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丹青不知老将至，贫贱于我如浮云。——杜甫
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：
丹青不知老将至，贫贱于我如浮云。——杜甫
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
2
丹青不知老将至，贫贱于我如浮云。——杜甫
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
fx=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=m1fcm2,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。当时基误差小于量化±1误差一个或两个数
量级时,这时测量准确度主要由量化±1误差来确定。对于测频率法,测量相对误
差为：
Er1=测量误差值实际测量值×100%=1N×100%(2)
由此可见,被测信号频率越高,N越大,Er1就越小,所以测频率法适用于高频信
号(高转速信号)的测量。对于测周期法,测量相对误差为：
Er2=测量误差值实际测量值×100%=1m0×100%(3)
对于给定
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