基于51單片機(jī)的電動(dòng)機(jī)測(cè)速表設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-在線瀏覽
2024-08-08 00:51本頁(yè)面
【正文】 速采用霍爾轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)量。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。方案二： 光電傳感器 。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)。 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)。 4 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),使全數(shù)字化測(cè)量轉(zhuǎn)速系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。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。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)。從光源發(fā)出的光通過(guò)測(cè)速齒盤上的齒槽照射到光電元件上,使光電元件感光。對(duì)于被測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速在90—1700r/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： 45Hz≤f≤850Hz (1)測(cè)速齒盤裝在發(fā)射光源(紅外線發(fā)光二極管)與接收光源的裝置(紅外線接收二極管)之間,紅外線發(fā)光二極管(規(guī)格IR3401)負(fù)責(zé)發(fā)出光信號(hào),紅外線接收三極管(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)。所選用的紅外二極管IR3401,在正向工作電流為20mA時(shí),—,—,電流為10—20mA。設(shè)定中所選阻值為430Ω（Rmin≤R≤Rmax）。以透射式為例,當(dāng)不透光的物體擋住發(fā)射與接收之間的間隙時(shí),開關(guān)管關(guān)斷,否則打開。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)。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/min4) 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。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,。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)。兩級(jí)運(yùn)放放大所采用的供電電源均采用此接法。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。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。一次整形后的信號(hào)基本上為177。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。電源回路由R19,三極管VT2的集射極組成,采用單電源+12V供電,由于集射極截止,處于斷路狀態(tài),故輸出電壓U0為V。電源電流流經(jīng)電阻R19,三極管的集射極到地端,由于集射極導(dǎo)通時(shí)的電阻很小,可以忽略不計(jì)。綜上所述,三極管整形的電路的輸入關(guān)系是：信號(hào)為5V時(shí),U0=+12V；信號(hào)為+5V時(shí),U0=0V。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造,與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。,型號(hào)為AT89C51,它將計(jì)算機(jī)的功能都集成到這個(gè)芯片內(nèi)部去了,就這么一個(gè)小小的芯片就能構(gòu)成一臺(tái)小型的電腦,因此叫做單片機(jī)。在40個(gè)管腳中,其中有32個(gè)腳可用于各種控制,比如控制小燈的亮與滅、控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)、控制電梯的升與降等,這32個(gè)腳叫做單片機(jī)的“端口”,在單片機(jī)技術(shù)中,每個(gè)端口都有一個(gè)特定的名字,比如第一腳的那個(gè)端口叫做“”。 ●P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口,每腳可吸收8TTL門電流。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位?！馪1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口,P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí),P1口作為第八位地址接收。并因此作為輸入時(shí),P2口的管腳被外部拉低,將輸出電流。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí),P2口輸出地址的高八位。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。當(dāng)P3口寫入“1”后,它們被內(nèi)部上拉為高電平,并用作輸入。 P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口?！馬ST：復(fù)位輸入。●ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí),地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在平時(shí),ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào),此頻率為振蕩器頻率的1/6。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。此時(shí),ALE只有在執(zhí)行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止,置位無(wú)效。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間,每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效?！馝A/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí),則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000HFFFFH）,不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間,此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）?！馲TAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件,XTAL2應(yīng)不接。4．芯片擦除：整個(gè)PEROM陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過(guò)正確的控制信號(hào)組合,并保持ALE管腳處于低電平10ms來(lái)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(shí)器,計(jì)數(shù)器,串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。 最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)MCS51單片機(jī)復(fù)位電路是指單片機(jī)的初始化操作。因而,復(fù)位是一個(gè)很重要的操作方式。 ①?gòu)?fù)位功能： 為可靠起見,電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時(shí)才撤銷復(fù)位信號(hào),以防電源開關(guān)或電源插頭分合過(guò)程中引起的抖動(dòng)而影響復(fù)位。片內(nèi)復(fù)位電路是復(fù)位引腳RST通過(guò)一個(gè)斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連,斯密特觸發(fā)器用來(lái)抑制噪聲,它的輸出在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2,由復(fù)位電路采樣一次。 RC復(fù)位電路②單片機(jī)復(fù)位后的狀態(tài): 單片機(jī)的復(fù)位操作使單片機(jī)進(jìn)入初始化狀態(tài),其中包括使程序計(jì)數(shù)器PC＝0000H,這表明程序從0000H地址單元開始執(zhí)行。 值得指出的是,記住一些特殊功能寄存器復(fù)位后的主要狀態(tài),對(duì)于了解單片機(jī)的初態(tài),減少應(yīng)用程序中的初始化部分是十分必要的。IP＝00000B,表明各個(gè)中斷源處于低優(yōu)先級(jí)；IE＝000000B,表明各個(gè)中斷均被關(guān)斷；系統(tǒng)復(fù)位是任何微機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行的第一步,使整個(gè)控制芯片回到默認(rèn)的硬件狀態(tài)下。51單片機(jī)在系統(tǒng)復(fù)位時(shí),將其內(nèi)部的一些重要寄存器設(shè)置為特定的值,至于內(nèi)部RAM內(nèi)部的數(shù)據(jù)則不變。AT89C51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器。對(duì)外接電容的值雖然沒(méi)有嚴(yán)格的要求,但電容的大小會(huì)影響震蕩器頻率的高低、震蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。在焊接刷電路板時(shí),晶體振蕩器和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)芯片靠近,以減少寄生電容,更好地保證震蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。 最小系統(tǒng)的仿真 最小系統(tǒng)的仿真附最小系統(tǒng)仿真程序如下：include sbit LED=P1^0； //void Delay () //延時(shí)函數(shù)//{ unsigned char i,j； for(i=255；i0；i) for(j=255；j0；j)；}void main () { while(1) { LED=0； // LED滅// Delay ()； //返回延時(shí)函數(shù)// LED=1； //LED亮// Delay ()； //反回延時(shí)函數(shù)// } } 顯示部分設(shè)計(jì) (1) 許多電子產(chǎn)品上都有跳動(dòng)的數(shù)碼來(lái)指示電器的工作狀態(tài),其實(shí)數(shù)碼管顯示的數(shù)碼均是由八個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成的。LED數(shù)碼有共陽(yáng)極和共陰極兩種,把這些LED發(fā)光二極管的正極接到一塊（一般是拼成一個(gè)8字加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)
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