【正文】 沒有你們的幫助和提供資料對(duì)于我一個(gè)對(duì)光電式數(shù)字測(cè)速儀不是很精通的人來說要想在短短的幾個(gè)月的時(shí)間里學(xué)習(xí)到并完成畢業(yè)論文是幾乎不可能的事情。在學(xué)習(xí)中 ,老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、豐富淵博的知識(shí)、敏銳的學(xué)術(shù)思維、精益求精的工作態(tài)度以及侮人不倦的師者風(fēng)范是我終生學(xué)習(xí)的楷模，老師們的高深精湛的造詣與嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)精神，將永遠(yuǎn)激勵(lì)著我。 // TH1=0。 TR1=1。 // mm=55536。 TL0=(6553550000)%256。 delay(2)。 TR1=1。 TL0=(6553550000)%256。 ET0=1。 P0=table[ge]。 P0=table[shi]。 P0=table[bei]。 P0=table[qian]。 bei=jj%1000/100。 jj=mm。j0。 delay(uint m) { uint i,j。 Measurement Algorithm of the HighAccurate Rotary Spee U Jinyu。在設(shè)計(jì)的信號(hào)處理電路中經(jīng)過濾波，能夠進(jìn)一步減少誤差，是測(cè)速精度得到提高。 ◆ EX0：外部中斷 INT0的中斷允許位。 ◆ ET2：定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2的溢出中斷允許位 ◆ ES：串行口中斷允許位。 M M0為工作方式選擇位 ，用于對(duì) T0的四種工作方式， T1的三種工作方式進(jìn)行選擇，選擇情況如下表 51： M1M0=00為方式 0。當(dāng)定時(shí)器采用不同的工作方式和設(shè)置不同的初值時(shí)，產(chǎn)生溢出中斷的定時(shí)值和計(jì)數(shù)值將不同，從而可以適應(yīng)不同的定時(shí)或計(jì)數(shù)控制。 主程序初始化 （ 1） .定時(shí)器的初始化 AT89C51 有兩個(gè)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T0 和 T1，每個(gè)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器均可設(shè)置成為 16位，也可以設(shè)置成為 13位進(jìn)行定時(shí)或計(jì)數(shù)。 根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，單片機(jī)的任務(wù)是：內(nèi)部進(jìn)行計(jì)數(shù)，在計(jì)算出速度后顯示。 P2=0。 P2=0。 P2=0。 P2=0。 白城職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 21 ge=mm%10。 } xian_shi() { uchar qian,bei,shi,ge。i0。 //顯示 1234// uchar jj。 白城職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 19 動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的 8 個(gè)顯示筆劃 a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極 COM 增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的 I/O 線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位選通 COM 端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。 內(nèi)部結(jié)構(gòu) : 圖 共陽型 LCD 數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類。每段上加上合適的電壓，該段就點(diǎn)亮。 // LED滅 // Delay ()。i) for(j=255。 圖 最小系統(tǒng)的仿真 最小系統(tǒng)的仿真圖 白城職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 17 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。對(duì)外接電容的值雖然沒有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)影響震蕩器頻率的高低、震蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。 AT89C51 單片機(jī)內(nèi)部 有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。 IP＝00000B ，表明各個(gè)中斷源處于低優(yōu)先級(jí)； IE＝ 000000B ，表明各個(gè)中斷均被關(guān)斷； 系統(tǒng)復(fù)位是任何微機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行的第一步，使整個(gè)控制芯片回到默認(rèn)的硬件狀態(tài)下。 圖 RC復(fù)位電路 ② 單片機(jī)復(fù)位后的狀態(tài) : 單片機(jī)的復(fù)位操作使單片機(jī)進(jìn)入初始化狀態(tài)，其中包括使程序計(jì)數(shù)器 PC＝ 0000H，這表明程序從 0000H 地址單元開始執(zhí)行。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。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。在閑置模式下， CPU停止工作。有余輸入白城職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 13 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(duì)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。 3．振蕩器特性： XTAL1和 XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸 出。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。 ● PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。如想禁止ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 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)。 光電轉(zhuǎn)速儀設(shè)計(jì) 12 ● 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門電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P1口管腳寫入 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。當(dāng) P1口的管腳第一次寫 1時(shí)，被定義為高阻輸入。 圖 AT89C51芯片 光電轉(zhuǎn)速儀設(shè)計(jì) 10 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)針方向依次為第 2腳、第 3腳??第 40腳。 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 CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。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，故此時(shí)三極管的集 射極處于通路狀態(tài)。 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)。從而向輸入端輸入的滯回比較器。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。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。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)過時(shí)，產(chǎn)生脈沖信號(hào)。 R的計(jì)算公式為： 121CCU U UI?? 計(jì)算得： Rmin=425Ω； Rmin=465Ω。測(cè)速齒盤上有 30個(gè)齒槽，當(dāng)測(cè)速齒槽旋轉(zhuǎn)一周，光敏元件就能感受與開孔數(shù)相等次數(shù)的光次數(shù)。 轉(zhuǎn)速信號(hào)采集 在設(shè)計(jì)中采用光電傳 感器采集信號(hào)，這種傳感器是把旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速變?yōu)橄鄳?yīng)頻率的脈沖，然后用測(cè)量電路測(cè)出頻率，由頻率值就可知道所側(cè)轉(zhuǎn)素值。 圖 測(cè)量系統(tǒng)的組成框圖 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)。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(duì)光電標(biāo)記的某一適當(dāng)距離處。 ②放大、整形電路：對(duì)傳感器送過來的信號(hào)進(jìn)行放大和整形，在送入單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理轉(zhuǎn)換。通過增加測(cè)速碼盤的齒數(shù)可以提高精度 ,但是碼盤齒數(shù)的增加會(huì)受到加工工藝的限制 ,同時(shí)會(huì)使轉(zhuǎn)速測(cè)量脈沖的頻率增高 ,頻率的提升又會(huì)受到傳感器中光電器或磁敏器或磁電器件最高工作頻率的限制。 ◆ m ——— 每旋轉(zhuǎn)一周所產(chǎn)生的脈沖個(gè)數(shù) (通常指測(cè)速碼盤的齒數(shù) ) 。即通過速度傳感器 ,將轉(zhuǎn)速信號(hào)變?yōu)殡娒}沖 ,利用微機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù) ,再經(jīng)過軟件計(jì)算獲得轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。 白城職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 3 根據(jù)以上的討論 ,考慮到實(shí)際應(yīng)用中需要測(cè)量的轉(zhuǎn)速范圍很寬 ,上述的轉(zhuǎn)速測(cè)量方法難以滿足要求 ,因此 ,研究高精度的轉(zhuǎn)速測(cè)量方法 ,以同時(shí)適用于高、低轉(zhuǎn)速信號(hào)的測(cè)量 ,不僅具有重要的理論意義 ,也是實(shí)際生產(chǎn)中的需要。對(duì)于測(cè)周期法 ,測(cè)量相對(duì)誤差為： Er2 =測(cè)量誤差值實(shí)際測(cè)量值 100 % =1m0 100 % (3) 對(duì)于給定的時(shí)鐘脈沖 fc , 當(dāng)被測(cè)信號(hào)頻率越低時(shí) ,m0 越大 , Er2 就越小 ,所以測(cè)周期法適用于低頻信號(hào) (低轉(zhuǎn)速信號(hào) ) 的測(cè)量。當(dāng)時(shí)基誤差小于量化177。 ③多周期測(cè)頻法 :在被測(cè)信號(hào) m1 個(gè)周期內(nèi) , 計(jì)數(shù)時(shí)鐘脈沖數(shù) m2 ,從而得到被測(cè)信號(hào)頻率 fx ,則 fx 可以表示為 fx =m1 fcm2, m1 由測(cè)量準(zhǔn)確度確定。計(jì)數(shù)測(cè)速法又可分為機(jī)械式定時(shí)計(jì)數(shù)法和電子式定時(shí)計(jì)數(shù)法。傳統(tǒng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)多采用測(cè)速發(fā)電機(jī)或光電數(shù)字脈沖編碼器，也有采用電磁式 (利用電磁感應(yīng)原理或可變磁阻的霍爾元件等 )、電容式 (對(duì)高頻振蕩進(jìn)行幅值調(diào)制或頻率調(diào)制 )等，還有一些特殊的測(cè)速器是利用置于旋轉(zhuǎn)體內(nèi)的放射性材料來發(fā)生脈沖信號(hào)．其中應(yīng)用最廣的是光電式，光電 式測(cè)系統(tǒng)具有低慣性、低噪聲、高分辨率和高精度的優(yōu)點(diǎn)．加之激光光源、光柵、光學(xué)碼盤、 CCD 器件、光導(dǎo)纖維等的相繼出現(xiàn)和成功應(yīng)用，使得光電傳感器在檢測(cè)和控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。介紹了該測(cè)速法的基本原理、實(shí)現(xiàn)步驟和軟硬件設(shè)計(jì) 關(guān)鍵詞： 轉(zhuǎn)速測(cè)量 。 單片機(jī) 。而采用光電傳感器的電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量準(zhǔn)確度高、采樣速度快、測(cè)量范圍寬和測(cè)量精度與被測(cè)轉(zhuǎn)速無關(guān)等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前 景。本文介紹的采用單片機(jī)和光電傳感器組成的高精度轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng) ,其轉(zhuǎn)速測(cè)量方法采用的就是電子式定時(shí)計(jì)數(shù)法。 電子式定時(shí)計(jì)數(shù)法