单片机转速测量仪.doc

北 华 航 天 工 业 学 院 《单片机技术综合设计》 课程设计报告 报告题目： 单片机转速测量仪设计 作者所在系部： 电子工程系 作者所在专业： 电子信息工程专业 作者所在班级： B08213 作 者 姓 名 ： 胡伟红 指导教师姓名： 胡辉 完 成 时 间 ： 2011-6-1 内 容 摘 要 转速是各类电机运行过程中的一个重要监测量，目前国内外常用的转速测量方法有离心式转速表测速法、闪光测速法、光电码盘测速法和霍尔元件测速法等。通过对现行电机测速方法的研究发现离心式转速表由于要直接与电机转轴连接，测速仪为电机的负载，电机功耗较大，甚至有些电机根本带不动转速表，所以电机的测速。 本文介绍了一种基于AT89S52单片机的光电开关转速测量系统的设计。系统采用射式光电开关产生与齿轮相对应的脉冲信号，使用AT89S52单片机采样脉冲信号并计算每分钟内脉冲信号的数目，即电机对应的转速值，最终系统通过数码管实时显示电机的转速值。经过仿真测试和软硬件系统的搭建，本系统满足设计要求，且结构简单、实用在降低测速器成本，提高测速稳定性及可靠性等方面有一定价值，具有广泛的前景。 关键词转速测量单片机光电开关 一、概述………………………………………………………………1 二、方案论证与比较…………………………………………………1 2.1、控制模块的论证与比较 ………………………………………………………1 2.2、信号处理模块的论证与比较 …………………………………………………1 2.3、显示模块的论证与比较 ………………………………………………………1 2.4、软件算法的论证与比较 ………………………………………………………2 三、系统分析与设计…………………………………………………2 3.1系统总体设计 …………………………………………………………………2 3.1.1系统总体思路…………………………………………………………………2 3.1.2系统结构框图…………………………………………………………………3 3.2单元电路的设计 …………………………………………………………………3 3.2.1控制模块电路设计……………………………………………………………3 3.2.2信号处理模块电路设计 ……………………………………………………4 3.2.3显示模块电路设计 …………………………………………………………4 3.2.4 按键电路设计 …………………………………………………………5 3.2.5电源电路设计 ………………………………………………………………6 3.3系统原理总图……………………………………………………………………6 四、系统软件的设计…………………………………………………7 五、理论计算…………………………………………………………8 六、系统程序…………………………………………………………9 七、心得体会…………………………………………………………15 八、参考文献…………………………………………………………15  一、概述 基于单片机的转速测量仪包括硬件设计和软件设计，硬件设计主要有控制器来处理接收来的信号再通过显示模块来显示转速；软件部分通过对接收的数据进行计数，经过一定的运算计算出转速。 二、方案论证与比较 本系统硬件部分主要由控制模块、信号处理模块、显示模块、按键和电源五部分组成，下面分别论证这几个模块的选择 方案二：STC12C60S2是51系列的高端高速单片机，资源丰富， 但价格相对较贵。 综合考虑选择第一种方案 2.2、信号处理模块的论证与比较 方案一 ：采用霍尔传感器 ，在非磁性材料制作的转子上粘上一磁钢 ，把霍尔开关型传感器的感应面对准磁钢的磁极，固定于支架上 。转子转动带动磁钢转动 ，磁钢经过传感器位置产生一脉冲 ，通过脉冲时间间隔计算出转速。 方案二：利用光电开关测速，通过测转速信号频率或周期测量电机转速的一种无接触测速法。遮光叶片安装在转子端轴上，随电机的转动，遮光叶片也 跟着一起转动，如果有一个固定光源照射在叶片上，则可利用光敏元件来接收到的光的次数进行计数。 综合考虑选择第二种方案 2.3、显示模块的论证与比较 方案一：用4个数码管静态显示，此方案利用软件控制比较容易，占 用 CPU时间少，但是硬件电路比较复杂 （每一个数码管都需要一个锁存器 ）成本高、耗能大。 方案二：用4位数码管采用动态扫描方式显示，硬件电路简单