【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 所示為轉(zhuǎn)速傳感器電路 ,由于紅外光不可見(jiàn) ,無(wú)法用肉眼識(shí)別發(fā)光信號(hào)是否在工作 ,故將紅外線(xiàn)的輸出回路串接了一個(gè)普通光電二極管作為判別光源發(fā)生回路是否為通路。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。 R 的計(jì)算公式為： R=U/I 計(jì)算得： Rmin=425Ω； Rmax=465Ω。設(shè)定中所選阻值為 430Ω（ Rmin≤ R≤ Rmax）。 轉(zhuǎn)速傳感器輸出電壓幅度在 0— 呈正 弦波變化 ,由此可見(jiàn) ,紅外線(xiàn)接收三極管的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的電壓 Uo 很微弱 (一般為 mV 量級(jí) ),需要進(jìn)行信號(hào)處理 . 8 圖 轉(zhuǎn)速傳感器電路圖 （ 1）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。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(shí) ,開(kāi)關(guān)管關(guān)斷 ,否則打開(kāi)。為此 ,可以制作一個(gè)遮光葉片如圖 所示 ,安裝在轉(zhuǎn)軸上 ,當(dāng)扇葉經(jīng)過(guò)時(shí) ,產(chǎn)生脈沖信號(hào)。 當(dāng)葉片數(shù)較多時(shí) ,旋轉(zhuǎn)一周可以獲得多個(gè)脈沖信號(hào)。 圖 光電傳感器的原理圖 圖 遮光葉片 （ 2）選用的傳感器型號(hào)為 SZGB3（單向） SZGB3 型傳感器特點(diǎn)介紹如下： 1)供單向計(jì)數(shù)器使用 ,測(cè)量轉(zhuǎn)速和線(xiàn)速度 . 2)采用密封結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定 . 3）光源用紅外發(fā)光管 ,功耗小 ,壽命長(zhǎng) . 4) SZGB3, 20 電源電壓為 12V DC SZGB3 型傳感器主要性能介紹如下： ,使用時(shí)通過(guò)連軸節(jié)與被測(cè)轉(zhuǎn)軸連接 ,當(dāng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí) ,將轉(zhuǎn)角位移轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào) ,供二次儀表計(jì)數(shù)使用。 9 1）輸出脈沖數(shù)： 60 脈沖（每一轉(zhuǎn)） 2) 輸出信號(hào)幅值： 50r/min 時(shí) 300mV 3) 測(cè)速范圍 :505000r/min 4) 使用時(shí)間 :可連續(xù)使用 ,使用中勿需加潤(rùn)滑油 5) 工作環(huán)境 :溫度 10～ 40℃ ,相對(duì)濕度≤ 85%無(wú)腐蝕性氣體 轉(zhuǎn)速信號(hào)處理電路設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)速信號(hào)處理電路包括信號(hào)放大電路、整形及三極管整形電路。由于產(chǎn)生的電壓信號(hào)很小 ,所以要進(jìn)行放大處理 ,一般要放大至少 1000 倍（≥ 60dB） ,然后在進(jìn)行信號(hào)處理工作。信號(hào)放大裝置選用運(yùn)算放大器 TL084 作為放大電壓放大元件 ,采用兩級(jí)放大電路 ,每一級(jí)都采用反響比例運(yùn)算電路如圖 3000 倍。其中第一級(jí)放大倍數(shù)為 30,第二級(jí)放大倍數(shù)為 0～ 。 TL084采用 12V 雙電源供電 ,由于電源的供電電壓在一定范圍內(nèi)有副值上的波動(dòng) ,形成干擾信號(hào)。為起到消除干擾 ,實(shí)現(xiàn)濾波作用 ,故供電電源兩端需接 10UF 的電容接地 ,電容選擇金屬化聚丙已烯膜電容。兩級(jí)運(yùn)放放大所采用的供電電 源均采用此接法。 圖 整形電路的主要作用是將正弦波信號(hào)轉(zhuǎn)化為方波脈沖信號(hào) ,正弦波信號(hào)電壓的最大幅值約為 ,最小幅值為 0V。整形電路設(shè)計(jì)的是一種滯回電壓比較器 ,它具有慣性 ,起到抗干擾的作用。從而向輸入端輸入的滯回比較器。在整形電路的輸入端接一個(gè)電容 C7（ 103） ,起到的作用是阻止其他信號(hào)的干擾 ,并且將放大的信號(hào)進(jìn)行濾波 ,解耦。R11 和 R17 是防止電路短路 ,起到保護(hù)電路的作用。 10 一次整形后的信號(hào)基本上為177。 5V 的電平的脈沖信號(hào) ,在脈沖計(jì)數(shù)時(shí) ,常用的是 +5V的脈沖信號(hào)。如果直接采用 5V 的脈沖計(jì)數(shù) ,會(huì)增加電路的復(fù)雜性 ,故一般不直接使用 ,而是先進(jìn)行二次整形。 第二次用三極管整形電路 ,當(dāng)輸出為 5V 的信號(hào)時(shí) ,三極管 VT2（ 8050）的基 射極和電阻 R18 組成并聯(lián)電路電流經(jīng)過(guò) ,三極管 VT2 處于反向偏置狀態(tài) ,所以 ,VT2的集 射極未接通 ,故處于截止?fàn)顟B(tài)。電源回路由 R19,三極管 VT2 的集 射極組成 ,采用單電源 +12V 供電 ,由于集射極截止 ,處于斷路狀態(tài) ,故輸出電壓 U0 為 V。當(dāng)?shù)谝淮握屋敵鰹?+5V 的信號(hào)時(shí) ,三極管 VT2 基 射極處于正向偏置狀態(tài) ,有電流 I 通過(guò) ,故此時(shí)三極管的集 射極處 于通路狀態(tài)。電源電流流經(jīng)電阻 R19,三極管的集 射極到地端 ,由于集 射極導(dǎo)通時(shí)的電阻很小 ,可以忽略不計(jì)。電源電壓主要在 R19 上 ,其輸出電壓約為0V。綜上所述 ,三極管整形的電路的輸入關(guān)系是：信號(hào)為 5V 時(shí) ,U0=+12V；信號(hào)為 +5V時(shí) ,U0=0V。 單片機(jī) AT89C51 介紹 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓 ,高性能 CMOS 8 位微處理器 ,俗稱(chēng)單片機(jī)。該器件 采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造 ,與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。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。 圖 是常用的一種單片機(jī) ,型號(hào)為 AT89C51,它將計(jì)算機(jī)的功能都集成到這個(gè)芯片內(nèi)部去了 ,就這么一個(gè)小小的芯片就能構(gòu)成一臺(tái)小型的電腦 ,因此叫做單片機(jī)。 圖 AT89C51 芯片 它有 40 個(gè)管腳 ,分成兩排 ,每一排各有 20 個(gè)腳 ,其中左 下角標(biāo)有箭頭的為第 1 腳 ,然后按逆時(shí)針?lè)较蛞来螢榈?2 腳、第 3 腳??第 40腳。 在 40 個(gè)管腳中 ,其中有 32 個(gè)腳可用于各種控制 ,比如控制小燈的亮與滅、控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)、控制電梯的升與降等 ,這 32 個(gè)腳叫做單片機(jī)的“端口” ,在單片機(jī)技 11 術(shù)中 ,每個(gè)端口都有一個(gè)特定的名字 ,比如第一腳的那個(gè)端口叫做“ ”。 AT89C51 單片機(jī)的功能： 1．主要特性： ◆與 MCS51 兼容 ◆ 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 ◆壽命： 1000 寫(xiě) /擦循環(huán) ◆數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10年 ◆全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz ◆三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 ◆ 128*8 位內(nèi)部 RAM ◆ 32 位可編程 I/O 線(xiàn) ◆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 2．管腳說(shuō)明（圖 ）： 圖 AT89C51 管腳分布 ● VCC：供電電壓 , ● GND：接地。 ● P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O 口 ,每腳可吸收 8TTL 門(mén)電流。當(dāng) P1 12 口的管腳第一次寫(xiě) 1 時(shí) ,被定義為高阻輸入。 P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 ,它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH 編程時(shí) ,P0 口作為原碼輸入口 ,當(dāng) FIASH 進(jìn) 行校驗(yàn)時(shí) ,P0 輸出原碼 ,此時(shí) P0 外部必須被拉高。 ● P1 口： P1 口是一個(gè)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(mén)電流。 P1口管腳寫(xiě)入 1后 ,被內(nèi)部上拉為高 ,可用作輸入 ,P1 口被外部下拉為低電平時(shí) ,將輸出電流 ,這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí) ,P1 口作為第八位地址接收。 ● P2 口： 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(mén)電流 ,當(dāng) P2 口被寫(xiě)“ 1”時(shí) ,其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高 ,且作為輸入。并因此作為輸入時(shí) ,P2 口的管腳被外部拉低 ,將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí) ,P2 口輸出地址的高八位。在給出地址“ 1”時(shí) ,它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì) ,當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí) ,P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 ● P3 口： P3 口管腳是 8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口 ,可接收輸出 4 個(gè) TTL 門(mén)電流。當(dāng) P3 口寫(xiě)入“ 1”后 ,它們被內(nèi)部上拉為高電平 ,并用作輸入。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。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口。 P3 口管腳備選功能： ● RXD（串行輸入口） ● TXD（串行輸出口） ● /INT0（外部中斷 0） ● /INT1（外部中斷 1） ● T0（記時(shí)器 0外部輸入） ● T1（記時(shí)器 1外部輸入） ● /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） ● /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） ● P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 ● 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)間。 ● ALE/PROG：當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí) ,地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位 13 字節(jié)。在 FLASH 編程期間 ,此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí) ,ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào) ,此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí) ,將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時(shí) ,ALE 只有在執(zhí)行 MOVX,MOVC 指令是ALE 才起作用。另外 ,該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止 ,置位無(wú) 效。 ● PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間 ,每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí) ,這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 ● EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí) ,則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH） ,不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。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。在 FLASH 編程期間 ,此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 ● XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 ● XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。 3．振蕩器特性： XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件 ,XTAL2 應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器 ,因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求 ,但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 4．芯片擦除： 整個(gè) PEROM陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過(guò)正確的控制信號(hào)組合 ,并保持 ALE管腳處于低電平 10ms 來(lái)完成。在