【正文】 中北大學(xué) 2020 屆 畢業(yè)設(shè)計說明書 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁 目錄 1 緒論 ..........................................................................................................................1 研究背景及意義 ...................................................................................................1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ...................................................................................................2 2 系統(tǒng)的工作原理及組成 ..........................................................................................4 超聲波電機(jī)的工作原理及特點 ...........................................................................4 工作原理 ..........................................................................................................4 工作特點及應(yīng)用 .............................................................................................4 系統(tǒng)原理及組成 ................................................................................................4 方案的提出 .....................................................................................................4 系統(tǒng)原理及組成 ................................................................................................5 系統(tǒng)方案設(shè)計 ....................................................................................................5 3 轉(zhuǎn)速測量的方法及傳感器選型 ..............................................................................6 轉(zhuǎn)速測量的方法 ...................................................................................................6 轉(zhuǎn)速測量的原理 ...................................................................................................6 傳感器選型 ...........................................................................................................7 霍爾傳感器 ........................................................................................................7 光電傳感器 ........................................................................................................7 4 硬件電路設(shè)計 ..........................................................................................................9 MSP430 的基本結(jié)構(gòu) ............................................................................................9 電源部分設(shè)計 ..................................................................................................12 傳感器部分 .........................................................................................................13 復(fù)位電路 .............................................................................................................15 晶振電路 .............................................................................................................16 顯示部分設(shè)計 .....................................................................................................17 5 超聲波電機(jī)轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的軟件 設(shè)計 ................................................................20 定時計數(shù)流程圖 .................................................................................................20 轉(zhuǎn)換程序 .............................................................................................................21 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 Ⅱ 頁 共 Ⅱ 頁 顯示程序 .............................................................................................................23 6 結(jié)論 ..........................................................................................................................27 附錄 ..............................................................................................................................28 參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................29 致謝 ..............................................................................................................................31 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 1 頁 共 31 頁 1 緒論 研究背景及意義 為適應(yīng)靈活性、快速性、簡便性控制的要求，多年來國內(nèi)外科技界和工業(yè)界就一直致力于研究各種新型微電機(jī)。其中，超聲波電機(jī)利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)，將材料的微觀變形通過共振放大和摩擦耦合轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子或滑塊的宏觀運動。它作為一種直接驅(qū)動電機(jī)從 20 世紀(jì) 80 年代以來備受各國科研工作者的青睞，已成為當(dāng)前機(jī)電控制領(lǐng)域的一個研究熱點。 超聲波電機(jī)是一種直接驅(qū)動的新型微電機(jī)，它同傳統(tǒng)電磁式電機(jī)不同，超聲波電機(jī)不依靠電磁相互作用，而 是利用壓電材料的逆壓電特性，激發(fā)電機(jī)定子的機(jī)械振動，通過定轉(zhuǎn)子之間的摩擦力，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能輸出，驅(qū)動轉(zhuǎn)子的定向運動 [1]。 與傳統(tǒng)電機(jī)相比 ， 超聲波電機(jī)具有低速大轉(zhuǎn)矩 ， 體積小、重量輕，反應(yīng)速度快、控制性能好，無電磁干擾，停止時具有保持力矩，形式靈活、設(shè)計自由度大等優(yōu)點，在非連續(xù)運動領(lǐng)域、精密控制領(lǐng)域要比傳統(tǒng)電磁電機(jī)性能優(yōu)越 [2]。因此在工業(yè)控制系統(tǒng)、汽車專用電器、精密儀器儀表、辦公自動化設(shè)備、智能機(jī)器人等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景 [3,4]，它 不僅在思想上突破了傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)原理 ， 而且又以其優(yōu)異的性能特點彌補了傳統(tǒng)電機(jī)的不足 ， 引起了人們強(qiáng)烈的興趣和厚望。 成為近年來國內(nèi)外在微型電機(jī)方面的研究熱點 。目前國外對超聲波電機(jī)的研究已經(jīng)達(dá)到了很高的水平，并實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化 [5]。 在工程實踐中 ， 經(jīng)常會遇到各種需要測量轉(zhuǎn)速的場合， 例如在發(fā)動機(jī)、電動機(jī)、卷揚機(jī)、機(jī)床主軸等旋轉(zhuǎn)設(shè)備的試驗、運轉(zhuǎn)和控制中，常需要分時或連續(xù)測量和顯示其轉(zhuǎn)速及瞬時轉(zhuǎn)速。要測速，首先要解決是采樣問題。在使用模技術(shù)制作測速表時，常用測速發(fā)電機(jī)的方法，即將測速發(fā)