【正文】 復(fù)位電路，如果這些復(fù)位電平與單片機的要求 一致，則可以與相連。上電瞬間RST 端電位與 VCC 相同，隨著電容充電電流的減小， RST 端的電位逐漸下降。 單片機的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實現(xiàn)的。因而，復(fù)位是一個很重要的操作方式。但 RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。 芯片擦除： 整個 PEROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持 ALE管腳處于低電平 10ms 來完成。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC指令是 ALE 才起作用。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口 。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P1： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL門電流。 P0： P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 圖 是常用的一種單片機，型號為 AT89C51，它將計算機的功能都集成到這個芯片內(nèi)部去了，就這么一個小小的芯片就能構(gòu)成一臺小型的電腦，因此叫做單片機。 標(biāo)準(zhǔn)包裝： 50/管 類別：電位器 系列： 3296 密封式 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 16 電阻（歐姆）范圍： 10 歐姆 —2 兆歐姆 功率（瓦特）： ， 1/2W 公差：177。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 15 圖 電位器 3296 1. 按電阻材料分類 線繞電位器：它的電阻體是用電阻絲繞在涂有絕緣材料的金屬或非金屬板上制成的。電位器基本上就是滑動變阻器，有幾種樣式，一般用在音箱音量開關(guān)和激光頭功率大小調(diào)節(jié)電位器是一種可調(diào)的電子元件。電位器的電阻體有兩個固定端，通過手動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸或滑柄，改變動觸點在電阻體上的位置，則改變了動觸點 與任一個固定端之間的電阻值，從而改變了電壓與電流的大小。第三部分是供電。由 1 1 1 14 腳構(gòu)成兩個數(shù)據(jù)通道。 圖 電平轉(zhuǎn)換器 MAX232CPE 管腳 引腳介紹： 第一部分是電荷泵電路。 TXD 接 SX52 的 RA2 腳，RXD 接 RA3 腳， RSRXD 和 RSTXD 是 RS232 電平，為標(biāo)準(zhǔn)串口電平。第二字母，表示封裝， P 為 PDIP 封裝，有 16 管腳。 互聯(lián)的話一定要做電平轉(zhuǎn)換的 。 在 TxD 和 RxD 上：邏輯 1(MARK)=3V～ 15V 邏輯 0(SPACE)=+3～＋ 15V； 在 RTS、 CTS、 DSR、 DTR 和 DCD 等控制線上：信號有效（接通， ON 狀態(tài)，正電壓）＝ +3V～ +15V 信號無效（斷開， OFF 狀態(tài)，負電壓 )=3V～15V TTL 輸出 高電平 ，輸出低電平 。它是利用被測物對光束的遮擋，由 同步回路選擇通電路，從而檢測物體的有無。以透射式為例，如圖 所示，當(dāng)不透光的物體擋住發(fā)射與接 收之間的間隙時，開關(guān)管關(guān)斷，否則打開。 R 的計算公式為： R=(Ucc – U1 – U2) / I1 （ ） 計算得： Rmin=425Ω； Rmin=465Ω。測速齒盤上有 30個齒槽，當(dāng)測速齒槽旋轉(zhuǎn)一周，光敏元件就能感受與開孔數(shù)相等次數(shù) 的光次數(shù)。 轉(zhuǎn)速信號采集 在設(shè)計中采用光電傳感器采集信號，這種傳感器是把旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速變?yōu)橄鄳?yīng)頻率的脈沖，然后用測量電路測出頻率，由頻率值就可知道所側(cè)轉(zhuǎn)素值。 綜上所述，方案二使用光電傳感器來作為本設(shè)計的最佳選擇方案。光電頭采用低功耗高亮度 LED ,光源為高可靠性可見紅光 ,無論黑夜還是白天 ,或是背景光強有大范圍改變都不影響接收效果。 圖 霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu)原理圖 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 圖 方案 霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的接線圖 缺點：采用霍爾傳感器在信號采樣的時候，會出現(xiàn)采樣不精確，因為它是靠磁性感應(yīng)才采集脈沖的，使用時間長了會出現(xiàn)磁性變小，影響脈沖的采樣精度。在粘磁鋼時要注意，霍爾傳感器對磁場方向敏感，粘之前可以先手動接近一下傳感器，如果沒有信號輸出，可以換一個方向再試。下面就看一下我們對兩套設(shè)計方案的簡要說明。 單片機：對處理過的信號進行轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)速的實際值， 送入 LED LED 顯示：用來對所測量到的轉(zhuǎn)速進行顯示。凡此種種因素限制了常規(guī)智能轉(zhuǎn)速測量方法的使用范圍。 如果 m=60, 那么 1 秒鐘內(nèi)脈沖個數(shù) N 就是轉(zhuǎn)速 n, 即 : n=N/ (mT) =N/60 1/60=N 通常 m為 60。即： n=N/ (mT) n ——— 轉(zhuǎn)速、單位 :轉(zhuǎn) / 分鐘 。 轉(zhuǎn)速測量原理 一般的轉(zhuǎn)速長期測量系統(tǒng)是預(yù)先在軸上安裝一個有 60 齒的測速齒盤 ,用變磁阻式或電渦流式傳感器獲得一轉(zhuǎn) 60 倍轉(zhuǎn)速脈沖 ,再用測頻的辦法實現(xiàn)轉(zhuǎn)速測量。對于多周期測頻法 ,測量相對誤差為： Er3 =測量誤差值 /實際測量值 100%=1/m2 100 % 從上式可知 ,被測脈沖信號周期數(shù) m1 越大 , m2 就越大 ,則測量精度就越高。 1 誤差一個或兩個數(shù)量級時 ,這時測量準(zhǔn)確度主要由量化177。 電子式定時計數(shù)法測量頻率時 ,其測量準(zhǔn)確度主要由兩項誤差來決定 :一項是時基誤差 。本文介紹的采用單片機和光電傳感器組成的高精度轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng) ,其轉(zhuǎn)速測量方法采用的就是電子式定時計數(shù)法。輸出電平與 TTL 電平兼容，在電機轉(zhuǎn)軸上裝一個圓盤，圓盤上裝若干對小磁鋼，小磁鋼越多，分辨率越高，霍爾開關(guān)固定在小磁鋼附近，當(dāng)電機轉(zhuǎn)動時，每當(dāng)一個小磁鋼轉(zhuǎn)過霍爾開關(guān)，霍爾 開關(guān)便輸出一個脈沖，計算出單位時間的脈沖數(shù)，即可確定旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速。光電碼盤安裝在 轉(zhuǎn)子端軸上，隨著電機的轉(zhuǎn)動，光電碼盤也跟著一起轉(zhuǎn)動，如果有一個固定光源照射在碼盤上，則可以利用光敏元件來接收光，接收到光的次數(shù)就是碼盤的編碼數(shù)。進一步鍛煉我們在信號采集，處理，顯示發(fā)面的實際工作能力。為了能精確地測量轉(zhuǎn)速外 ,還要保證測量的實時性 ,要求能測得瞬時轉(zhuǎn)速方法。 本設(shè)計課題的目的和意義 測速裝置在控制系統(tǒng)中占有非常重要的低位，對測速裝置的要求是分辨能力強、高精度和盡可能短的檢測時間。 目前國內(nèi)外測量電機轉(zhuǎn)速的方法很多，按照不同的理論方法，先后產(chǎn)生過模擬測速法 (如離心式轉(zhuǎn)速表、用電機轉(zhuǎn)矩或者電機電樞電動勢計算所得 )、同步測速法 (如機械式或閃光式頻閃測速儀 )以及計數(shù)測速法。 直射式紅外光電傳感器 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 II Abstract With the development of electronic technology, especially with a largescale integrated circuits the emergence of miniature of the rapid development of puter technology, human life has undergone a fundamental change. If the microputer that modern science research is a qualitative leap, it is no exaggeration to say, SCM technology is the emergence of modern industry control field to bring a new technological revolution. At present, single chip with its small size, light weight, strong antiinterference ability, is not high to the environment request, high reliability, high performance price ratio, develop relatively easy, in the industrial control system, data acquisition system, intelligent instrumentation, office automation and other fields have a wide range of applications, and have leave home, from the washing machine, microwave oven to audio, car, can see everywhere of SCM. Therefore, SCM technology development and application level has bee a national symbol of the level of industrial development. This paper introduces a high precision measurement system of rotation rate method. The measurement system is of high accuracy, fast sampling speed, wide measuring range and precision of the measurement and the measured speed and other advantages, has broad application prospects. Keywords: measurement of rotation rate。本課題介紹了一種利用單片機技術(shù)實現(xiàn)高精度數(shù)字式轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的方法。沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 I 摘 要 隨著電子技術(shù)，特別是隨大規(guī)模集成電路的產(chǎn)生而出現(xiàn)的微型計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，人類生活發(fā)生了根本性的改變。因此，單 片機技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用水平已逐步成為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志之一。 單片機 。我們知道，欲提高測量精度，必須先測出準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)速，而原先在可控硅調(diào)速電路中采用的測速發(fā)電機方式已不能滿足要求，必須采用數(shù)字測速的方法。而采用光電傳感器的電機轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)測量準(zhǔn)確度高、采樣速 度快、測量范圍寬和測量精度與被測轉(zhuǎn)速無關(guān)等優(yōu)點，具有廣闊的應(yīng)用前景。在使用模技術(shù)制作測速表時，常用測速發(fā)電機的方法，即將測速發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸與待測軸相連，測速發(fā)電機的電壓高低反映了轉(zhuǎn)速 的高低。沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 全面了解單片機和信號放大的具體內(nèi)容。以下列舉我認(rèn)為本設(shè)計適合的方法： 光電碼盤測速法 這是通過測出轉(zhuǎn)速信號的頻率或周期來測量電機轉(zhuǎn)速的一種無接觸測速法?；魻栭_關(guān)元件內(nèi)含穩(wěn)壓電路、霍爾電勢發(fā)生器、放大器、施密特觸發(fā)器和輸出電路。計數(shù)測速法又可分為機械式定時計數(shù)法和電子式定時計數(shù)法。 （ 3）多周期測頻法：在被測信號 m1 個周期內(nèi) , 計數(shù)時鐘脈沖數(shù) m2 ,從而得到被測信號頻率 fx ,則 fx 可以表示為 fx =m1 fc/m2, m1 由測量準(zhǔn)確度確定。當(dāng)時基誤差小于量化177。對于測周期法 ,測量相對誤差為： Er2 =測量誤差值 /實際測量值 100 % =1/m0 100 % 對于給定的時鐘脈沖 fc , 當(dāng)被測信號頻率越低時 ,m0 越大 , Er2 就越小 ,所以測周期法適用于低頻信號 (低轉(zhuǎn)速信號 ) 的測量。 根據(jù)以上的討論 ,考慮到實際應(yīng)用中需要測量的轉(zhuǎn)速范圍很寬 ,上述的轉(zhuǎn)速測量方法難以滿足要求 ,因此 ,研究高精度的轉(zhuǎn)速測量方法 ,以同時適用于高、低轉(zhuǎn)速信號的測量 ,不僅具有重要的理論意義 ,也是實際生產(chǎn)中的需要。即通過速度傳感器 ,將轉(zhuǎn)速信號變?yōu)殡娒}沖 ,利用微機在單位時間內(nèi)對沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 脈沖進行計數(shù) ,再經(jīng)過軟件計算獲得轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。 m ——— 每旋轉(zhuǎn)一周所產(chǎn)生的脈沖個數(shù) (通常指測速碼盤的齒數(shù) ) 。通過增加測速碼盤的齒數(shù)可以提高精度 ,但是碼盤 齒數(shù)的增加會受到加工工藝的限制 ,同時會使轉(zhuǎn)速測量脈沖的頻率增高 ,頻率的提升又會受到傳感器中光電器或磁敏器或磁電器件最高工作頻率的限制。 放大、整形電路：對傳感器送過來的信號進行放大和整形，在送入單片機進行數(shù)據(jù)的處理轉(zhuǎn)換。本說明書中給出兩種轉(zhuǎn)速測量方案，經(jīng)過我和伙伴查資料、構(gòu)思和自己的設(shè)計，總體電路我們有兩套設(shè)計方案，部分重要模塊也考慮了其它設(shè)計方法，經(jīng)過分析，從實現(xiàn)難度、熟悉程度、器件用量等方面綜合考慮，我們才最終選擇了一個方案。如果在圓周上黏上很多粒磁鋼，可以實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)一周，獲得多個脈沖輸出。 傳