单片机的码盘转速测量论文.doc

目 录 第一章 绪论 1 1.1国内外转速测量技术简介 1 第二章 原理说明及方案选择 2 2.1 转速测量理论的简要介绍 2 2.2 方案选择 3 2.3 方案原理 3 2.4 转速测量参数及电路参数分析 4 2.4.1MCS-51的定时器/计数器简介 4 2.4.2定时器模式选择位 5 第三章 硬件电路的设计 7 3.1 单片机的选择 7 3.1.1 80C51的介绍 10 3.2 旋转编码器的选择 13 3.2.1 PALD6615-256-C05E简介 13 3.2.2 PALD6615-256-C05E编码器的应用 14 第四章 显示部分 15 4.1 LED显示器 15 4.2 LCD显示器 15 4.2.1 LCD的分类及特点 15 4.2.1笔段式LCD液晶显示器的驱动 15 4.2.2 LCD显示模块LCDM（Liquid Crystal Display Module） 15 4.3 LCD显示器的驱动接口 17 结论 19 谢辞 20 参考文献 21 附录一 系统电路图 22 附录二 程序清单 23 第一章 绪论 1.1国内外转速测量技术简介[1] 测量角位移的数字编码器，它具有分辨能力强、测量精度高和工作可靠等优点，是测量轴转角位置的一种最常用的位移传感器。 光电轴角编码器通常按照光栅码盘团的编码方式进行分类。目前常用的类型为增量式光电轴角编码器和绝对光电轴角编码器。 光栅式光电编码器正向着高分辨力的方向发展。如日本尼康公司生产的2HR32400 轴角编码器, 每转可输出1296万个脉冲(0.1″),可谓日本的最高分辨力。我国在光电轴角编码器的开发方面上也已经取得了长足的进展,1985年航天部一院计量站研制的精密数显转台,分辨力0.01″;1995年中科院长春光机所和中国计量科学研究院联合研制出的角度基准,分辨力0.001″,精度P+V=0.05″(误差修正后);成都光电所研制的JC21精密测角仪的增量式光电轴角编码器分辨力达到了0.02″,测角精度R≤0.04″[2]。 随着科学技术的发展，形形色色的转速测量仪不断出现。它们的结构不同，性能各异。至今没有系统的分类方法，在这里只按测量原理和主要元件性质进行分类说明。按照测量原理主要分为测频法、测周法两种基本的方法，以此提高测量精度。由于电子计数器所特有的±1个数的误差的存在，应根据转速脉冲频率的大小恰当选择测量方法。所谓测频法就是测量转速脉冲频率的方法，它用基准时间信号发生电路的脉冲来控制计数门的开闭，在单位时间内对来自转速传感器的脉冲进行计数。所谓测周法就是测量转速脉冲周期的方法。它用传感器的脉冲来控制计数门的开闭，在转速脉冲周期内对基准时间信号发生电路的脉冲进行计数，然后按f=1/T公式换算成转速脉冲的频率。 目前按现有产品的主要构成元件分类，可分为晶体管式、集成电路式和单片机式。晶体管式所采用的元件主要是晶体管，有的晶体管式转速测量仪设有记忆电路，其数码管无闪烁现象，显示效果较好，而且测量速度较高。顾名思义集成电路式转速测量仪，所采用的元件是集成电路元件。由于集成电路具有重量轻、体积小、功耗小等优点，而且集成电路元件内设有显示电路，这使得转速测量仪实现小型化。单片机的出现使得这种仪表的设计变得更加灵活[3]。 第二章 原理说明及方案选择 2.1 转速测量理论的简要介绍;模拟式方法是测出由瞬时转速引起的某种物理量的变化;同步式是用利用已知的频率与旋转体的旋转同步来测量转速[4]。 一般的转速测试可用机械式转速表、发电机式转速表以及频闪式转速表，但在有些情况下，其测量精度，瞬时稳定度不能满足更高的要求，因此，在测量方法和传感器的选择上显得尤为重要。常用的传感器种类有光电传感器、电磁式传感器、电容式传感器等，而测量方法上有测量转速周期、转速频率等。 如表2-1所示 表2-1 各种测速方法比较[5] 形式 测量方法 适用范围 特点 备注 计数式 机械式 通过齿轮转动数字轮 中、低速 简单、价廉 光电式 来自被测旋转体上的光线使光电管产生电脉冲 中、高速 数字式 电磁式 利用磁电转换器将转速变换成电脉冲 中、高速 数字式 模拟式 机械式 利用离心力与转速成平方成正比的关系 中、低速 简单 发电机式 利用电机电流或交流电压与转速成正比关系 高速 可远距离指示 测速发电机 电容式 利用电容充、放电与转速成正比的关系 中、高速 同步式 机械式 转动带槽的圆盘，观察旋转体的同步关系 中速 闪光式 用已知频率闪光测出旋转体同步的频率 中、高速 2.2 方案选择 就转速测量原理而言，大体可分为二大类，一是用单位时间内测得物体的旋转角度来计算速度，例如在单位时间内，累计转速传