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傳感器課程設(shè)計(jì)-其他專業(yè)-資料下載頁

2025-01-19 07:23本頁面

【導(dǎo)讀】目前常用的轉(zhuǎn)速測量方法有離心式轉(zhuǎn)速表測速法、測速發(fā)。及系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方法,給出了部分程序流程圖和程序清單。射,由同步回路選通電路,從而檢測物體有無的。物體不限于金屬,所有能反射光線的物體。線的強(qiáng)弱或有無對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行探測。步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。在非超載的情況下,電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù),可以通過控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量,從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的。據(jù)存儲(chǔ)電路和系統(tǒng)軟件組成。其中,對(duì)待測信號(hào)進(jìn)行放大的目的是降低對(duì)待測信號(hào)的幅度要求;波形。物體擋在中間時(shí)則輸出為高電平,從而形成一個(gè)脈沖。的遮光紙板,把傳感器的檢測部分放在圓孔的圓心位置。轉(zhuǎn)盤上遮光板的個(gè)數(shù)決定了測量的精度,個(gè)數(shù)越多,精度越高。為了達(dá)到預(yù)定的設(shè)計(jì)效果。在轉(zhuǎn)盤設(shè)計(jì)一般采用11個(gè)遮光板,從而留下了10個(gè)同等的間距。的信號(hào)調(diào)理電路,以得到符合要求的脈沖信號(hào),送給單片機(jī)STC89C51進(jìn)行計(jì)數(shù),

  

【正文】 。第二字節(jié)為尾數(shù)的高字節(jié) 。第三字節(jié)為尾數(shù)的低字節(jié)。待測信號(hào)周期的 3個(gè)字節(jié)定點(diǎn)數(shù)首先通過截取高 16 位、設(shè)置數(shù)符和計(jì)算階碼轉(zhuǎn)換為上述格式的浮點(diǎn)數(shù)。然后浮點(diǎn)數(shù)算術(shù)運(yùn)算對(duì)其進(jìn)行處理 , 獲得用浮點(diǎn)數(shù)格式表達(dá)的信號(hào)頻率值。浮點(diǎn)數(shù)到 BCD 碼轉(zhuǎn)換模塊把用浮點(diǎn)數(shù)格式表達(dá)的信號(hào)頻率值變換成測轉(zhuǎn)速的顯示格式 , 送到顯示模塊顯示待測信號(hào)的頻率值。 浮點(diǎn)數(shù)學(xué)運(yùn)算程序 STC89C51 系列單片機(jī)屬于微控制器 , 由于其 CPU字長和指令功能的限制 , 它適用于控制領(lǐng)域 , 在信號(hào)處理方面不很擅長。在頻率計(jì)數(shù) 中需要完成周期到頻率的換算 , 為保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確 , 這里應(yīng)用了浮點(diǎn)數(shù)數(shù)學(xué)運(yùn)算。從周期到頻率的換算過程包括 : 3字節(jié)定點(diǎn)數(shù)到浮點(diǎn)數(shù)的轉(zhuǎn)換、浮點(diǎn)數(shù)數(shù)學(xué)運(yùn)算和浮點(diǎn)數(shù)到 十進(jìn)制 碼的轉(zhuǎn)換。 5 制作調(diào)試 在硬件調(diào)試與制作方面,可從下面系列著手考慮。 信號(hào)盤可用一般鋼板制成,這個(gè)信號(hào)盤就是發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)時(shí)所用的轉(zhuǎn)盤,盤上共有 11個(gè)齒,每個(gè)遮光板寬度 為 6mm,盤中心還有一個(gè)中心孔。中心孔主要 用于在固定發(fā)動(dòng)機(jī)上。將信號(hào)盤與電機(jī)安裝在一起,使其隨電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng);傳感器固定在支架上,垂直于轉(zhuǎn)速盤,當(dāng)轉(zhuǎn)速盤旋轉(zhuǎn)時(shí),光電傳感器就輸出矩形脈沖信號(hào),每11個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī) 1個(gè)工作循環(huán),其中的 2個(gè)寬脈沖信號(hào)配合上止點(diǎn)信號(hào)可精確確定上止點(diǎn)的位置。 此檢測裝置完全按照發(fā)動(dòng)機(jī)上傳感器的實(shí)際安裝位置進(jìn)行安裝。如圖 ,將信號(hào)盤固定在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上,光電轉(zhuǎn)速傳感器正對(duì)著信號(hào)盤。光電轉(zhuǎn)速傳感器接有 4根導(dǎo)線,其中黑線、黃線為電源輸入線,紅線為信號(hào)輸出線,白線為共地線。測量頭由光電轉(zhuǎn)速傳感器組成,而且測量頭兩端的距離與信號(hào)盤的距離 相等。測量用器件封裝后,固定裝在貼近信號(hào)盤的位置,當(dāng)信號(hào)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),光電元件即可輸出正負(fù)交替的周期性脈沖信號(hào)。信號(hào)盤旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生的脈沖數(shù),等于其上的孔數(shù)。因此,脈沖信號(hào)的頻率大小就反映了信號(hào)盤轉(zhuǎn)速的高低。此 轉(zhuǎn)速測量 裝置可以實(shí)現(xiàn) 數(shù)字顯示,成為數(shù)字式轉(zhuǎn)速表。 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)專用紙 21 圖 轉(zhuǎn)速測速示意圖 LM324整形電路調(diào)試。在焊接硬件電路時(shí)需細(xì)心排除元器件和焊接等方面可能出現(xiàn)的故障,元器件的安裝位置出錯(cuò)或引腳差錯(cuò)可能導(dǎo)致電路短路或?qū)崿F(xiàn)不了電路本身的功能,甚至燒壞元器件。單片機(jī)部分最容易出現(xiàn)的問題為元器件引腳的虛焊。 被測物理量經(jīng)過傳感器變換后,往往成為電阻、電流、電壓、電感等某種電參數(shù)的變化值。為了進(jìn)行信號(hào)的分析、處理、顯示和記錄,須對(duì)信號(hào)作放大、運(yùn)算、分析等處理,這就引入了中間變化電路。查閱有關(guān)資料結(jié)合選用的光電傳感器相關(guān)參數(shù),我們?cè)O(shè)計(jì)了如圖 。當(dāng)調(diào)制盤上的圓形孔旋轉(zhuǎn)至與光電開關(guān)的透光位置重合時(shí),觸發(fā)器輸出高電平;當(dāng)通光孔被遮住時(shí),觸發(fā)器輸出低電平。輸出的信號(hào) 經(jīng) LM324電路整形調(diào)試,可以將信號(hào)源完好的整形成矩形脈沖信號(hào)。 在 把矩形脈沖信號(hào)輸入 單片機(jī) 之前,先把矩形脈沖信號(hào)接入示波器 進(jìn)行 調(diào)試。 除了要考慮到硬件方面,對(duì)軟件調(diào)試也不能忽視。 程序應(yīng)該模塊化,便于 修改 。使用 RAM 或 IO,必須先定義再使用,避免直接引用。將來需要調(diào)整時(shí),只要修改定義部分就好了。寫程序要有足夠的注釋、說明文檔、流程圖、原理圖。每次修改程序,應(yīng)該同步更新相關(guān)的注釋、說明文檔、流程圖、原理圖。免得下次再改時(shí)對(duì)不上號(hào)。 實(shí)驗(yàn)板與 PC 機(jī)連接時(shí)一定要先連接串行通信電纜,然后再將其電源線插入U(xiǎn)SB 借口;拆除時(shí)先斷開其電源,再斷開串行通信電纜。否則極易損壞 PC 機(jī)的串口。 在進(jìn)行軟件編程調(diào)試時(shí)需要用到單片機(jī)的集成開發(fā)環(huán)境 MedWin 軟件,沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)專用紙 22 編程時(shí)容易出現(xiàn)鍵盤輸入和無意的語法錯(cuò)誤 , 還有一些模塊達(dá)不到預(yù)期的功能,都要經(jīng)過調(diào)試才能排除。 MedWin 軟件具有很強(qiáng)大的編程調(diào)試功能,能夠模仿仿真實(shí)際單片機(jī)的端口和內(nèi)部功能部件的狀態(tài)值。該軟件中有硬件調(diào)試和軟件調(diào)試功能可以看到單片機(jī)內(nèi)存單元對(duì)應(yīng)的運(yùn)行值,外圍部件中可以顯示單片機(jī)端口,中斷、定時(shí)器 定時(shí)器 定時(shí)器 3 還有串口對(duì)應(yīng)的運(yùn)行值??梢詥尾秸{(diào)試也可以模塊調(diào)試,最好的是可以對(duì)你所懷疑的語句模塊設(shè)置斷點(diǎn)。所以MedWin 具有 強(qiáng)大的編譯調(diào)試功能。此系統(tǒng)將個(gè) 功能模塊:主程序、數(shù)據(jù)處理程序、 中斷服務(wù)子程序、 LED 顯示程序分開分別進(jìn)行調(diào)試,最后整體調(diào)試。編譯無誤后生成目標(biāo)代碼 BIN 文件。 采用 STC 單片機(jī)下載軟件 STCISP 將其下載到實(shí)驗(yàn)板的單片機(jī)中。 在最后一步點(diǎn)擊軟件 STCISP 界面中的下載按鈕之前,一定要保持實(shí)驗(yàn)板的串行通信線及電源線與 PC 機(jī)連接良好,并且實(shí)驗(yàn)板的電源開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài),然后點(diǎn)擊下載按鈕,再打開實(shí)驗(yàn)板電源開關(guān),此時(shí)軟件將自動(dòng)完成程序下載。 下載完畢,實(shí)驗(yàn)板上的單片機(jī)立即開始運(yùn)行。 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)專用紙 23 6 結(jié)果分析 由測量原理可得 次計(jì)算公式: N=60m/pTc (r/min) 實(shí)驗(yàn)中, 2 分鐘,計(jì)數(shù)得的脈沖個(gè)數(shù) m 為 2200,則有發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為: N=2200/11*2=100( r/min) 至此, 設(shè)計(jì)已基本完成題目中的各項(xiàng)要求,但是還是有一定的誤差,經(jīng)分析主要是由以下原因造成的:中斷處理的進(jìn)入和中斷處理程序都會(huì)有一定時(shí)間的延時(shí), 從而造成時(shí)間閘門的誤差,這 是造成測量誤差的一個(gè) 主要 因素。 另外,由于電機(jī)的轉(zhuǎn)盤是 手工制作的,每個(gè)遮光板之間的間隔也不是很均勻 ,導(dǎo)致獲得的脈沖信號(hào)頻率與實(shí)際轉(zhuǎn)速有一定的誤差。 7 結(jié) 論 所選的 課程設(shè)計(jì) 的題目是利用單片機(jī) STC 89C51為核心,結(jié)合光電傳感器、LM324設(shè)計(jì) 電動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速測量裝置。單片機(jī) 采用定時(shí)器定時(shí)中斷的方法實(shí)現(xiàn) 對(duì) 信號(hào)脈沖的測量并 計(jì) 算出 發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速, 具有較強(qiáng)的使用價(jià)值 ,結(jié)合實(shí)際再進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)可以應(yīng)用于實(shí)際操作。 8 實(shí)用前景 例如:可以用于對(duì)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行測量 ,知道當(dāng)前是否是安全運(yùn)行的,也可以通過進(jìn)一步的改進(jìn)對(duì)流體的流速進(jìn)行測量等等。該裝置簡單、易操作、廉價(jià),有很大的推廣價(jià)值。 9 參考文獻(xiàn) 《傳感器與檢測技術(shù)》 陳杰 黃鴻主編 高等教育出版社 《 單片微機(jī)測控系統(tǒng)設(shè)計(jì)大全 》 王福瑞 主編 北京航空航天大學(xué)出版社 《 傳感器與應(yīng)用電路設(shè)計(jì) 》趙繼文 何玉彬 主編 科學(xué)出版社 《 單片機(jī)原理及其接口技術(shù) (第 2版 )》 胡漢才 主編 清華大學(xué)出版社 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)專用紙 24 10 致謝: 最后,由衷的 感謝 劉軍、馮艷君 老師 對(duì)我的課程設(shè)計(jì)的 的悉心指導(dǎo)和熱忱幫助, 在 方案 設(shè)計(jì) 、 連接硬件電路和調(diào)試時(shí) 過程中 劉軍老師 給予 了詳細(xì)的指點(diǎn), 排除了不少電路故障。 讓我學(xué)到了很多在理論課上學(xué)不到的知識(shí),老師學(xué)識(shí)的廣博也 深深的感染了我,我會(huì)以老師為榜樣,以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對(duì)待做學(xué)問 ,爭取以后取得更大的進(jìn)步。此外,作為小組組長,我對(duì)我們小組的成員也表示深深的感謝,由于我們的團(tuán)結(jié)、努力,順利的完成了本次課程設(shè)計(jì),謝謝他們的支持和配合。 對(duì)給予幫助的老師和同學(xué)再次表示感謝,謝謝!?。?
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