课程设计基于51单片机对电动机的测速.doc

目 录 摘要…………………………………………………………………………………2 一 、设计题目与要求 ……………………………………………………………3 1 、选择实现转速测量的方法……………………………………………………3 （1）根据测量方法分类………………………………………………………3 （2）根据工作原理分类………………………………………………………4 （3）几种具体的测量方法……………………………………………………5 （4）光电开关具体的类型……………………………………………………5 2 、测量系统的构成………………………………………………………………6 （1）信号拾取…………………………………………………………………6 （2）整形倍频…………………………………………………………………7 （3）单片机模块………………………………………………………………8 三 、硬件电路设计 ………………………………………………………………9 1 .原理分析 ………………………………………………………………………9 （1）显示部分…………………………………………………………………9 （2）复位电路…………………………………………………………………10 （3）信号………………………………………………………………………10 （4）单片机时钟………………………………………………………………11 四 、系统程序设置与调试 ………………………………………………………12 1、单片机控制部分硬件调试 ……………………………………………………12 2、数码管LED电路调试……………………………………………………………12 3、发送部分硬件电路调试 ………………………………………………………12 （1）秒信号的产生……………………………………………………………14 （2）数码管的显示……………………………………………………………14 4、系统流程 ………………………………………………………………………16 五 、程序调试 ……………………………………………………………………16 1 .基于Keil的程序调试…………………………………………………………16 实验总结……………………………………………………………………………21 原理图………………………………………………………………………………22 附录…………………………………………………………………………………23 摘要 直流电机转速作为直流电机的一项重要技术指标，在各个应用场合都有重要的研究价值，是其他大部分技术参数的计算来源，因此，准确测量直流电动机的转速具有重要的研究意义和理论价值。 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。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。 模拟检测：即利用测速电机作为发电机，通过检测反电势E的大小和极性可得到转速N和电机转向，采用这种方法直接可以得到转速N和输出电压的特性曲线，直观，但也有很多不足，比如在高速和低速情况下实际输出偏离理想特性。 数字检测技术：即通过分析数字信号产生的一系列脉冲间接获取电机转速。如光电旋转编码器是将检测圆盘划分为等距的三个同心圆，最外环和次外环分别用等距的黑白条纹分开，且最外环和次外环的缝隙位置相位差为90度，用于判断电机的转速，最内环只有一个黑条纹，用作定位脉冲或者是复位脉冲，利用光电编码器输出的脉冲可以计算转速，具体的又可分为M法，T法和M\T法。 一 、设计题目与要求 电动机转速测量 1. 实现对电动机转速的测量。 2. 实时显示直流电动机转速的实际测量值。 设计任务：利用光电接近传感器和单片机技术设计、制作一个显示电动机转速的速度测定系统。测量范围约为750～3000r/s，尽可能地提高测量误差，用4位LED数码管显示速度。 二 、方案选定 1 、选择实现转速测量的方法 （1）根据测量方法分类 测速方法 数字测速方法目前有比较常用的三种：M法、T法和M/T法。 测周期法“T法” 在给定的角位移距离内,通过测量