【正文】 .......................................................... 3 光電傳感器 .......................................................... 3 放大電路 ............................................................ 4 單片機(jī)系統(tǒng) .......................................................... 5 數(shù)碼管顯示 ....................................................... 6 鍵盤和報(bào)警電路 ...................................................... 7 3 軟件設(shè)計(jì) ................................................................. 9 頻率測(cè)量 ........................................................... 10 顯示程序設(shè)計(jì) ....................................................... 10 鍵盤程序設(shè)計(jì) ....................................................... 11 4 調(diào)試分析 ................................................................ 13 5 結(jié)論及進(jìn)一步設(shè)想 ........................................................ 13 參考文獻(xiàn) ................................................................... 13 課設(shè)體會(huì) ................................................................... 14 附錄 1 電路原理圖 ......................................................... 15 附錄 2 程序清單 ........................................................... 16 沈陽航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文 數(shù)字式光電轉(zhuǎn)速計(jì)的設(shè)計(jì) 第 1 頁 數(shù)字式光電轉(zhuǎn)速計(jì)的設(shè)計(jì) 湯志超 沈陽航空航天大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 摘要 ： 本文設(shè)計(jì)了由單片機(jī)控制的數(shù)字式光電轉(zhuǎn)速計(jì)，由 光電傳感器、 單片機(jī)、鍵盤設(shè)置報(bào)警和 LED 數(shù)碼顯示組成。 （ 3） 用單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行程序設(shè)計(jì)與系統(tǒng)調(diào)試。 3. 要求 （ 1） 制定設(shè)計(jì)方案，并繪制出系統(tǒng)工作框圖。 （ 3） 鍵盤設(shè)定上限閾值。 2. 技術(shù)指標(biāo) （ 1） 測(cè)量范圍： 0~50 轉(zhuǎn) /秒（ r/s）。 沈陽航空航天大學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) （論文） 題目 數(shù)字式光電轉(zhuǎn)速計(jì)的設(shè)計(jì) 班 級(jí) 24070101 學(xué) 號(hào) 2021040701026 學(xué) 生 姓 名 湯志超 指 導(dǎo) 教 師 劉利秋 沈陽航空航天大學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 課 程 名 稱 智能儀器 課程設(shè)計(jì) 院（系） 自動(dòng)化學(xué)院 專業(yè) 測(cè)試技術(shù) 與儀器 班級(jí) 24070101 學(xué)號(hào) 2021040701026 姓名 湯志超 課程設(shè)計(jì)題目 數(shù)字式光電轉(zhuǎn)速計(jì)的設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)時(shí)間 : 2021 年 7 月 6 日至 2021 年 7 月 17 日 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求： 1. 內(nèi)容 設(shè)計(jì)采用單片機(jī)、光電傳感器的數(shù)字式光電轉(zhuǎn)速計(jì)。實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的實(shí)時(shí)測(cè)量和 LED 顯示，鍵盤設(shè)定轉(zhuǎn)速上限值，并能給出轉(zhuǎn)速超標(biāo)報(bào)警提示。 （ 2） LED 顯示 ： r/s。 （ 4） 能給出轉(zhuǎn)速超標(biāo)的聲、光報(bào) 警提示。 （ 2） 繪制電路原理圖，并將傳感器、單片機(jī)試驗(yàn)箱、電源等硬件正確可靠的連接。 （ 4） 撰寫一篇 6000 字到 8000 字的課程設(shè)計(jì)報(bào)告。 主要解決方案是利用光電傳感器、單片機(jī)學(xué)習(xí)板等設(shè)計(jì)一個(gè)由 LED 顯示物體 轉(zhuǎn)速 的 轉(zhuǎn)速計(jì) 。 在選擇設(shè)計(jì)方案時(shí) ，除了要考 慮能否實(shí)現(xiàn)測(cè)速 性能 ，還要考慮價(jià)格 以及 測(cè)量精度問題，通過對(duì)轉(zhuǎn)速測(cè)量資料的查閱還有我們的構(gòu)思和設(shè)計(jì)，從而經(jīng)過分析和比較， 從 實(shí)現(xiàn)難度、對(duì)器材的熟悉程度、器件用量、價(jià)格等方面進(jìn)行綜合考慮，然后最終 確定 方案。 0 前言 在工程實(shí)踐中， 經(jīng)常會(huì)遇到各種需要測(cè)量轉(zhuǎn)速的場(chǎng)合，例如在發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)、機(jī)床主軸等旋轉(zhuǎn)設(shè)備的試驗(yàn)、運(yùn)轉(zhuǎn)和控制中，常需要分時(shí)或連續(xù)測(cè)量和顯示其轉(zhuǎn)速及瞬時(shí)轉(zhuǎn)速。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。 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)。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。 本次用 AT89C52 單片機(jī)的兩個(gè)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速測(cè)量， 用單片機(jī)電子計(jì)數(shù)法測(cè)量頻率有測(cè)量頻率法和測(cè)周期法兩種方法。 測(cè)量頻率主要是在單位定時(shí)時(shí)間里對(duì)被測(cè)信號(hào)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù) 。 沈陽航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文 數(shù)字式光電轉(zhuǎn)速計(jì)的設(shè)計(jì) 第 2 頁 1 總體方案設(shè)計(jì) 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，在頻率的工程測(cè)量中，電子式定時(shí)計(jì)數(shù)測(cè)量頻率的方法一般有三種： （ 1） 測(cè)頻率法：在一定時(shí)間間隔 t 內(nèi)， 對(duì)被測(cè)信號(hào)的重復(fù)變化次數(shù) N 進(jìn)行計(jì)數(shù)，則被測(cè)信號(hào)的頻率可表示為： f(x)=Nt （ 1） （ 2） 測(cè)周期法：在被測(cè)信號(hào)的一個(gè)周期內(nèi)，計(jì)數(shù)時(shí)鐘脈沖數(shù) m ,則被測(cè)信號(hào)頻 率為： f(x)=fc/m （ 2） 其中 fc 為時(shí)鐘脈沖信號(hào)頻率。系統(tǒng)原理圖如圖 1。 光電傳感器測(cè)量方案整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的組成框圖如圖 2 所示。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。光電頭包含有前置電路，輸出 0— 5V的脈沖信號(hào)。 光電轉(zhuǎn)速 測(cè)量 報(bào) 警 單片機(jī) 系統(tǒng) 數(shù)值