基于單片機的轉速測量儀設計(存儲版)

　　

【正文】 基于單片機的轉速檢測系統設計 第 31 頁 共 36 頁 附錄 A 系統總電路圖 基于單片機的轉速檢測系統設計 第 32 頁 共 36 頁 附錄 B 系統總 程序清單 include define uchar unsigned char define uint unsigned int uint mm=0。i0。 bei=jj%1000/100。 //顯示百位 P0=table[bei]。 //顯示個位 P0=table[ge]。 //設置定時時間 TL0=(6553550000)%256。n=0。 //大于 3000轉報警，數碼管不顯示 delay(10)。 } delay(1)。 //啟動計數器 } void timer1() interrupt 3 //顯示 0000 說明出錯 { TR0=0。 } 基于單片機的轉速檢測系統設計 第 36 頁 共 36 頁 附錄 C 元器件清單 名 稱 型 號 數 量 備 注 單片機 AT89C51 1 4 位顯示數碼管 共陽極 1 光電傳感器 SZGB3 1 晶振 1 電阻（ 6K） 1 電阻（ 10K） 15 電阻（ 250） 2 電阻（ 300K） 1 電阻（ ） 2 電阻（ 1K） 4 電阻（ ） 1 電容（ 30p） 2 電容（ 30np） 1 電容（ 103） 7 電容（ 1nf） 1 非門 7406 1 開關 4 蜂鳴器 1 電阻（ 200） 2 。 TR0=1。 //計數器清零 TL1=0。n=0。 P0=0xff。 //開啟計數器中斷 TMOD=0X51。 P2=0。 P2=0。 jj=mm。 //共陽極七段碼表 delay(uint m) //延時函數 { uint i， j。從而從各個方面得到提高與完善了自己，使自己的各個方面提高到一個新的臺階，同時為以后的工作打下基礎。一種成就感在心頭油然而生。 程序流程圖 1 主程序流程圖 如 圖 所示 開始 初始化定時器計時器 刷新數碼管 延時 2ms 基于單片機的轉速檢測系統設計 第 26 頁 共 36 頁 圖 主程序流程圖 2 顯示子程序流程圖 顯示子程序如圖 圖 顯示子程序流程圖 3 定時計數子程序流程圖 定時計數子程序流程圖如圖 所示 開始 顯示緩存初始化 LED 顯示初始化 數碼顯示 基于單片機的轉速檢測系統設計 第 27 頁 共 36 頁 圖 定時計數子程序流程圖 結 論 采用單片機技術來實現轉速的測量，可以提高轉速的測量，可以提高轉速測量的精確度，并且加快了采樣的速率，具有較好的實時性。 M M0 為工作方式選擇位 ，用于對 T0 的四種工作方式， T1 的三種工作方式進行選擇，選擇情況如表 51 所示 ： M1M0=00 為方式 0； M1M0=01 為方式 1； 表 51 M M0 為工作方式選擇位 MO M1 工作方式 方式說明 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 2 3 13 位定時 /計數器 16 位定時 /計數器 8 位自動重置定時 /計數器 兩個 8 位定時 /計數器（只有 T0 有） （ 2）中斷允許控制 MCS51 單片機中沒有專門的開中斷和關中斷指令，對各個中斷源的允許和屏蔽是由內部的中斷允許寄存 器 IE 的各位來控制的。 主程序初始化 （ 1） 定時器的初始化 AT89C51 有兩個定時器 /計數器 T0 和 T1，每個定時器 /計數器均可設置成為 16 位，也可以設置成為 13 位進行定時或計數。靜態驅動的優點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用 I/O 端口多，如驅動 5 個數碼管靜態顯示則需要 58＝ 40 根 I/O 端口來驅動，要知道一個89S51 單片機可用的 I/O 端口才 32 個呢：），實際應用時必須增加譯碼驅動器進行驅動，增加了硬件電路的復雜性。每段上加上合適的電壓，該段就點亮。 值得指出的是，記住一些特殊功能寄存器復位后的主要狀態，對于了解單片機的初態，減少應用程序中的初始化部分是十分必要的。但單片機本身是不能自動進行復位的，必須配合相應的外部電路才能實現。清“ 0” PD，使振蕩器工作產生時鐘，單片機便正常運行。在閑置模式下， CPU停止工作。 振 蕩器特性： XTAL1和 XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。 9./PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 P2口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 ： P1 口是一個內部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL門電流。 兩個 16位定時器 /計數器 基于單片機的轉速檢測系統設計 第 13 頁 共 36 頁 圖 AT89C51 引腳圖 主要特性： 基于單片機的轉速檢測系統設計 第 12 頁 共 36 頁 選用的傳感器型號為 SZGB3（單向） SZGB3 型 傳感器 特點 介紹如下 ： 1)供單向計數器使用，測量轉速和線速度 . 2)采用密封結構性能穩定 . 3)光源用紅外發光管，功耗小，壽命長 . 介紹 單片機我們采用 AT89C51(其引腳圖如圖 )，相較于 INTEL 公司的 8051 它本身帶有一定的優點 。 5V 的電平的脈沖信號，在脈沖計數時，常用的是 +5V 的脈沖信號。其中第一級放大倍數為 30，第二級放 大倍數為 0～ 。這種測量方法具有傳感器結構簡單、可靠、測量精度高的特點。 即 : n=N/ (mT) (1) ◆ n ——— 轉速、單位 :轉 / 分鐘 。當有物體擋在紅外光電發光二極管和高靈敏度的光電晶體管之間時，傳感器將會輸出一個低電平，而當沒有物體擋在中間時則輸出為高電平，從而形成一個脈沖。它首先把被測量的變化轉換成光信號的變化，然后借助光電元件進一步將光信號轉換成電信號。本 文中 給出兩種轉速測量方案 ， 經過 查資料、構思和自己的設計，總體電路我們有兩套設計方案，部分重要模塊也考慮了其它設計方法，經過分析，從實現難度、熟悉程度、器件用量等方面綜合考慮，我 才最終選擇了一 個方案。但隨著精度和頻率的提高 ， 采樣周期將大大延長 ， 并且判 斷 1m 也要延長采樣周期 ， 不適合實時測量。 1 誤差。 轉速測量方法 轉速是指作圓周運動的物體在單位時間內所轉過的圈數 ， 其大小及變化往往意味著機器設備運轉的正常 與否 ， 因此 ， 轉速測量一直是工業領域的一個重要問題。單片機雖然問世不久，然而體積小、價廉、功能強的特點決定了其高增長的銷售額，其性能也不 斷的提高，適用范圍也越來越廣。 本設計課題的目的和意義 在工程實踐中 ， 經常會遇到各種需要測量轉速的場合 ， 例如在發動機、電動機、卷揚機、機床主軸等旋轉設備 的試驗、運轉和控制中 ， 常需要分時或連續測量和顯示其轉速及瞬時轉速。在測量范圍和測量精度方面都有極大的提高。隨著大規模及超大規模集成電路技術的發展，數字系統 測量得到普遍應用，特別是單片機對脈沖數字信號的強大處理能力，使得全數字量系統越來越普及，其轉速測量系統也可以用全數字化處理。并且，幾乎不需做很大改變就能直接作為單獨的產品使用。測量電機轉速的方法有很多，常用的測量方法有機械轉速測量、光電轉速測量、頻閃轉速測量和磁性傳感器測量（包括磁敏、磁電和霍爾）。 基于單片機的轉速檢測系統設計 第 3 頁 共 36 頁 第二 章 系統工作原理及方案 通過對該題目的設計， 使學生初步掌握電 子產品的 設計方法和步驟，使學生進一步掌握 單片機 的工作原理，接口技術，軟件編制方法及熟練地使用 單片機 的開發裝置 ，為畢業后從事 電 子產品的 設計 、維護、維修打下一定的基礎。 電子式定時計數法測量頻率時 ， 其測量準確度主要由兩項誤差來決定 :一項是時基誤差 ； 另一項是量化177。它適用于高、低頻信號 (高、低轉速信號 ) 的測量。 基于單片機的轉速檢測系統設計 第 5 頁 共 36 頁 第三章 系統 方案 的選擇 轉速測量的方案選擇 ， 一般要考慮傳感器的結構、安裝以及測速 范圍與環境條件等方面的適用性 ； 再就是二次儀表的要求 ， 除了顯示以外還有控制、通訊和遠傳方面的要求。 方案二： 光電傳感器 方案 光電傳感器是采用光 電元件作為檢測元件的傳感器。在這個轉盤的邊沿處挖出若干基于單片機的轉速檢測系統設計 第 7 頁 共 36 頁 個圓形過孔，把傳感器的檢測部分放在圓孔的圓心位置。即通過速度傳感器 ， 將轉速信號變為電脈沖 ， 利用微機在單位時間內對脈沖進行計數 ，再經過軟件計算獲得轉速數據。