基于8086的電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)-wenkub
2022-11-02 13:34:31 本頁(yè)面
【正文】 用 。這種顯示方法雖然節(jié)省成本，但顯示要 CPU 干預(yù)，占用較多CPU 時(shí)間，用于實(shí)時(shí)自動(dòng)控制不合適。靜態(tài)顯示是主機(jī)輸出顯示結(jié)果后，不用軟件來維持顯示，而是由鎖存器將顯示數(shù)據(jù)保持住，一直驅(qū)動(dòng)顯示模塊。 ⑷ 輸入方式選擇 ： 本系統(tǒng)采用按鍵輸入。具體測(cè)量方法分為模擬式和數(shù)字式兩種，模擬式采用測(cè)速發(fā)電機(jī)為檢測(cè)元件，得到的信號(hào)是電壓量，而數(shù)字式通常采用光電 編碼器、園光柵、霍爾元件等為檢測(cè)元件，得到的信號(hào)是脈沖信號(hào)。 這種 方案雖然能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的基本功能，但是卻不能保證系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性、擴(kuò)展接口等各方面的要求，故考慮采用 16位 8086微處理器。 8086 存儲(chǔ)系統(tǒng) （ 512K SRAM 512K EEPROM） 鍵盤控制 顯示電路 計(jì)數(shù)器 后續(xù)電路 電機(jī) 越限報(bào)警 定時(shí)器 測(cè)速部分 霍爾傳感器 2． 2 系統(tǒng)的基本要求 要求 測(cè)量 實(shí)時(shí)性 ，調(diào)電保護(hù)功能 ， 數(shù)字式 測(cè)速 。 8086用 定時(shí)器 控制計(jì)數(shù)時(shí)間，即可實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值對(duì)應(yīng)機(jī)軸的轉(zhuǎn)速值。本 設(shè)計(jì) 就是利用 8086微型處理器 以及轉(zhuǎn)速傳感器研制具有高測(cè)量精度的數(shù)字式轉(zhuǎn)速測(cè)控系統(tǒng) ，設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括四 個(gè)方面： 一是 測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速； 二是 顯示當(dāng)前轉(zhuǎn)速 ； 三是 越限報(bào)警； 四是鍵盤 調(diào)整轉(zhuǎn)速警戒 值 。 1． 3 發(fā)展方向 市場(chǎng)需求在不斷地復(fù)雜化，目前的 通用轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置經(jīng)常難以滿足某些特種電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量的特殊要求。數(shù)字測(cè)速是發(fā)展十分迅速的一種測(cè)速方法，其測(cè)試結(jié)果直接以數(shù)字顯示。 1． 2 電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量的發(fā)展現(xiàn)狀 隨著微型計(jì)算機(jī)的廣泛使用， 現(xiàn)在 轉(zhuǎn)速測(cè)量普遍采用了以微 控制器和微 處理器為核心的數(shù)字法，智能化微電腦式代替了一般機(jī)械式或模擬量結(jié)構(gòu)。電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量是電機(jī)測(cè)試中的一個(gè)重要測(cè)試項(xiàng)目 ， 測(cè)量轉(zhuǎn)速的方法很多，傳統(tǒng)的測(cè)速方法一般用機(jī)械離心式轉(zhuǎn)速表，機(jī)械鐘表式轉(zhuǎn)速表，用測(cè)速發(fā)電機(jī)以及用日光燈頻閃法測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速等，在工業(yè)應(yīng)用中，還有通過測(cè)量同步電機(jī)定子電壓頻率的方法來測(cè)量同步電機(jī)轉(zhuǎn)速。但這些方法無論是在使用方便程度還是在反應(yīng)時(shí)間以及測(cè)量精 度等各個(gè)方面都滿足不了電機(jī)研究和應(yīng)用的要求。 同時(shí)伴隨 現(xiàn)代傳感技術(shù)的 不斷 發(fā)展，轉(zhuǎn)速測(cè)量中一般通過各種傳感器將速度變換為電量，然后再用模擬或數(shù)字方式顯示出來。數(shù)字測(cè)速按其原理可分為兩大類 :一類是在給定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間內(nèi)測(cè)得旋轉(zhuǎn)的角度來表示速度 ， 稱為測(cè)頻法測(cè)速 。例如大型沖擊發(fā)電機(jī)，由于工作狀況的特殊性，所以對(duì)轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置要求也很特殊，要求具有測(cè)量瞬時(shí)轉(zhuǎn)速、測(cè)量平均轉(zhuǎn)速、測(cè)量轉(zhuǎn)角、非常寬的測(cè)量范圍、有多個(gè)轉(zhuǎn)速控制伐值、測(cè)量結(jié)果自動(dòng)存貯、打印輸出測(cè)量結(jié)果、能夠輸出速 度一時(shí)間曲線及能夠與上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊等諸多功能。 二． 系統(tǒng)原理 2． 1 系統(tǒng)基本原理 使用 8086 測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速的基 本原理如圖 2－ 1 所示： 圖 2－ 1 基于 8086 測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速的基本原理圖 該系統(tǒng)的工作過程如下： 測(cè)量轉(zhuǎn)速的霍爾傳感器和機(jī)軸同軸連接，機(jī)軸每轉(zhuǎn)一周，產(chǎn)生一定量的脈沖個(gè)數(shù)，由霍爾器件電路部分輸出。 CPU 將該值數(shù)據(jù)處理后，在 LED 數(shù)碼管上顯示出來。 2． 3 設(shè)計(jì)依據(jù)與 方案 利用微處理器實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量有多種方案可供選擇。 ⑵ 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案 ： 本系統(tǒng) 要求有調(diào)電保護(hù)功能，因而在存儲(chǔ)系統(tǒng)中要設(shè)置一種存儲(chǔ)器來保存數(shù)據(jù)，本設(shè)計(jì)利用 EEPROM 實(shí)現(xiàn) ； 同時(shí) 由于 EEPROM 的擦寫次數(shù)的限制，檢測(cè)的數(shù)據(jù)量不能實(shí)時(shí)寫入其中只能存儲(chǔ)在 SRAM 中，當(dāng)?shù)揭欢ǖ臅r(shí)間或檢測(cè)到掉電后再把數(shù)據(jù)寫入 EEPROM 中 。本設(shè)計(jì)是數(shù)字式轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x，所以使用數(shù)字式的傳感器，并且選用其中的霍爾器件。系統(tǒng)中共用到 4 個(gè)按鍵 ，分別用于系統(tǒng)復(fù)位，功能切換， 設(shè)置警戒值時(shí)的加 減 1 操作。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是無需 CPU 維持顯示，減輕了 CPU 的負(fù)擔(dān)，顯示可靠且亮度較高。本系統(tǒng)顯示采用靜態(tài)顯示，因?yàn)檫@樣不僅顯示穩(wěn)定而且軟件編程比較簡(jiǎn)單。其引腳信號(hào)示意圖如圖 3－ 1 所示： 圖 3－ 1 8086 引腳信號(hào)示意圖 ① 數(shù)據(jù)總線 D0～ D15： 16 位，雙向傳輸，可分別使用其低 8 位或高 8 位，該總線與地址總線 A0～ A15 共用 CPU 引腳形成復(fù)用總線 AD0～ AD15，地址、數(shù)據(jù)分時(shí)傳送。在總線周期的 T1 狀態(tài)（地址周期） AD15～ AD0 上出現(xiàn)的是低 16 位的地址信號(hào) A15～ A0；在 T3 狀態(tài)（數(shù)據(jù)周期） AD15～ AD0 上出現(xiàn)的是數(shù)據(jù)信號(hào) D15～ D0。 S4 和 S3 用來指出當(dāng)前使用的段寄存器。鎖存器由 ALE 信號(hào)來控制，即 ALE 作為鎖存器的輸入控制信號(hào)，控制地址的寫入。 將 8086的 20 位地址和 BHE信號(hào)分為 3 組，和 3 片 8282 的 DI7～ DI0 連接， CPU 的地址鎖存使能 ALE 與 8286 的 STB 端相連。在 Intel 系列芯片中，數(shù)據(jù)收發(fā)器為 8 位的 8286 。 3． 2 存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 根據(jù)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性和斷電保護(hù)功能的要求，本設(shè)計(jì)選用 SRAM 和 EEPROM 存儲(chǔ)器。 此元件是 OC（集電極開路）門，因此在輸出端與電源之間要接一個(gè) 千歐的電阻，為了提高其帶負(fù)載能力，接一個(gè)三級(jí)管放大電路。即定時(shí)器 8253（ I）確定 1s 時(shí)間，在 1s 內(nèi)，計(jì)數(shù)器 8253（ II）允許計(jì)數(shù)，并將值保存在計(jì)數(shù)器 8253（ II）的寄存器內(nèi)，當(dāng) 1s 結(jié)束時(shí)，計(jì)數(shù)器 8253（ II）的門控關(guān)閉，停止對(duì)脈沖的計(jì)數(shù)， 同時(shí) 向 8259 申請(qǐng)中斷， CPU 讀取計(jì)數(shù)器 8253（ II）中的計(jì)數(shù)值計(jì)算轉(zhuǎn)速 即可 。 WR：低電平有效，由 CPU 發(fā)出，用于對(duì) 8253 寄存器進(jìn)行寫操作。 OUT0－ OUT2：三個(gè)計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)。 ? RD、 WR（讀、寫信號(hào)）：輸
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