智能儀器基于光電傳感器的轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文-wenkub.com
2025-06-25 04:58 本頁面
【正文】 結(jié) 論所選的畢業(yè)設(shè)計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)計電動機(jī)轉(zhuǎn)速測量裝置。 在最后一步點擊軟件STCISP界面中的[下載]按鈕之前，一定要保持實驗板的串行通信線及電源線與PC機(jī)連接良好，并且實驗板的電源開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，然后點擊[下載]按鈕，再打開實驗板電源開關(guān)，此時軟件將自動完成程序下載。所以MedWin 具有強(qiáng)大的編譯調(diào)試功能。在進(jìn)行軟件編程調(diào)試時需要用到單片機(jī)的集成開發(fā)環(huán)境MedWin 軟件，編程時容易出現(xiàn)鍵盤輸入和無意的語法錯誤，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。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。程序應(yīng)該模塊化，便于修改。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，觸發(fā)器輸出高電平；當(dāng)通光孔被遮住時，觸發(fā)器輸出低電平。單片機(jī)部分最容易出現(xiàn)的問題為元器件引腳的虛焊。因此，脈沖信號的頻率大小就反映了信號盤轉(zhuǎn)速的高低。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，紅線為信號輸出線，白線為共地線。中心孔主要用于在固定發(fā)動機(jī)上。在頻率計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)用了浮點數(shù)數(shù)學(xué)運(yùn)算。待測信號周期的3個字節(jié)定點數(shù)首先通過截取高16 位、設(shè)置數(shù)符和計算階碼轉(zhuǎn)換為上述格式的浮點數(shù)。為提高運(yùn)算精度，這里采用浮點數(shù)算術(shù)運(yùn)算。16 位定時/ 計數(shù)器的最高計數(shù)值為65535 ，這樣在待測信號的頻率較低時，定時/ 計數(shù)器將發(fā)生溢出。當(dāng)上述測量判斷過程直到計數(shù)閘門寬度達(dá)到1s ，這時對應(yīng)的頻率測量范圍為100Hz 999Hz ，如果測量結(jié)果仍不具有3 位有效數(shù)字，頻率計則使用定時方法測量待測信號的周期。計數(shù)閘門結(jié)束時TR 清0 ，停止計數(shù)。測量初始化模塊設(shè)置堆棧指針(SP) 、工作寄存器、中斷控制和定時/ 計數(shù)器的工作方式。需要說明的是，這里多位二進(jìn)制乘法和多位二進(jìn)制到BCD碼的轉(zhuǎn)換都是用了現(xiàn)成的成熟子程序，因此，首先將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為壓結(jié)合實際BCD碼，然后再轉(zhuǎn)換成非壓縮BCD碼，看似多寫了些程序，實際上這對于保證程序的質(zhì)量很有好處。單片機(jī)對在1秒內(nèi)計數(shù)的值進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換成每分鐘的速度送顯存以便顯示。數(shù)據(jù)處理完成對各種測量數(shù)據(jù)的處理，如各種數(shù)據(jù)的計算、數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換等。通過對電位器RR4的調(diào)節(jié)來獲得所需的電壓，即177。C1～C4為濾波電容，濾除電壓中的高頻部分，使電壓趨于穩(wěn)定的直流電壓。 5V電源模塊電路圖177。其芯片內(nèi)有過熱和安全工作區(qū)保護(hù)。電源的設(shè)計有分立元件和集成穩(wěn)壓器幾種方法，目前較常用的是用集成穩(wěn)壓器來設(shè)計穩(wěn)壓電源。目前，RS232標(biāo)準(zhǔn)就是其中比較常用的一種，這樣，一方面可提高這些設(shè)備的通用性，另一方面又增強(qiáng)了數(shù)據(jù)傳送時的可靠性。如：S0亮：。P0口 和 P2口都是準(zhǔn)雙向口，輸出時需要接上拉電阻。測量系統(tǒng)有8位共陽的LED數(shù)碼管，1代表對應(yīng)的筆段亮，0代表對應(yīng)的筆段不亮。 STC89C51管腳圖 鍵盤顯示模塊設(shè)計，按鍵功能通過軟件編程設(shè)置：按 K0為清零、復(fù)位；按K1顯示計時時間；按K2顯示計數(shù)脈沖數(shù)；此按鍵電路為低電平有效，當(dāng)無按鍵按下時，、。 89C51單片機(jī)引腳分布圖。⑵ 128字節(jié)的RAM數(shù)據(jù)存儲器，21個特殊功能寄存器SFR。STC 89C51單片機(jī)是基于MCS51單片機(jī)為內(nèi)核的，其輸入/輸出管腳以及指令系統(tǒng)和MCS51單片機(jī)是完全兼容的。為了達(dá)到預(yù)定效果，對系統(tǒng)運(yùn)用MULTISIM 8進(jìn)行模擬仿真，并利用模擬仿真結(jié)果對有關(guān)元器件進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，以使電路滿足要求。 引腳圖由于LM324四運(yùn)放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可單電源使用，價格低廉等優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用在各種電路中。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器， 除電源共用外，四組運(yùn)放相互獨立。不同的光電元件，所要求的測量電路也不相同，為此設(shè)計時必須詳加考慮。激光與普通光線相比具有能量高度集中，方向性好，頻率單純、相干性好等優(yōu)點，是很理想的光源。它具有體積小、功耗低、壽命長、響應(yīng)快、機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)點，并能和集成電路相匹配。模擬式光電傳感器按被測量(檢測目標(biāo)物體)方法可分為透射(吸收)式、漫反射式、遮光式(光束阻檔)三大類。光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成。這樣在以后的軟件設(shè)計中能夠較為方便的計算出脈沖頻率。轉(zhuǎn)盤的圓孔的個數(shù)決定了測量的精度，個數(shù)越多，精度越高。系統(tǒng)在光電傳感器收發(fā)端間加入電動機(jī)，并在電動機(jī)的轉(zhuǎn)軸上安裝一轉(zhuǎn)盤。其中信號預(yù)處理電路包含信號放大、波形變換和波形整形。針對這種現(xiàn)狀，使用光電傳感器結(jié)合STC公司的STC 89C51型單片機(jī)設(shè)計的一種轉(zhuǎn)速測量與控制系統(tǒng)。關(guān)鍵詞 ：單片機(jī)，光電轉(zhuǎn)速傳感器，轉(zhuǎn)速測量，數(shù)據(jù)處理Abstract：The rotate speed is one of the important parameters for the engine, and it is also the important factor that calculates other parameters. At present there are many methods for the tachometric survey measurement. After analyze various rotate speed measurement methods, the photoelectric sensor tachometric survey system
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