【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 轉(zhuǎn)速傳感器來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)速的檢測(cè)。 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(guān)，通常是標(biāo)準(zhǔn)的U字型結(jié)構(gòu)。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(duì)準(zhǔn)，安裝和使用非常的方便。當(dāng)被檢測(cè)物體經(jīng)過U型槽切斷光線時(shí)，光電開關(guān)就產(chǎn)生開關(guān)量信號(hào)。槽式光電開關(guān)非?？煽浚^適合高速檢測(cè)。光電斷續(xù)器是使用發(fā)光二極管直接用直流電驅(qū)動(dòng)，也可用40kHz尖脈沖電流驅(qū)動(dòng)，~，驅(qū)動(dòng)電流一般控制在20mA以內(nèi)。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(diǎn)MGK系列光電斷續(xù)器是現(xiàn)代微電子技術(shù)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(diǎn)： （1）具有自診斷工作區(qū)穩(wěn)定指示的功能，可隨時(shí)檢測(cè)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(duì)稱的，安裝和使用方便； （3）對(duì)ES外同步（外診斷）控制端的設(shè)置可以在運(yùn)行前檢測(cè)光電斷續(xù)器是否正常的工作。并且可以隨時(shí)接受計(jì)算機(jī)和可編程控制器的中斷或檢測(cè)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(yīng)速度很快，每分鐘檢測(cè)操作可達(dá)30萬(wàn)次，能檢測(cè)出高速運(yùn)動(dòng)的微小物體； （5）光電斷續(xù)器采用獨(dú)特集成電路和精密的SMT表面安裝工藝，具有很強(qiáng)的可靠性； （6）體積?。ㄗ钚H203112mm）、重量輕，安裝調(diào)試簡(jiǎn)單，并具有短路保護(hù)功能。 顯示芯片LCD1602 LCD1602主要特性1602LCD是指顯示的內(nèi)容為16*2,即可以顯示兩行，每行16個(gè)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(lái)顯示字母、符號(hào)、數(shù)字等的一種點(diǎn)陣型液晶模塊。它由若干個(gè)5*7或者5*11等點(diǎn)陣的字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位用作顯示一個(gè)字符，每位之間的間隔為一個(gè)點(diǎn)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?yàn)橛虚g距所以它不能很好地顯示圖形。內(nèi)部的復(fù)位電路可以提供各種控制命令,如：光標(biāo)閃動(dòng)、屏幕清除、移位顯示、字符閃動(dòng)等功能。 LCD1602引腳定義LCD1602通常有16個(gè)引腳，也有少部分有14個(gè)引腳，當(dāng)選用14個(gè)引腳的LCD時(shí)，該LCD沒有背光，很少使用。1602型LCD的16個(gè)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(hào)符 號(hào)狀 態(tài)引腳說(shuō)明1Vss電源地2Vcc+5V邏輯電源3V0液晶驅(qū)動(dòng)電源（用于調(diào)節(jié)對(duì)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(hào)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(fù)極3 系統(tǒng)硬件構(gòu)成 設(shè)計(jì)原理 數(shù)字測(cè)速儀硬件設(shè)計(jì)部分采用AT89C52單片機(jī)作為核心控制器件，結(jié)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(cè)速儀的硬件系統(tǒng)。通過光斷續(xù)器采集到脈沖信號(hào)，經(jīng)過單片機(jī)處理之后顯示在LCD上。數(shù)字測(cè)速儀由電源電路、AT89C5光電斷續(xù)器、顯示電路和復(fù)位電路組成。硬件的總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖如圖31所示。圖31 硬件設(shè)計(jì)總體框架圖 外圍電路 電源電路本設(shè)計(jì)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(diào)整元件和負(fù)載串聯(lián)，調(diào)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(diào)節(jié)調(diào)整器所呈現(xiàn)的電阻來(lái)維持輸出電壓基本不變。它的輸出電壓可以連續(xù)調(diào)節(jié)，輸出電流也可達(dá)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(yīng)原理進(jìn)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(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單且價(jià)格低廉，可以實(shí)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(gè)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(gè)電容器。 晶振電路單片機(jī)各功能部件的運(yùn)行都是以時(shí)鐘控制信號(hào)為基準(zhǔn)，有條不紊地工作。因此，時(shí)鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本設(shè)計(jì)中此采用內(nèi)部時(shí)鐘方式，如圖33所示，以石英晶體振蕩器和兩個(gè)片電容組成外部振蕩電路。單片機(jī)片內(nèi)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(gè)自激振蕩器，給內(nèi)部的時(shí)鐘電路提供振蕩時(shí)鐘。振蕩器的振蕩頻率由晶振的振蕩頻率決定，—12MHz。工程應(yīng)用時(shí)通常采用6MHz或12MHz。圖中X1為12MHz，電容CC4為33pF，它們一起構(gòu)成此單片機(jī)的自激振蕩器。 復(fù)位電路單片機(jī)的RST引腳為復(fù)位（Reset）端。當(dāng)單片機(jī)振蕩器工作時(shí)，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期的低電平，就可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)復(fù)位，使單片機(jī)回到初始狀態(tài)。如圖34所示，本設(shè)計(jì)采用手動(dòng)復(fù)位，用一個(gè)電容與一個(gè)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(fù)位電路，未上電時(shí)，RST端為高電平，只要按下這個(gè)按鍵，RST端轉(zhuǎn)換為低電平，經(jīng)過兩個(gè)機(jī)器周期后，單片機(jī)就能復(fù)位。 圖33 晶振電路 圖34 復(fù)位電路 信號(hào)處理電路由于電機(jī)每次轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，光線每次經(jīng)過轉(zhuǎn)子上的反光片都反射到光傳感器使光傳感器產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)，但是因?yàn)楣怆娦盘?hào)較弱，而且產(chǎn)生的脈沖波形不整，所以會(huì)影響單片機(jī)對(duì)信號(hào)的處理。 圖35 信號(hào)處理電路如圖35，Q1為光感三極管，當(dāng)無(wú)光源照射時(shí)，Q1工作在截止區(qū)（Q1截止），Q2工作在飽和區(qū)（Q2導(dǎo)通），555定時(shí)器TR引腳為低電平；當(dāng)有光源照射時(shí)，Q1工作在飽和區(qū)（Q1導(dǎo)通），Q2工作在截止區(qū)（Q2截止），555定時(shí)器的TR引腳為5V電平。兩個(gè)三極管導(dǎo)通和截止過程產(chǎn)生的信號(hào)通過555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)整形電路，整形為標(biāo)準(zhǔn)的方波脈沖并由Q端輸出。該電路特點(diǎn)是只要輸入電壓達(dá)到三極管的工作電壓，通過三極管的導(dǎo)通和截止，保證了向555定時(shí)器輸入的波形在0~5V之間跳變，免去了對(duì)三極管放大電壓的計(jì)算。 顯示部分1602字符型LCD與單片機(jī)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(gòu)成三總線的結(jié)構(gòu)，所以在軟件控制上比較簡(jiǎn)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(shí)需要注意單片機(jī)的控制總線時(shí)序和地址總線時(shí)序必須要與LCD所需要的時(shí)序相匹配否則無(wú)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(jiǎn)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(shí)間，如采用間接控制方式訪問，每傳輸一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)需要訪問2次LCD，這將占用大量的時(shí)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(shí)際中常采用如圖38所示電路。采用這種連接方式不能構(gòu)成三總線的結(jié)構(gòu)，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(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，同時(shí)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(shí)間上與直接訪問的時(shí)間相同，速度較間接控制方式提高了一倍，縮短了CPU對(duì)LCD的訪問時(shí)間。又因?yàn)閱纹瑱C(jī)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(shè)計(jì) 編程語(yǔ)言的選用本設(shè)計(jì)中采用的處理器是AT89C52單片機(jī)，由此可以用面向MCS52的程序機(jī)器語(yǔ)言，它包括C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言，C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言各有特點(diǎn)。匯編語(yǔ)言更加接近機(jī)器語(yǔ)言，一般用來(lái)編輯與系統(tǒng)硬件有關(guān)的程序，如訪問I/O端口、進(jìn)行中斷處理的程序、進(jìn)行操作程序、選擇讀寫程序等；關(guān)于數(shù)學(xué)運(yùn)算程序一般用C