【正文】 ................... 2 AT89C52 單片機 .................................................................................... 2 STC89C52 單片機的管腳說明 .............................................................. 4 光電傳感器 ....................................................................................................... 6 光電傳感器的介紹 ................................................................................ 6 光電傳感器的工作原理 ......................................................................... 7 .3 光電轉換及信號調理電路設計 ............................................................ 8 硬件電路的設計 ............................................................................................... 9 晶振電路部分 ...................................................................................... 10 復位電路部分 ...................................................................................... 11 轉速顯示電路部分 .............................................................................. 12 第 3 章 光電測轉速系統(tǒng)軟件的設計 ........................................................................ 15 程序流程圖 .................................................................................................. 15 單片機程序 .................................................................................................... 17 第 4 章 程序的調試與仿真 ........................................................................................ 18 程序的調試 .................................................................................................. 18 電路的仿真 .................................................................................................. 21 第 5 章 總結 ................................................................................................................ 23 致謝 .............................................................................................................................. 24 附錄一光電傳感器測轉速原理圖 .............................................................................. 25 附錄二單片機程序 ...................................................................................................... 26 附錄三系統(tǒng)實物圖 ...................................................................................................... 29 參考文獻 ...................................................................................................................... 30 南京鐵道職業(yè)技術學院 第 1 頁 共 30 頁 1 第 1 章 緒論 背景 在工程實踐中，經常會遇到各種需要測量轉速的場合，例如發(fā)動機、電動機、卷揚機、機床主軸等旋轉設備的實驗、運轉和控制中，常需要分時或連續(xù)測量和顯示其轉速及瞬時轉速。 系統(tǒng)通過光電傳感器對信號進行采集，再由信號調理電路進行調理，將處理的脈沖信號送入單片機，調試結果顯示于 四位共陰數碼顯像管 。 由于傳統(tǒng)的模擬式測量方式偏差較大，難以達到高精度的測量要求。所以本文采用單片機為 核心的數字式測量方法。 關鍵字： AT89C52（單片機）； 轉速； 光電傳感器； Abstract In engineering practice, we often meet with all need to measure the speed of the occasion, speed measurement method is divided into two kinds of analog and digital. The deviation of the traditional analog measurement of large, difficult to achieve high precision requirements. Digital measuring method using MCU as the core. This design with AT89C52 as control core, posed of a photoelectric sensor, a total of four vaginal constitute digital tube, the hardware system includes a pulse signal generation display module three module, pulse signal processing module and the speed of the. The design of the speed measurement system is divided into three parts, respectively, photoelectric sensor part, rectifier and filter part and the SCM and digital tube display part. System through the photoelectric sensor to collect signals, the signal conditioning circuits, will deal with the pulse signal into the microcontroller, the debugging result is displayed on a total of four vaginal digital display tube. Keywords: AT89C52 (SCM)。 目前國內外測量電機轉速的方法普遍 是利用交流或直流測速發(fā)電機 ,與被測旋轉體同軸安裝 ,測速發(fā)電機的輸出電壓經整流濾波 ,由電位器滑動點傳出信號 ,這種方法屬于接觸式直接轉速測量 ,存在著易受電磁干擾和體積大、安裝結構復雜等缺點 , 所以這種傳統(tǒng)測轉速方式逐漸被淘汰。 這也使其在檢測和控制領域得到了廣泛的應用。為工業(yè)進步做出貢獻 。由于伺服驅動系統(tǒng)不斷朝著數字化智能化方向發(fā)展，因此轉速的控制成為在工業(yè)測控系統(tǒng)實現的關鍵環(huán)節(jié)。 南京鐵道職業(yè)技術學院 第 2 頁 共 30 頁 2 第 2 章系統(tǒng)硬件電路的設 計 單片機 單片機的介紹 單片機是單片機系統(tǒng)的核心部分，是一種數字集成電路芯片，是指集成在一塊芯片上的微型計算機。 AT89C2051 是一種帶 2K 字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。 AT89C52 單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。掉電方式保存 RAM 中的內容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。 P0 能夠用于外部程序數據存儲器，它可以被定義為數據 /地址的低八位。在 FLASH編程和校驗時， P1 口作為低八位地址接收。 P2 口當用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數據存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。當 P3 口寫入 “1”后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。然而要注意的是：每當用作外部數據存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 /EA/VPP ：當 /EA 保 持 低 電 平 時 ， 則 在 此 期 間 外 部 程 序 存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內部程序存儲器。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。如采用外部時鐘源驅動器件， XTAL2南京鐵道職業(yè)技術學院 第 6 頁 共 30 頁 6 應不接。光電傳感器一般由光源、光學通路和光電元件三部分組成。模擬式光電傳感器按被測量 (檢測目標物體 )方法可分為透射 (吸收 )式、漫反射式、遮光式 (光束阻檔 )三大類。它具有體積小、功耗低、壽命長、響應快、機械強度高等優(yōu)點，并能和集成電路相匹配。 激光與普通光線相比具有能量高度集中，方向性好，頻率單純、相干性好等優(yōu)點，是很理想的光源。這些信號調理電路負責將光電傳感器輸出的微弱的光電信號進行放大、整形，轉換成所單片機定時計數所需要的脈沖信號。 原理如圖 23 圖 23 光電傳感器原理圖 發(fā)送器對準目標發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來源于半導體光源，發(fā)光二極管(LED)、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。在其后面是檢測電路，它能濾出有效信號和應用該信號。它可以在與光軸 0 到 25 的范圍改變發(fā)射角，使光束幾乎 是從一根發(fā)射線，經過反射后，還是從這根反射線返回。 圖 24光電轉換部分與單片機的連接框圖 LM324 是四運放集成電路，它采用 14 腳雙列直插塑料封裝，外形如圖所示。Vi+（ +）為同相輸入端，表示運放輸出端 Vo 的信號與該輸入端的相位相同。電路采用兩級放大電路對脈沖信號進行放大，防止信號脈沖太小以至對實驗結果不產生影響。 圖 27 電路模擬仿真示意圖及其模擬仿真結果 硬件電路的設計 系統(tǒng)由信號預處理電路、單片機 AT89C5系統(tǒng)化 LED 顯示模塊、串口數據存儲電路和系統(tǒng)軟件組成。 圖 28 系統(tǒng)結構框圖 晶振電路部分 晶體振蕩器，簡稱晶振。 晶振有一個重要的參數，那就是負載電容值，選擇與負載電容值相等的并聯(lián)電容，就可以得到晶振標稱的諧振頻率。 LED是屬于電流控制器件，使用時必須加限流電阻。 1 位顯示器由八個發(fā)光二極管組成，其中七個發(fā)光二極管 a~g 控制七個筆畫（段）的亮或暗，另一個控制一個小數點的亮和暗，這種筆畫式的 七段顯示器能顯示的字符較少，字符的開頭有些失真，但控制簡單，使用方便。 南京鐵道職業(yè)技術學院 第 13 頁 共 30 頁 13 11A21Y32A42Y53A63Y7G N D84Y94A105Y115A126Y136A14V C C7047 圖 213 7407管腳的結構 顯示方式 ： 為了節(jié)省 I/O口線，我們采用的動態(tài)顯示方式。若顯示器的位數不大于 8 位，則控制顯示器公共極電位只需 8 位口（稱為掃描口），控制各位顯示器所顯示的字形也需一個 8 位口（稱為段數據口）。