【正文】 化長(zhǎng)度的計(jì)數(shù)值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)布料長(zhǎng)度的計(jì)數(shù) ,布料長(zhǎng)度為T(mén)VS ?? 。 方案二、電機(jī)轉(zhuǎn)速變化，轉(zhuǎn)動(dòng)圓周長(zhǎng)度恒定的計(jì)數(shù) 。 工作原理：電機(jī)速度發(fā)生變化，這就不能作為周期信號(hào)輸出。但是電機(jī)所帶動(dòng)的導(dǎo)軌 2滾筒的周長(zhǎng) L不變，將滾筒每轉(zhuǎn)動(dòng)一周作為一個(gè)脈沖信號(hào)輸出，運(yùn)用 AT89C51單片機(jī)的計(jì)數(shù)器功能，將計(jì)數(shù)基數(shù)設(shè)定為滾筒的周長(zhǎng) L，假設(shè)輸出了 N個(gè)脈沖信號(hào)，則計(jì)數(shù)長(zhǎng)度為 NLS ?? ， S為布料長(zhǎng)度的計(jì)數(shù)值。 方案三、變速電機(jī)的實(shí)時(shí)計(jì)數(shù) 。 工作原理：電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)不斷發(fā)生變化。但是在 變化過(guò)程中，每一個(gè)轉(zhuǎn)速都會(huì)有一段持續(xù)時(shí)間。運(yùn)用單片機(jī)定時(shí)器和計(jì)數(shù)器功能，采用分段式累加計(jì)數(shù)可實(shí)現(xiàn)該實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)。首先使用電機(jī)測(cè)速器測(cè)出電機(jī)的初始轉(zhuǎn)速，將該轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為一個(gè)電信號(hào)輸入單片機(jī) ,單片機(jī)對(duì)該信號(hào)進(jìn)行計(jì)時(shí)、運(yùn)算，依時(shí)輸出在初始轉(zhuǎn)速時(shí)的布料長(zhǎng)度 L1。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化為另一個(gè)轉(zhuǎn)速時(shí)，測(cè)速器輸出另一個(gè)電信號(hào)，中斷前級(jí)控制，重新計(jì)時(shí)、運(yùn)算，依時(shí)輸出前級(jí)布料總長(zhǎng)與該轉(zhuǎn)速時(shí)布料長(zhǎng)度 L2直流電動(dòng)機(jī) 信號(hào)采集裝置 基于單片機(jī)AT89C51 的計(jì)數(shù)器 直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 張力感應(yīng)裝置 布料長(zhǎng)度計(jì)數(shù)裝置的開(kāi)發(fā) 4 的累加值。依此可實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的實(shí)時(shí)急速，布料長(zhǎng)度為 S=L1+L2+……。 就以上三種方案來(lái)看： 第一種方案要求電機(jī)為勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，不能應(yīng)用在 本課題設(shè)計(jì)中； 第二種方案要求導(dǎo)軌 2滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)圓周長(zhǎng)度恒定，在本設(shè)計(jì)中可以實(shí)現(xiàn)且電路構(gòu)成簡(jiǎn)單，軟件設(shè)計(jì)已讀且對(duì)計(jì)數(shù)器參數(shù)易于調(diào)節(jié)，計(jì)數(shù)精確度高，所以本設(shè)計(jì)采用第二種方案； 第三種方案要求在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，這就使得計(jì)數(shù)器電路復(fù)雜化，在計(jì)數(shù)過(guò)程還要對(duì)測(cè)速器輸出的轉(zhuǎn)速電信號(hào)進(jìn)行計(jì)時(shí)和處理，同時(shí)也使得計(jì)數(shù)器參數(shù)不易更改，計(jì)數(shù)系統(tǒng)也復(fù)雜化。該方案不適宜運(yùn)用在對(duì)布料的簡(jiǎn)單計(jì)數(shù)中，所以不采用。 信號(hào)采集裝置設(shè)計(jì)方案及工作原理 方案一、 圖 裝置結(jié)構(gòu)示意圖 圖 觸發(fā)電路 工作 原理：當(dāng)單片機(jī)未開(kāi)始計(jì)數(shù)時(shí)，輸入端處于高電平；當(dāng)進(jìn)行計(jì)數(shù)工作時(shí)，輸入端輸入低電平信號(hào)。采用觸發(fā)電路，在導(dǎo)軌 2上安裝觸發(fā)按鈕，當(dāng)導(dǎo)軌轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)，觸碰該按鈕使輸入端接地，輸入低電平信號(hào)，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一次。 方案二、 圖 裝置結(jié)構(gòu)示 觸發(fā)電路 單片機(jī) AT89C51 控制計(jì)數(shù) LED 顯示器 PIN 二極管 單片機(jī) AT89C51 控制計(jì)數(shù) 小信號(hào) 放大電路 LED 顯示器 光源 觸發(fā)電路 復(fù)位電路 2022 屆電子信息工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 5 圖 5 小信號(hào)放大電路 工作原理： PIN二極管也稱為 PIN型光電二極管、 PIN結(jié)二極管，在兩種半導(dǎo)體之間的 PN 結(jié)，或者半導(dǎo)體與金屬之間的結(jié)的鄰近區(qū)域，在 P區(qū)與 N區(qū)之間生成 I型層，吸收光輻射而產(chǎn)生光電流。該光電流很小，僅有幾十微安，需用放 大電路將該電信號(hào)放大，使單片機(jī) AT89C51進(jìn)行計(jì)數(shù)。 方案三、 圖 裝置結(jié)構(gòu)示意圖 R 2 +u iU R E FR 1 R V D zu oAR F 圖 7 簡(jiǎn)單的電壓比較器電路 工作原理：利用紅外接收發(fā)射管的特性（即紅外接收頭在有紅外光電阻原理分壓可取基準(zhǔn)電壓，然后通過(guò)電壓比較器可輸出高、低電平。當(dāng)無(wú)紅外光照射的時(shí)候，紅外接收頭串聯(lián)電阻分得的電壓很小，可使電壓比較器 LM324輸出為高電平；當(dāng)有紅外光照射的時(shí)候，紅外接收管串聯(lián)的電阻分得的電壓很大，可使電壓比較器 LM324輸出為低電平。然后通過(guò)單片機(jī)處理，可使輸出精準(zhǔn)的 計(jì)數(shù)值。其中，紅外接收管產(chǎn)生的電壓變化較小，所以使用電壓比較器輸出使 AT89C51單片機(jī)計(jì)數(shù)的低電平信號(hào)。 電壓比較器 單片 AT89C51 控制計(jì)數(shù) 紅外接收管 紅外發(fā)射管 電源供電電路 7805 LED 顯示器 LM324 布料長(zhǎng)度計(jì)數(shù)裝置的開(kāi)發(fā) 6 通過(guò)以上三個(gè)方案的對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)： 方案一是一個(gè)簡(jiǎn)單的觸發(fā)計(jì)數(shù)裝置，該裝置設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，計(jì)數(shù)功能完善。但是在實(shí)際應(yīng)用中，由于反復(fù)的觸碰觸發(fā)按鈕使其嚴(yán)重磨損，導(dǎo)致觸發(fā)不確定，使計(jì)數(shù)出現(xiàn)錯(cuò)誤。若頻繁更換該按鈕會(huì)增加該計(jì)數(shù)裝置的投入成本。所以不采用。 方案二是一個(gè)簡(jiǎn)單的光電式自動(dòng)計(jì)數(shù)器，價(jià)格低廉、計(jì)數(shù)精確。但在工廠環(huán)境下工作有兩方面的影響：一是在該環(huán)境下易受外界光源影響；二是該方案中放大電路構(gòu)成復(fù)雜。所以，這個(gè) 方案不能選用。 方案三是也是一個(gè)光電式自動(dòng)計(jì)數(shù)裝置，在這個(gè)方案中電路結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，各電路組成元件價(jià)格便宜，且在工廠環(huán)境下不易受到外界光源影響，能進(jìn)行精確度較高的自動(dòng)計(jì)數(shù)。所以，在本課題中選用該方案。 直流電機(jī)調(diào)速設(shè)計(jì)方案及工作原理 在對(duì)直流電機(jī)調(diào)速的過(guò)程中，由于僅是卷布電機(jī)的轉(zhuǎn)速減慢，所以只需將卷布電機(jī)加速或傳送電機(jī)減速進(jìn)行調(diào)節(jié)。根據(jù)直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式： ?? CeIR aUCeIR aUn /)(/ ???? ）（ 其中： n電機(jī)的轉(zhuǎn)速 U電源電壓 I電樞電流 Ra電樞回路電阻 Ce 電機(jī)的電勢(shì)常數(shù) ? 電機(jī)的磁通 可知直流電機(jī)的調(diào)速可以有四種方式： 改變電樞電壓 IRa。改變勵(lì)磁電壓 U(即改變勵(lì)磁磁通 ? )。改變勵(lì)磁回路電阻 Rf。改變電樞回路總電阻 Rd。這里選用 方案一、 在全磁場(chǎng)狀態(tài)下，調(diào)電樞電壓 。 工作原理：電樞電壓控制法是在保證勵(lì)磁電壓不變，及無(wú)外部條件干擾的前提下，在電樞外加電壓回路中串入滑動(dòng)變阻器，由 ?e/)a( CIRUn ?? ，所以假設(shè) ? 不變，減小了 IRa的值 ,n也就隨之增大了。 方案二、 在電樞全電壓狀態(tài)下，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電壓。 工作原理：該調(diào)節(jié) 方式多應(yīng)用于在全磁場(chǎng)狀態(tài)下，調(diào)節(jié)電樞電壓，使電樞全電壓之后的弱磁升速。 方案三、 改變電樞回路電阻 工作原理： 3 系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)的選型 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位單片機(jī)。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL的 AT89C51 是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 ： 與 MCS51 兼容 、 4K 字節(jié)可編程 FLASH 存儲(chǔ)器 、 壽命為 1000 寫(xiě) /擦循環(huán) 、 數(shù)據(jù)保留時(shí)間為 10年 、 （全靜態(tài)工作： 0Hz24MHz） 、 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 、 128 8位內(nèi)部 RAM、 32 可編程 I/O線、兩2022 屆電子信息工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 7 個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 、 5個(gè)中斷源 、 可編程串行通道 、 低功耗的閑置和掉電模式 、 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。 圖 1 AT89C51單片機(jī)芯片 I/O口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖： 圖 2