会停止计数。
当前数码管上显示的数就是直流电机一分钟的转数。
四、对设计方案的论证和比较1、驱动控制部分（1）方波发生器电路为NE555组成的多谐振荡器，提供100Hz的方波信号，其3管脚为输出管脚,为电动机提高信号.5VVC C U 11D IS 7O U T3R ST 48TH R 6C O N5TR I2G N DVC CLM555C NR 14.8k ohmR 24.8k ohmC 11u FC 20.01uF图4-1多谐振荡器下面两图分别为仿真波形和实际波形。
图4-2 仿真波形 图4-3 实际波形（2） 脉宽调整电路 电路是由NE555组成的单稳态触发器，改变滑动变阻器R3的阻值，从而改变脉冲的宽度，实现对直流电机转速的控制。
15VVC CU 21D IS 7O U T3R ST 48TH R 6C O N5TR I2G N DVC C555_VIR TUALC 31u FC 40.01uF50%6k O hm Ke y = a R 3图4-4单稳态触发器5VVC CU 21D IS 7O U T 3R ST 48TH R 6C O N5TR I2G N DVC CLM555C NR 14.8k ohmR 24.8k ohmC 11u FC 20.01uFU 11D IS 7O U T 3R ST 48TH R 6C O N5TR I2G N D VC CLM555C N50%10k O hm Ke y = aR 3C 31u FC 40.01uF图4-5脉宽调整电路仿真连接图下图为经单稳态触发器之后的仿真波形和实际波形：图4-6 经单稳态触发器的仿真波形 图4-7 经单稳态触发器的实际波形 （3） 驱动控制测向电路 此电路是用达林顿三极管驱动的，电流被达灵顿放大带动直流电机运转。