【正文】 M 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持 ALE 管腳處于低電平 10ms 來完成。 此外， AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。但 RAM，定時器，計數(shù)器，串 口和中斷系統(tǒng)仍在工作。 7 3 系統(tǒng)方案提出和論證 （傳感器的選擇） 轉(zhuǎn)速測量的方案選擇 ,一般要考慮傳感器的結(jié)構(gòu)、安裝以及測速范圍與環(huán)境條件等方面的適用性 。本 說明書中 給出兩種轉(zhuǎn)速測量方案 ， 經(jīng)過我 和伙伴 查資料、構(gòu)思和自己的設(shè)計，總體電路我們有兩套設(shè)計方案，部分重要模塊也考慮了其它設(shè)計方法，經(jīng)過分析，從實現(xiàn)難度、熟悉程度、器 件用量等方面綜合考慮，我們才最終選擇了一個方案。 方案一： 霍爾傳感器測量方案 霍爾傳感器是利用霍爾效應(yīng)進(jìn)行工作的？其核心元件是根據(jù)霍爾效應(yīng)原理制成的霍爾元件?；魻栟D(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu)原理圖如圖 , 霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的接線圖如圖 。 圖 霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu)原理圖 8 方案 霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的接線圖 缺點：采用霍爾傳感器在信號采樣的時候，會出現(xiàn)采樣不精確，因為它是靠磁性感應(yīng)才采集脈沖的，使用時間長了會出現(xiàn)磁性變小，影響脈沖的采樣精度。從圖中可見 ,轉(zhuǎn)子由一直流調(diào)速電機驅(qū)動 ,可實現(xiàn) 大轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的無級調(diào)速。光電頭采用低功耗高亮度 LED ,光源為高可靠性可見紅光 ,無論黑夜還是白天 ,或是背景光強有大范圍改變都不影響接收效果。接到單片機 89C51的相應(yīng)管腳上，通過 89C51 內(nèi)部定時 /計時器 T0、 T1及相應(yīng)的程序設(shè)計，組成一個 數(shù)字式轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)。 綜上所述，方案二使用光電傳感器來作為本設(shè)計的最佳選擇方案。按照不同的理論方法 ,先后產(chǎn)生過模擬測速法 (如離心式轉(zhuǎn)速表 ) 、 同步測速法 (如機械式或閃光式頻閃測速儀 ) 以及計數(shù)測速法。本文介紹的采用單片機和光電傳感器組成的高精度轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng) ,其轉(zhuǎn)速測量方法采用的就是電子式定時計數(shù)法。在頻率的工程測量中 ,電子式定時計數(shù)測量頻率的方法一般有三種 ： ①測頻率法 :在一定時間間隔 t 內(nèi) ,計數(shù)被測信號的重復(fù)變化次數(shù) N ,則被測信號的頻率 fx 可表示為 f x =Nt(1) ②測周期法 :在被測信號的一個周期內(nèi) ,計數(shù)時鐘脈沖數(shù) m0 ,則被測信號頻率 fx = fc/ m0 ,其中 , fc 為時鐘脈沖信號頻率。 電子式定時計數(shù)法測量頻率時 ,其測量準(zhǔn)確度主要由兩項誤差來決定 :一項是時基誤差 。 1 誤差。 1 誤差一個或兩個數(shù)量級時 ,這時測量準(zhǔn)確度主要由量化177。對于測頻率法 ,測量相對誤差為 ： Er1 =測量誤差值實際測量值 100 % =1N 100 % (2) 由此可見 ,被測信號頻率越高 , N 越大 , Er1 就越小 ,所以測頻率法適用于高頻信號 (高轉(zhuǎn)速信號 ) 的測量。對于多周期測頻法 ,測量相對誤差為 ： Er3 =測量誤差值實際測量值 100%=1m2 100 % (4) 11 從上式可知 ,被測脈沖信號周期數(shù) m1 越大 , m2 就越大 ,則測量精度就越高。但隨著精度和頻率的提高 , 采樣周期將大大延長 ,并且判斷 m1 也要延長采樣周期 ,不適合實時測量。 轉(zhuǎn)速測量原理 一般的轉(zhuǎn)速長期測量系統(tǒng)是預(yù)先在軸上安裝一個有 60 齒的測速齒盤 ,用變磁阻式或電渦流式傳感器獲得一轉(zhuǎn) 60 倍轉(zhuǎn)速脈沖 ,再用測頻的辦法實現(xiàn)轉(zhuǎn)速測量。不論長期或臨時轉(zhuǎn)速測量 ,都可以在微處理器的參與下 ,通過測量轉(zhuǎn)軸上預(yù)留的一轉(zhuǎn)一齒的鑒相信號或光電信號的周期 ,換算出轉(zhuǎn)軸的頻率或轉(zhuǎn)速。即 : n=N/ (mT) (1) ◆ n ——— 轉(zhuǎn)速、單位 :轉(zhuǎn) / 分鐘 。 ◆ T——— 采樣時間、單位 :分鐘 。 如果 m=60, 那么 1 秒鐘內(nèi)脈沖個數(shù) N 就是轉(zhuǎn)速 n, 即 : n=N/ (mT) =N/60 1/60=N (2) ◆ 通常 m 為 60。提高采樣速率通常就要減小采樣時間T, 而 T 的減小 會使采到的脈沖數(shù)值 N 下降 ,導(dǎo)致脈沖當(dāng)量 (每個脈沖所代表的轉(zhuǎn)速 ) 增高 ,從而使得測量精度變得粗糙。凡此種種因素限制了常規(guī)智能轉(zhuǎn)速測量方法的使用范圍。 系統(tǒng)原理圖 各部分模塊的功能： ① 傳感器 ：用來對信號的采樣。 ③單片機：對處理過的信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)速的實際值，送入 LED ④ LED 顯示：用來對所測量到的轉(zhuǎn)速進(jìn)行顯示。出于單片機在測量轉(zhuǎn)速方面具有體積小、性能強、成本低的特點，越來越受到企業(yè)用 戶的青睞。 轉(zhuǎn)速信號采集 在設(shè)計中采用光電傳感器采集信號，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，然后用測量電路測出頻率，由頻率值就可知道所側(cè)轉(zhuǎn)素值。是目前常用的一種測量轉(zhuǎn)速的方法。測速齒盤上有 30 個齒槽，當(dāng)測速齒槽旋轉(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)。 圖 所示為轉(zhuǎn)速傳感器電路，由于紅外光不可見，無法用肉眼識別發(fā)光信號是否在工作，故將紅外線的輸出回路串接了一個普通光電二極管作為判別光源發(fā)生回路是否為通路。 R 的計算公式為： R1=(12VUd1Ud2)/I1 計算得： Rmin=425Ω； Rmin=465Ω。 14 轉(zhuǎn)速傳感器輸出電壓幅度在 0— 呈正弦波變化 ,由此可見 ,紅外線接收三極管的光信號轉(zhuǎn)化為電信號的電壓 Uo很微弱 (一般為 mV量級 ),需要進(jìn)行信號處理 . 圖 轉(zhuǎn)速傳感器電路圖 （ 1） 光電傳感器是應(yīng)用非常廣泛的一種器件，有各種各樣的形式，如透射式、反射式等，基本的原理就是當(dāng)發(fā)射管光照射到接收管時，接收管導(dǎo)通，反之關(guān)斷。為此，可以制作一個遮光葉片如圖 所示，安裝在轉(zhuǎn)軸上，當(dāng)扇葉經(jīng)過時，產(chǎn)生脈沖信號。 圖 光電傳感器的原理圖 圖 遮光葉片 （ 2） 選用的傳感器型號為 SZGB3（單向） 15 SZGB3 型 傳感器 特點 介紹如下 ： 1)供單向計數(shù)器使用，測量轉(zhuǎn) 速和線速度 . 2)采用密封結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定 . 3）光源用紅外發(fā)光管，功耗小，壽命長 . 4) SZGB3, 20 電源電壓為 12V DC SZGB3 型 傳感器主要性能介紹如下 ： ，使用時通過連軸節(jié)與被測轉(zhuǎn)軸連接，當(dāng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時，將轉(zhuǎn)角位移轉(zhuǎn)換成電脈沖信號，供二次儀表計數(shù)使用。由于產(chǎn)生的電壓信號很小，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)行信號處理工作。其中第一級放大倍數(shù)為 30，第二級放大倍數(shù)為 100.放大后電壓變化范圍為 0～ 。為起到消除干擾，實現(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。 16 信號處理電路圖 整形電路的主要作用是將正弦波信號轉(zhuǎn)化為方波脈沖信號，正弦波信號電壓的最大幅值約為 ，最小幅值為 0V。從而向輸入端輸入的滯回比較器。 R11 和 R17 是防止電路短路，起到保護電路的作用。 5V 的電平的脈沖信號，在脈沖計數(shù)時，常用的是 +5V 的脈沖信號。 第二次用三極管整形電路，當(dāng)輸出為 5V 的信號時，三極管 VT2（ 8050）的基 射極和電阻 R18組成并聯(lián)電路電流經(jīng)過 ,三極管 VT2處于反向偏置狀態(tài)，所以， VT2 的集 射極未接通，故處于截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)?shù)谝淮握屋敵鰹?+5V的信號時，三極管 VT2基 射極處于正向偏置狀態(tài)，有電流 I 通過，故此時三極管的集 射極處于通路狀態(tài)。電源電壓主要在 R19 上，其輸出電壓約為 0V。 17 最小系統(tǒng)的設(shè)計 復(fù)位電路（圖 ）