【正文】 感器的定子上有 2 個(gè)互相垂直的繞組 A 和 B, 在繞組的中心線上粘有霍爾片HA 和 HB ,轉(zhuǎn)子為永久磁鋼 ,霍爾元件 HA 和 HB 的激勵(lì)電機(jī)分別與繞組 A 和 B 相連 ,它們的霍爾電極串聯(lián)后作為傳感器的輸出。轉(zhuǎn)速信號(hào)由光電傳感器拾取 ,使用時(shí)應(yīng)先在轉(zhuǎn)子上做好光電標(biāo)記 ,具體辦法可以是 :將轉(zhuǎn)子表面擦干凈后用黑漆 (或黑色膠布 ) 全部涂黑 ,再將一塊反光材料貼在其上作為光電標(biāo)記 ,然后將光電傳感器 (光電頭 ) 固定在正對光電標(biāo)記的某一適當(dāng)距離處。 圖 轉(zhuǎn)速 測量系統(tǒng)的組成框圖 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 優(yōu)點(diǎn)：這種方案使用光電轉(zhuǎn)速傳感器具有采樣精確，采樣速度快，范圍廣的特點(diǎn)。對測量轉(zhuǎn)速系統(tǒng)的硬件和編程進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)出一種以單片機(jī)為主的轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)，保證了測量精度。從光源發(fā)出的光通過測速齒盤上的齒槽照射到光電元件上，使光電元件感光。所選用的紅外二極管 IR3401，在正向工作電流為 20mA時(shí) ,其導(dǎo)通電壓為 —,所選用的發(fā)光二極管的正向壓降一般為 —,電流為 10—20Ma。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 圖 轉(zhuǎn)速傳感器電路圖 光電傳感器是應(yīng)用非常廣泛的一種器件，有各種各樣的形式，如透射式、反射式等，基本的原理就是當(dāng)發(fā)射管光照射到接收管時(shí)，接收管導(dǎo)通，反之關(guān)斷。 圖 光電傳感器的原理圖 圖 遮光葉片 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 直射式紅外光電傳感器 H92B4 是由原裝進(jìn)口高發(fā)射功率的砷化鎵（砷鋁鎵）紅外發(fā)射管和高靈敏度的光敏晶體管組成。標(biāo)準(zhǔn) RS232 的電平 EIARS232C 對電器特性、邏輯電平和各種信號(hào)線功能都作了規(guī)定。最小輸入高電平和低電平：輸入高電平 =，輸入低電平 =，噪聲容限是 。 C 為商用級。 MAX232CPE 完成 232 電平與TTL 電平轉(zhuǎn)換，提供一個(gè)本地借口，為調(diào)試和維護(hù)提供方便。 MAX232CPE 管腳如圖 所示。第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。 TTL/CMOS 數(shù)據(jù)從 T1IN、 T2IN 輸入轉(zhuǎn)換成 RS232 數(shù)據(jù)從 T1OUT、 T2OUT 送到電腦 DB9 插頭； DB9 插頭的 RS232 數(shù)據(jù)從 R1IN、 R2IN 輸入轉(zhuǎn)換成 TTL/CMOS 數(shù)據(jù)后從 R1OUT、 R2OUT 輸出。 電位器的作用是調(diào)節(jié)電壓，包含直流電壓與信號(hào)電壓，以及電流的大小。它大多是用作分壓器，這時(shí)電位器是一個(gè)四段元件。下面是 3296 電位器的相關(guān)分類。 5. 按驅(qū)動(dòng)方式不同分類：手動(dòng)調(diào)節(jié)電位器，電動(dòng)調(diào)節(jié)電位器 6. 其他分類方式：普通電位器，磁敏電位器，光敏電位器 ，電子電位器，步 進(jìn)電位器。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。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 17 AT89C51 單片機(jī)的功能： 主要特性： ◆ 與 MCS—51 兼容 ◆ 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 ◆ 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) ◆ 數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10 年 ◆ 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz ◆ 三級程序存儲(chǔ)器鎖定 ◆ 128*8 位內(nèi)部 RAM ◆ 32 可編程 I/O 線 ◆ 兩個(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 管腳說明 （圖 ） ： 圖 AT89C51 管腳分布 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 18 VCC：供電電壓 ， GND：接地 。在 FLASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FLASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高 。 P2： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè)TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 ―1‖時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。在給出地址 ―1‖時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。 PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。注 意加密方式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 振蕩器特性： XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求，但 必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。在閑置模式下， CPU 停止工作。單片機(jī)啟運(yùn)運(yùn)行時(shí)，都需要先復(fù)位，其作用是使 CPU 和系統(tǒng)中其他部件處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時(shí)才撤銷復(fù)位信號(hào)，以防電源開關(guān)或電源 插頭分 合過程中引起的抖動(dòng)而影響復(fù)位。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 圖 上電復(fù)位電路 圖 按鍵電平復(fù)位電路 圖 按鍵脈沖復(fù)位電路 上電復(fù)位如圖 所示，它是在 VCC 與 VSS 管腳之間接入 RC 電路。在這段時(shí)間內(nèi)， RST 端的電平應(yīng)維持高于施密特觸發(fā)器的下閥值。系統(tǒng)有多個(gè)復(fù)位端時(shí)，能保證可靠地同步復(fù)位。 RST 復(fù)位輸入 ， 當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí) ，當(dāng) 8051 通電，時(shí)鐘電路開始工作，在 RESET 引腳上出現(xiàn) 24 個(gè)始終周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。 說明：表 中符號(hào) *為隨機(jī)狀態(tài) ： 表 寄存器復(fù)位后狀態(tài)表 特殊功能寄存器 初始態(tài) 特殊功能寄存器 初始態(tài) ACC 00H B 00H PSW 00H SP 07H DPH 00H TH0 00H DPL 00H TL0 00H IP ***0000B TH1 00H IE 0xx0000B TL1 00H TMOD 00H TCON 00H SCON ********B SBUF 00H P0P3 1111111B PCON 0*******B PSW＝ 00H，表明選寄存器 0 組為工作寄存器組； SP＝ 07H，表明堆棧指針指向片內(nèi) RAM 07H 字節(jié)單元，根據(jù)堆棧操作的先加后壓法則，第一個(gè)被壓入的內(nèi)容寫入到 08H單元中； PoP3＝ FFH，表明已向各端口線寫入 1，此時(shí)，各端口既可用于輸入又可用于輸出 。 晶振電路 晶振 （圖 ） 是晶體振蕩器的簡稱，在電氣上它可以等效成一個(gè)電容和一個(gè)電阻并 聯(lián)再串聯(lián)一個(gè)電容的二端網(wǎng)絡(luò)，電工學(xué)上這個(gè)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)諧振點(diǎn)，以頻率的高低分其中較低的頻率是串聯(lián)諧振，較高的頻率是并聯(lián)諧振。 石英晶體，有天然的也有人造的，是一種重要的壓電晶體材料。 只要在晶體振子板極上施加交變電壓，就會(huì)使晶片產(chǎn)生機(jī)械變形振動(dòng)，此現(xiàn)象即所謂逆壓電效應(yīng)。這兩個(gè)引腳跨接石英晶體振蕩器（簡稱晶振）和微調(diào)電容，就構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。晶體振蕩電路如圖 圖 ： 圖 晶振電路仿真圖 圖 晶振電路電路圖 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 25 最小系統(tǒng)的仿真 最小系統(tǒng)的仿真圖 圖 最小系統(tǒng)的仿真 附最小系統(tǒng)仿真程序如下： include sbit LED=P1^0。i) for(j=255。 // LED 滅 // Delay ()。每段上加上合適的電壓，該段就點(diǎn)亮。 內(nèi)部結(jié)構(gòu) ： 圖 共陽型 LCD 共陰型 （圖 ） 就是七個(gè)發(fā)光管的負(fù)極都連在一起 ，作為一條引線。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用 I/O 端口多，如驅(qū)動(dòng) 5 個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要 58＝ 40 根 I/O 端口來驅(qū)動(dòng)， 一個(gè) 89S51 單片機(jī)可用的 I/O 端口才 32個(gè) ， 實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須 增加譯碼驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬件電路的復(fù)雜性。 表 為 LED 段碼表。 Delay(1)。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 29 Delay(1)。 Delay(1)。 Delay(1)。首 先要分析系統(tǒng)對軟件的要求，然后進(jìn)行軟件的總體的設(shè)計(jì)，包括程序的總體設(shè)計(jì)和對程序的模塊化設(shè)計(jì)。從程序流程圖、編寫程序、編譯，到最后的調(diào)試，是很復(fù)雜的。 定時(shí)功能是通過計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)來實(shí)現(xiàn)的，每個(gè)機(jī)器周期產(chǎn)生 1 個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，即每個(gè)機(jī)器周期計(jì)數(shù)器加 1，因此定時(shí)時(shí)間等于計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)乘以機(jī)器周期。 工作方式寄存器 TMOD 的設(shè)定： GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 TMOD 各位的含義如下： GATE： 門控位，用于控制定時(shí) /計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)是否受外部中斷請求信號(hào)的影響。中斷允許寄存器 IE 的字節(jié)地址為 A8H，可以進(jìn)行位尋址 表 52 中斷位尋址表 IE D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 （ A8H） EA ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0 EA：中斷允許總控位。 EX1：外部中斷 INT1 的中斷允許位。本文介紹的轉(zhuǎn)速方法使用于高、低轉(zhuǎn)速的測量，測量精確度與轉(zhuǎn)速無關(guān)，因而具有較寬的應(yīng)用范圍和廣闊的應(yīng)用的前景。 首先 ,我要感謝的是我的導(dǎo)師趙延?xùn)|老師。 再次，我要感謝的是我的同學(xué)劉傳銀，廖全龍，趙紅旭和舍友們在我畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，他們給了我不少的關(guān)心和幫助。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 36 參考文獻(xiàn) [1] 陳伯時(shí) .電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) .機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [2] 馬全權(quán)，李慶輝，強(qiáng)盛 .一種高精度實(shí)時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速測 量新方法 齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào) .2020 [3] 孫桂榮，班 瑩，劉 鳴 .電機(jī)轉(zhuǎn)速測量設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) . 實(shí)驗(yàn)室科學(xué)， 2020 [4] 王雪文 .張志勇 .傳感器原理及應(yīng)用 .北京航空航天大學(xué)出版社 .2020 [5] 王秀杰，張疇先 .模擬集成電路應(yīng)用 .西北工業(yè)大學(xué)出版社， 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