【文章內容簡介】 轉速傳感器來進行轉速的檢測。 光電斷續(xù)器的工作原理光電斷續(xù)器分為遮斷型和反射型兩種。遮斷型光電斷續(xù)器又稱為槽式光電開關，通常是標準的U字型結構。其發(fā)射器和接收器做在體積很小的同一塑料殼體中，分別位于U型槽的兩邊形成一光軸，并兩者能可靠的對準，安裝和使用非常的方便。當被檢測物體經(jīng)過U型槽切斷光線時，光電開關就產(chǎn)生開關量信號。槽式光電開關非?？煽?，較適合高速檢測。光電斷續(xù)器是使用發(fā)光二極管直接用直流電驅動，也可用40kHz尖脈沖電流驅動，~，驅動電流一般控制在20mA以內。光電傳感器如圖23所示。 圖23 光電傳感器原理圖 光電斷續(xù)器的特點MGK系列光電斷續(xù)器是現(xiàn)代微電子技術發(fā)展的產(chǎn)物，比HGK系列紅外光電斷續(xù)器的性能優(yōu)越。與以往的光電傳感器相比具有自己顯著的特點： （1）具有自診斷工作區(qū)穩(wěn)定指示的功能，可隨時檢測工作狀態(tài)是否可靠； （2）遮斷型和反射型光電斷續(xù)器都具有防止互相干擾性能，非常對稱的，安裝和使用方便； （3）對ES外同步（外診斷）控制端的設置可以在運行前檢測光電斷續(xù)器是否正常的工作。并且可以隨時接受計算機和可編程控制器的中斷或檢測指令，自診斷與外診斷的互相配合可使光電斷續(xù)器變得智能化； （4）反應速度很快，每分鐘檢測操作可達30萬次，能檢測出高速運動的微小物體； （5）光電斷續(xù)器采用獨特集成電路和精密的SMT表面安裝工藝，具有很強的可靠性； （6）體積?。ㄗ钚H203112mm）、重量輕，安裝調試簡單，并具有短路保護功能。 顯示芯片LCD1602 LCD1602主要特性1602LCD是指顯示的內容為16*2,即可以顯示兩行，每行16個字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。1602LCD也叫做1602字符型液晶，用它來顯示字母、符號、數(shù)字等的一種點陣型液晶模塊。它由若干個5*7或者5*11等點陣的字符位組成，每個點陣字符位用作顯示一個字符，每位之間的間隔為一個點距，每行之間也有一定的間隔，使字符和行之間有一定的間距，因為有間距所以它不能很好地顯示圖形。內部的復位電路可以提供各種控制命令,如：光標閃動、屏幕清除、移位顯示、字符閃動等功能。 LCD1602引腳定義LCD1602通常有16個引腳，也有少部分有14個引腳，當選用14個引腳的LCD時，該LCD沒有背光，很少使用。1602型LCD的16個引腳接口功能定義如下表所示：表26 LCD1602引腳接口功能定義表引腳編號符 號狀 態(tài)引腳說明1Vss電源地2Vcc+5V邏輯電源3V0液晶驅動電源（用于調節(jié)對比度）4RS輸入寄存器選擇（=1：數(shù)據(jù)寄存器；=0：指令寄存器）5R/W輸入讀、寫信號線（=1：讀操作；=0：寫操作）6E輸入使能端7～14D0～D7三態(tài)數(shù)據(jù)總線15BLA背光源正極16BLK背光源負極3 系統(tǒng)硬件構成 設計原理 數(shù)字測速儀硬件設計部分采用AT89C52單片機作為核心控制器件，結合外部的OPTC光電斷續(xù)器和LCD顯示等硬件輔助電路，組成數(shù)字測速儀的硬件系統(tǒng)。通過光斷續(xù)器采集到脈沖信號，經(jīng)過單片機處理之后顯示在LCD上。數(shù)字測速儀由電源電路、AT89C5光電斷續(xù)器、顯示電路和復位電路組成。硬件的總體設計結構框圖如圖31所示。圖31 硬件設計總體框架圖 外圍電路 電源電路本設計采用+5V穩(wěn)壓電源，其電路如圖32所示。圖32 電源電路原理圖穩(wěn)壓電源電路利用晶體管作為調整元件和負載串聯(lián)，調整元件可看做可變電阻，從輸出電壓中提取全部或部分電壓調節(jié)調整器所呈現(xiàn)的電阻來維持輸出電壓基本不變。它的輸出電壓可以連續(xù)調節(jié)，輸出電流也可達到很大，穩(wěn)壓精度高。穩(wěn)壓電源電路主要由變壓器、三端集成穩(wěn)壓器780整流電路、濾波電路組成。變壓器是利用電磁感應原理進行變換交流電壓、阻抗和電流的器件；三端穩(wěn)壓器可靠性高、精度高、電路實現(xiàn)簡單且價格低廉，可以實現(xiàn)可靠的直流穩(wěn)壓電源；整流電路采用全橋式整流橋，它利用四個二極管兩兩并聯(lián)后接入輸出電壓；電容濾波電路在輸出端并聯(lián)一個電容器。 晶振電路單片機各功能部件的運行都是以時鐘控制信號為基準，有條不紊地工作。因此，時鐘頻率直接影響單片機的速度，時鐘電路的質量也直接影響單片機系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本設計中此采用內部時鐘方式，如圖33所示，以石英晶體振蕩器和兩個片電容組成外部振蕩電路。單片機片內的高倍增益反相放大器經(jīng)過XTALXTAL2外接，用作反饋元件的片外晶體振蕩器和電容組成的并聯(lián)回路諧振組成一個自激振蕩器，給內部的時鐘電路提供振蕩時鐘。振蕩器的振蕩頻率由晶振的振蕩頻率決定，—12MHz。工程應用時通常采用6MHz或12MHz。圖中X1為12MHz，電容CC4為33pF，它們一起構成此單片機的自激振蕩器。 復位電路單片機的RST引腳為復位（Reset）端。當單片機振蕩器工作時，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個機器周期的低電平，就可以實現(xiàn)系統(tǒng)復位，使單片機回到初始狀態(tài)。如圖34所示，本設計采用手動復位，用一個電容與一個10K電阻串聯(lián)組成，電阻接Vcc，電容接地，Reset腳接在它們中間，RC選擇10uF，按鍵與200R電阻串聯(lián)，在電容兩端并聯(lián)，就成了按鍵復位電路，未上電時，RST端為高電平，只要按下這個按鍵，RST端轉換為低電平，經(jīng)過兩個機器周期后，單片機就能復位。 圖33 晶振電路 圖34 復位電路 信號處理電路由于電機每次轉動的時候，光線每次經(jīng)過轉子上的反光片都反射到光傳感器使光傳感器產(chǎn)生一個電信號，但是因為光電信號較弱，而且產(chǎn)生的脈沖波形不整，所以會影響單片機對信號的處理。 圖35 信號處理電路如圖35，Q1為光感三極管，當無光源照射時，Q1工作在截止區(qū)（Q1截止），Q2工作在飽和區(qū)（Q2導通），555定時器TR引腳為低電平；當有光源照射時，Q1工作在飽和區(qū)（Q1導通），Q2工作在截止區(qū)（Q2截止），555定時器的TR引腳為5V電平。兩個三極管導通和截止過程產(chǎn)生的信號通過555定時器構成的單穩(wěn)態(tài)整形電路，整形為標準的方波脈沖并由Q端輸出。該電路特點是只要輸入電壓達到三極管的工作電壓，通過三極管的導通和截止，保證了向555定時器輸入的波形在0~5V之間跳變，免去了對三極管放大電壓的計算。 顯示部分1602字符型LCD與單片機的連接主要由兩種：直接訪問方式連接和間接控制方式連接。直接訪問方式連接由于構成三總線的結構，所以在軟件控制上比較簡單，用通過訪問外部地址的方式就能訪問LCD，但是，在使用這種連接方式時需要注意單片機的控制總線時序和地址總線時序必須要與LCD所需要的時序相匹配否則無法訪問。間接控制方式連接是利用HD44780所具的4位數(shù)據(jù)總線功能簡化電路接口的一種連接方式。但是由于LCD本身為速度較慢的器件，每一次數(shù)據(jù)傳輸大概需要幾十微秒至幾毫秒的時間，如采用間接控制方式訪問，每傳輸一個字節(jié)的數(shù)據(jù)需要訪問2次LCD，這將占用大量的時間，使CPU變得繁忙，甚至影響CPU處理其他數(shù)據(jù)的傳輸速度。在實際中常采用如圖38所示電路。采用這種連接方式不能構成三總線的結構，所以不能通過地址形式直接訪問，而是需要通過LCD的方式進行數(shù)據(jù)的傳輸，同時由于數(shù)據(jù)總線使用了8條，所以在數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間上與直接訪問的時間相同，速度較間接控制方式提高了一倍，縮短了CPU對LCD的訪問時間。又因為單片機的輸出電流較低，所以需外接上拉電阻。圖38 LCD電路4 系統(tǒng)軟件設計 編程語言的選用本設計中采用的處理器是AT89C52單片機，由此可以用面向MCS52的程序機器語言，它包括C語言和匯編語言，C語言和匯編語言各有特點。匯編語言更加接近機器語言，一般用來編輯與系統(tǒng)硬件有關的程序，如訪問I/O端口、進行中斷處理的程序、進行操作程序、選擇讀寫程序等；關于數(shù)學運算程序一般用C