基于單片機的發(fā)動機轉(zhuǎn)速的測量-文庫吧資料
2024-10-31 10:25本頁面
【正文】 應(yīng)適當(dāng)增加發(fā)動機旋轉(zhuǎn) 1周時產(chǎn)生的脈沖數(shù)，即增加粘貼的磁片個數(shù)，從而使間距變小，但是間距不能太小，否則會影響到霍爾傳感器的輸出脈沖。實現(xiàn)該方法是指在測速過程中，不僅測取轉(zhuǎn)速脈沖的個數(shù) N，而且同時測取高頻時鐘脈沖的個數(shù) Nc。當(dāng)需要測量的轉(zhuǎn)速范圍 較寬時，單獨采用M法或者 T 法都很難達到精度要求。 M法通過測量在設(shè)定的時間間隔 Tx 內(nèi)脈沖發(fā)生器所產(chǎn)生的脈沖數(shù)來獲得被測速度值的方法，一般應(yīng)用于高速測量。程序流程圖如圖 6所示。 從 a 點 開始， 12 計數(shù)器對 m1 m2 計數(shù) , 到達 b 點 預(yù)定的測速時間到 , CPU 發(fā)出停止計數(shù)的指令 , 因為 TC不一定恰好等于整數(shù)個脈沖周期 , 所以計數(shù)器仍然對高頻脈沖計數(shù) , 到達 c點 ,外部脈沖的上升沿使計數(shù)器停止 , 這樣 m2 就代表了 m1 個脈沖周期的時間 , 則所測轉(zhuǎn)速為 n=60m1/pm2 第二次同樣測得轉(zhuǎn)速后與第一次的轉(zhuǎn)速值比較 ,據(jù)轉(zhuǎn)速的大小及時調(diào)整 RAM 的值，以提高高轉(zhuǎn)速和低轉(zhuǎn)速的精度。 11 圖 4 硬件電路圖 將外部通過光電耦合， 并經(jīng)整形處理后的轉(zhuǎn)速脈沖信號加到 T 輸入端 ,并用該脈沖經(jīng)反相加到 INT1 啟動 T1, 同時打開 T0, 內(nèi)部 RAM 計數(shù) ,此時 ,CPU 等待中斷 , 當(dāng)設(shè)定的時間到時 , CPU 響應(yīng)中斷 ,執(zhí)行中斷服務(wù)程序 , 將 T0和 T1 中的數(shù)據(jù)進行運算， 得出轉(zhuǎn)速值 ，同時對 T0， T1 清零 ，開始第二次測量。 硬件系統(tǒng)的設(shè)計 本系統(tǒng)采用了 Intel 公司的 8052AH 單片機，內(nèi)有 8K的 ROM,256 字節(jié)，其串行口通過移位寄存器鎖存數(shù) 據(jù)，驅(qū)動 LED 實現(xiàn)靜態(tài)顯示。單片機使用 12MHZ 晶振 ， 置初 值 FFD9H 對設(shè)定的波特率 9600bps 可能會產(chǎn)生誤差 ,但只要誤差在 4% 內(nèi) , 通信就可以正常進行。定時 /計數(shù)器 2 可工作于自動重裝載、 捕捉 、串行口波特三率發(fā)生器 三種工作方式， 工作方式由控制寄存器 T2CON 控制。 AT89C52 單片機是 Atemle 公司生產(chǎn)的一種高性能低功耗的 8 位并中斷次數(shù)計數(shù)器加 1 重裝計數(shù)器初值 到 1 S 了嗎 ？ 清中斷次數(shù)計數(shù)器 度計數(shù)器 T1 并清 0 向 PC 機發(fā)送計數(shù)器 中 斷 返 回 10 行微型單片機 , 它的引腳和指令一系統(tǒng)與 MCS51 系列單片機完全兼容。 發(fā)送高位 LOOP:JBC T1,NEXT。 發(fā)送完，把 T1清 0 再轉(zhuǎn)發(fā)高位 AJMP LOOP。 把計數(shù)器 T1 清 0 MOV TH1,00H MOV SBUF,R7。 再讀高位，和上次讀的不同，重新讀；防止低位向高位溢出時讀錯 MOV R6,TH1。 讀計數(shù)器高位 MOV R7,TL1。 不到 20次，中斷返回 MOV R3,OOH。 中斷次數(shù)寄存器加 1 MOV THO,3CH。 變體變量接收串行口數(shù)據(jù) Arr(1)=var(0) var= Arr(2)=var(0) =Arr(1)*256+Arr(2) 顯示 End Sub 單片機程序設(shè)計 用單片機的 T/C0 作為定時器 ,設(shè)定定時時間為 1s,由于單片機最大允許定時時間只有,需要擴展定時時間 , 一般有硬件擴展和軟件擴展方式 , 這里用軟件擴展方式 , 設(shè)定 T/C0 定時時間為 50ms, 定時時間到 , 溢出中斷 ,在中斷服務(wù)序中，對中斷次數(shù)寄存器加 1，重復(fù)定時中斷 20 次，即 1S， 1S 定時時間到， 讀取 T/C（ ）引腳輸人的脈沖數(shù)即為頻率值 , 通過串行口發(fā)送給 PC 機。 處理程序如下： Privat Sub MSComm1_OnComm()。 打開串口 采用事件驅(qū)動的串行通信方式， 就要正確設(shè)置通信控件的通信 事件， OnComm 事件是 MSComm 控件的唯一通信事件 , OnComm 事件可以捕獲通信時發(fā)生的各種通信事件和通信錯誤 , 如果有通信事件或錯誤發(fā)生 , MSComm 通信控件就會立即觸發(fā)一個 OnComm 事件 , 程序進人 OnComm 事件處理過程 , 接收并分離出定位信息或者進入錯誤處理程序。 串口 1 =9600,N,8,1 =InputModeBinary 以二進制方式讀取緩沖區(qū)數(shù)據(jù) =2 每次向 PC 機傳兩個字節(jié)，設(shè) 2 =1。 要完成正常的通信功能， 首先要正確設(shè)置通信控件的通信參數(shù)， 包括串行端口號、 波特率 、數(shù)據(jù)接收格式等 ，單片機適合處理二進制數(shù)據(jù) ，因此接收數(shù)據(jù)格式參數(shù)設(shè)為二進制格式， 另外還要正確設(shè)置通信端口的接收閥值參數(shù)， 因為單片機每次向 PC 機傳送 2 個字節(jié) ( 高位和低位 ), 接收閥值參數(shù)設(shè)為 2, 讀字符串長度 Inputlen 參數(shù)設(shè)為 1, 每次從接收緩沖區(qū)讀取一個字符。 隨著 Windows 操作系統(tǒng)的普及應(yīng)用 , 數(shù)據(jù)采集和工業(yè)控制等軟件的開發(fā)也上升到 Windows 環(huán)境下 ,采用高級語言開發(fā) , 高級語言具有良好的可讀性和簡便的調(diào)試手段。 6) 外部中斷處理程序結(jié)束 ,返回主程序。計算公式如下 : T0 0. 001 + 定時計數(shù)器 65. 536 = T(ms) 把周期長度數(shù)值存放在數(shù)據(jù)存儲器中覆蓋舊的周期長度數(shù)據(jù) ,以備在需要向 PC 機發(fā)送的時候調(diào)用。若計數(shù)器為 5 ,則定時器 T0 停止記時 ,計數(shù)器清零 ,進入轉(zhuǎn)速計算子程序。 4) 若計數(shù)器為 0 ,則啟動定時器 T0 ,計數(shù)器加 1 ,返回外部中斷處理程序 。 3) 在轉(zhuǎn)速脈沖信號處理子程序中 ,首先檢查計數(shù)器的數(shù)值 ,如果該數(shù)值為 0 則說明這是第一個脈沖信號 ,如果這個數(shù)值大于 0 小于 5 則說明這是個中間的脈沖信號 。外部中斷 0 向 CPU 請求外部中斷 ,CPU 響應(yīng)后暫停主程序轉(zhuǎn)入外部中斷處理程序。當(dāng)計數(shù)器記數(shù)到達 6 次時說明主軸已經(jīng)旋轉(zhuǎn)一周 ,則定時器停止記時 ,記時器所記錄的時間就是一個周期的時間長度。 CPU響應(yīng)中斷后檢測 P1. 0 口的電平 ,以確認信號是否正確。六個脈沖為一個周期 ,代表主軸轉(zhuǎn)過一周。無論哪路信號申請中斷都可以觸發(fā)中斷 ,由軟件查詢出申請中斷的信號 ,并按照其優(yōu)先級做出相應(yīng)處理。為解決以上矛盾 ,使數(shù)據(jù)采集卡的效率和擴展性能都比較合理 ,使用了一種中斷與查詢相結(jié)合的方法 ,將每一中斷源用同線非的方式連到同一個外部中斷源的輸入端 ,同時 還分別連至各 I/ O 腳。 以上兩種方法各有優(yōu)缺點 :方法 1 CPU 開銷小 ,速度更快 ,但是單片機外部中斷源有限 ,擴展其他傳感器受限制 。 轉(zhuǎn)速信號的采集方法 由于傳感器傳送來的信號是以 6 個脈沖為一周期的方波電壓信號 ,因此可以使用兩種方法采集該信號 : 1) . 用 MCS 51 的外部中斷 ,對脈沖的上升沿或 者下降沿進行中斷處理 ,編寫中斷處理程 5 序 ,計算發(fā)生 6 次中斷的時間便可以計算出主軸的轉(zhuǎn)速。在這種情況下 ,需要采取濾波措施 ,抑制不需要的雜散信號 ,使系統(tǒng)的信噪比增加 ,在此選用了有源濾波器中的低通濾波器。 4 圖 1 轉(zhuǎn)速盤的結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)速信號前期處理 經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換和放大器放大的電信號 ,由于測試環(huán)境的電磁干擾、傳感器和放大器自身的影響 ,往往會含有多種頻率成分的噪音信號。我們把寬齒齒邊與盤中心連線對應(yīng)的大孔作為特殊孔 ,這幾個孔在發(fā)動機上 主要用于定位。的窄齒 ； 圍繞盤中心有四個均布 (相隔 90176。 轉(zhuǎn)速信號來源 本系統(tǒng)使用霍爾傳感器作為轉(zhuǎn)速信號的檢測 ,其轉(zhuǎn)速盤的結(jié)構(gòu)如圖 1 所示 ,信號盤可用一般鋼板制成 ,這個信號盤就是發(fā)動機實際實驗時所用的信號盤 ,盤上共有六個齒 ,其中有一個 40176。利用 MCS 51 單片機的輸入捕捉功能 ,
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