电机转速测量系统设计-资料提取码1013

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本文主要针对电机的转速进行测量，然后用数码管把电机的转速显示出来。本装置主要有两部分构成：光电测速部分、测得的脉冲处理处理和显示部分。光电测速部分主要由光电传感器构成。脉冲处理部分主要经施密特触发器对接收到的脉冲进行波形校正，由单片机的T1口输入，经单片机处理后显示输出电机的转速。

 

下面我们来了解一下光电测速部分！

这次设计选的是光电传感器，采用穿透法测量电机转速。光电传感器是应用非常广泛的一种器件，有各种各样的形式，如透射式、反射式等，基本的原理就是当发射管光照射到接收管时，接收管导通，反之关断。以透射式为例，当不透光的物体挡住发射与接收之间的间隙时，开关管关断，否则打开。为此，可以制作一个遮光叶片如图3所示，安装在转轴上，当扇叶经过时，产生脉冲信号。当叶片数较多时，旋转一周可以获得多个脉冲信号。这里我们才用转10个孔的方式！在一分钟的时间内，假如产生了10000脉冲，则电机的转速就为1000r/min.

 

 

 

测速的方法决定了测速信号的硬件连接，测速实际上就是测频，因此，频率测量的一些原则同样适用于测速。
     

通常，可以用计数法、测脉宽法和等精度法来进行测试。所谓计数法，就是给定一个闸门时间，在闸门时间内计数输入的脉冲个数；测脉宽法是利用待测信号的脉宽来控制计数门，对一个高精度的高频计数信号进行计数。由于闸门与被测信号不能同步，因此，这两种方法都存在±1误差的问题，第一种方法适用于信号频率高时使用，第二种方法则在信号频率低时使用。等精度法则对高、低频信号都有很好的适应性。
     

这里为简化讨论，仅采用计数法来进行测试。如上图：因为光电传感器不好仿真，这里我们采用了555芯片构成一个施密特触发器，由光电传感器得到的脉冲由2，5脚输入，经3脚输出接到单片机的T1（P3.5）.。经89C51编程处理后由P1口输出通过数码管显示出转速！

 

 

测量转速，使用光电传感器，被测电机带动纸片旋转，我们在纸片上开了10小孔，电机每旋转一周就会产生10个脉冲，产生12个脉冲，要求将转速值（转/分）显示在数码管上。

 

#include 
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define ulong unsigned long
#define LED_DAT P1
sbit LED_SEG0 = P0^3;
sbit LED_SEG1 = P0^2;
sbit LED_SEG2 = P0^1;
sbit LED_SEG3 = P0^0;
//sbit pin_SpeedSenser = P3^5; 
//光电传感器信号接在T1上
#define TIME_CYLC 100
//12M晶振，定时器10ms中断一次我们1秒计算一次转速。
// 1000ms/10ms = 100
#define PLUS_PER 10 
//码盘的齿数，这里假定码盘上有10个齿，即传感器检测到10个脉冲，认为1圈。
#define K         100.0   //校准系数。

unsigned char code  table[]=
{0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
   
uchar data Disbuf[4];// 显示缓冲区
uint Tcounter = 0;   //时间计数器
bit Flag_Fresh = 0; // 刷新标志
bit Flag_clac = 0; //计算转速标志
bit Flag_Err = 0; //超量程标志
//在数码管上显示一个四位数
void DisplayFresh();
//计算转速，并把结果放入数码管缓冲区
void ClacSpeed();//初始化定时器T0
void init_timer0();//初始化定时器T1
void init_timer1();//延时函数
void Delay(uint ms);
 /* interrupt address is 0x000b */
void it_timer0() interrupt 1
{
TF0 = 0;       
//d定时器 T0用于数码管的动态刷新
TH0 = 0xC0;            /* init values */
TL0 = 0x00;
Flag_Fresh = 1;
Tcounter++;
if(Tcounter>TIME_CYLC)
{ 
Flag_clac = 1;//周期到，该重新计算转速了
}
}
/* interrupt address is 0x001b */
void it_timer1() interrupt 3 
{
TF1 = 0;  
//定时器T1用于单位时间内收到的脉冲数
//要速度不是很快，T1永远不会益处
Flag_Err = 1;   
//如果速度很高，我们应考虑另外一种测速方法，脉冲宽度算转速
}
void main(void)
{
Disbuf[0] = 0;//开机时，初始化为0000
Disbuf[1] = 0;
Disbuf[2] = 0;
Disbuf[3] = 0;
init_timer0();
init_timer1();
while(1)
{  
if(Flag_Fresh)
   { 
    Flag_Fresh = 0;
    DisplayFresh(); // 定时刷新数码管显示
   }
   if(Flag_clac)
   { 
    Flag_clac = 0;
    ClacSpeed(); 
    //计算转速，并把结果放入数码管缓冲区  
    Tcounter = 0; //周期定时清零
    TH1=TL1 = 0x00; //脉冲计数清零 
   }
   if(Flag_Err)  //超量程处理
   {
    //数码管显示字母'EEEE'
    Disbuf[0] = 0x9e; 
    //开机时，初始化为0000
    Disbuf[1] = 0x9e;
    Disbuf[2] = 0x9e;
    Disbuf[3] = 0x9e;
    while(1)
    { 
    DisplayFresh();//不再测速 等待复位i
    }}}
}
//在数码管上显示一个四位数
void DisplayFresh()
{
P2 |= 0xF0;
LED_SEG0 = 0;
LED_DAT = table[Disbuf[0]];
Delay(1);
P2 |= 0xF0;
LED_SEG1 = 0;
LED_DAT = table[Disbuf[1]];
Delay(1);
P2 |= 0xF0;
LED_SEG2 = 0;
LED_DAT = table[Disbuf[2]];
Delay(1);
P2 |= 0xF0;
LED_SEG3 = 0;
LED_DAT = table[Disbuf[3]];
Delay(1);
P2 |= 0xF0;
}
//计算转速，并把结果放入数码管缓冲区
void ClacSpeed()
{
uint speed ;
uint PlusCounter;
PlusCounter = TH1*256 + TL1;
speed = K*(PlusCounter/PLUS_PER)/60;
//K是校准系数，如速度不准，调节K的大小
Disbuf[0] = (speed/1000)%10;  
Disbuf[1] = (speed/100)%10;
Disbuf[2] = (speed/10)%10;
Disbuf[3] = speed%10;
}
//初始化定时器T0
void init_timer0()
{
TMOD &= 0xf0; //定时10毫秒
/* GATE0=0; C/T0#=0; M10=0; M00=1; */ 
TMOD |= 0x01;  
TH0 = 0xC0;   /* init values */
TL0 = 0x00;  
ET0=1;    /* enable timer0 interrupt */
EA=1;     /* enable interrupts */
TR0=1;     /* timer0 run */
}
//延时函数
void Delay(uint ms)
{
uchar i;
while(ms--)
for(i=0;i<100;i++);
}
//初始化定时器T1
void init_timer1()
{
TMOD &= 0x0F;  
 /* GATE0=0; C/T0#=1; M10=0; M00=1; */
TMOD |= 0x50;   
TH1 = 0x00;    /* init values */
TL1 = 0x00;  
ET1=1;     /* enable timer1 interrupt */
EA=1;      /* enable interrupts */
TR1=1;     /* timer1 run */
}