【正文】 V。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。 一次整形后的信號(hào)基本上為177。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。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。兩級(jí)運(yùn)放放大所采用的供電電源均采用此接法。 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)。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)都采用反向比例運(yùn)算電路如圖 的電壓放大倍數(shù)為 3000倍。 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。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) 。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)。設(shè)定中所選阻值為 430Ω（ Rmin≤ R≤Rmax）。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。對(duì)于被測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速在 0— 3600r/min 的來(lái)說(shuō) ,每轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生 30 個(gè)電脈沖信號(hào) ,因此 ,傳感器輸出波形的頻率的大小為： 0Hz≤ f≤ 1800Hz (1) 測(cè)速齒盤(pán)裝在發(fā)射光源 (紅外線(xiàn)發(fā)光二極管 )與接收光源的裝置 (紅外線(xiàn)接收二極管 )之間 ,紅外線(xiàn)發(fā)光二極管 (規(guī)格 IR3401)負(fù)責(zé)發(fā)出光信號(hào) ,紅外線(xiàn)接 收三極管 (規(guī)格 3DU12)負(fù)責(zé)接收發(fā)出的光信號(hào) ,產(chǎn)生電信號(hào) ,每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒 ,光的明暗變化經(jīng)歷了一個(gè)正弦周期 ,即產(chǎn)生了正弦脈沖電信號(hào)。 從光源發(fā)出的光通過(guò)測(cè)速齒盤(pán)上的齒槽照射到光電元件上，使光電元件感光。這種測(cè)量方法具有傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、測(cè)量精度高的特點(diǎn)。對(duì)測(cè)量轉(zhuǎn)速系統(tǒng)的硬件和編程進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)出一種以單片機(jī)為主的轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)，保證了測(cè)量精度。 13 5 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 隨著 超大規(guī)模集成電路技術(shù)提高，尤其是單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)以及功能強(qiáng)大，價(jià)格低廉的顯著特點(diǎn)，是全數(shù)字化測(cè)量轉(zhuǎn)度系統(tǒng)得一廣泛應(yīng)用。 ②放大、整形電路：對(duì)傳感器送過(guò)來(lái)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。而采用本文所提出的定時(shí)分時(shí)雙頻率采樣法 ,可在保證采樣精度的同時(shí) ,提高采樣速率 ,充分發(fā)揮微機(jī)智能測(cè)速方法的優(yōu)越性及靈活性。通過(guò)增加測(cè)速碼盤(pán)的齒數(shù)可以提高精度 ,但是碼盤(pán)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 12 的限制。 在對(duì)轉(zhuǎn)速波動(dòng)較快系統(tǒng)或要求動(dòng)態(tài)特性好而精度高的轉(zhuǎn)速測(cè)控系統(tǒng)中 ,調(diào)節(jié)周期一般很短 ,相應(yīng)的采樣周期需取得很小 ,使得脈沖當(dāng)量增高 ,從而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)測(cè)量精度降低 ,難以滿(mǎn)足測(cè)控要求。 ◆ 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(pán)的齒數(shù) ) 。 ◆ N ——— 采樣時(shí)間內(nèi)所計(jì)脈沖個(gè)數(shù) 。即通過(guò)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(guò)軟件計(jì)算獲得轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。而臨時(shí)性轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng) ,多采用光電傳感器 ,從轉(zhuǎn)軸上預(yù)先粘貼的一個(gè)標(biāo)志上獲得一轉(zhuǎn)一個(gè)轉(zhuǎn)速脈沖 ,隨后利用電子倍頻器和測(cè)頻方法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速測(cè)量。 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(mǎn)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。它適用于高、低頻信號(hào) (高、低轉(zhuǎn)速信號(hào) ) 的測(cè)量。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。 1 誤差來(lái)確定。當(dāng)時(shí)基誤差小于量化177。另一項(xiàng)是量化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。 對(duì)轉(zhuǎn)速的測(cè)量實(shí)際上是對(duì)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)引起的周期脈沖信號(hào)的頻率進(jìn)行測(cè)量。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。 10 4 轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的原理 轉(zhuǎn) 速 測(cè) 量方法 轉(zhuǎn)速是指作圓周運(yùn)動(dòng)的物體在單位時(shí)間內(nèi)所轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù) ,其大小及變化往往意味著機(jī)器設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的正常與否 ,因此 ,轉(zhuǎn)速測(cè)量一直是工業(yè)領(lǐng)域的一個(gè)重要問(wèn)題。 9 圖 測(cè)量系統(tǒng)的組成框圖 優(yōu)點(diǎn)：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)。光電頭包含有前置電路，輸出0— 5V的脈沖信號(hào)。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。 方案二： 光電傳感器 整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的組成框圖如圖 。 傳感器的定子上有 2 個(gè)互相垂直的繞組 A 和 B, 在繞組的中心線(xiàn)上粘有霍爾片 HA 和 HB ,轉(zhuǎn)子為永久磁鋼 ,霍爾元件 HA 和 HB 的激勵(lì)電機(jī)分別與繞組A 和 B 相連 ,它們的霍爾 電極串聯(lián)后作為傳感器的輸出。本文介紹一種泵驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速采用霍爾轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)量。下面就看一下我們對(duì)兩套設(shè)計(jì)方案 的簡(jiǎn)要說(shuō)明。再就是二次儀表的要求 ,除了顯示以外還有控制、通訊和遠(yuǎn)傳方面的要求。在掉電模式下，保存 RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。在閑置模式下， CPU 停止工作。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫(xiě) “1” 且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。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。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。 3．振蕩器特性： XTAL1和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。 ● 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。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 6 程序存儲(chǔ)器。但在訪問(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)。 ● PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。另外，該引腳被略微拉高。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH地址上置 0。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。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。 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)。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： 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