基于89C51电机转速测量系统.doc

PAGE PAGE 9 电机课程设计 题 目： 电机转速测量系统 院 （系）： 机电工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 学生姓名： 蒋明波 学 号： 0500120308 指导教师： 高鹏 职 称： 副教授 2008年 7 月 目录： 1、摘要3 2、系统结构3 3、获取脉冲信号的方法4 3、1霍尔传感器4 3、2 光电传感器5 3．3光电编码器6 4、硬件连接图及原理6 5、实验程序及分析8 6．仿真15 7、PROTEL DXP原理图16 8、PCB图16 9、硬件调试结果与分析17 10、谢词17 11、参考文献18 1.摘要 测速是工农业生产中经常遇到的问题，学会使用单片机技术设计测速仪表具有很重要的意义。???? 要测速，首先要解决是采样的问题。在使用模拟技术制作测速表时，常用测速发电机的方法，即将测速发电机的转轴与待测轴相连，测速发电机的电压高低反映了转速的高低。使用单片机进行测速，可以使用简单的脉冲计数法。只要转轴每旋转一周，产生一个或固定的多个脉冲，并将脉冲送入单片机中进行计数，即可获得转速的信息。 2.系统结构 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。1光电测速部分。2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80C51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！ 。 3、脉冲信号的获得???? 可以有多种方式来获得脉冲信号，这些方法有各自的应用场合。下面逐一进行分析。3．1霍尔传感器???? 霍尔传感器是对磁敏感的传感元件，常用于开关信号采集的有CS3020、CS3040等，这种传感器是一个3端器件，外形与三极管相似，只要接上电源、地，即可工作，输出通常是集电极开路（OC）门输出，工作电压范围宽，使用非常方便。如图1所示是CS3020的外形图，将有字面对准自己，三根引脚从左向右分别是Vcc，地，输出。此主题相关图片如下：1.jpg?? 图1 CS3020外形图???? 使用霍尔传感器获得脉冲信号，其机械结构也可以做得较为简单，只要在转轴的圆周上粘上一粒磁钢，让霍尔开关靠近磁钢，就有信号输出，转轴旋转时，就会不断地产生脉冲信号输出。如果在圆周上粘上多粒磁钢，可以实现旋转一周，获得多个脉冲输出。在粘磁钢时要注意，霍尔传感器对磁场方向敏感，粘之前可以先手动接近一下传感器，如果没有信号输出，可以换一个方向再试。 这种传感器不怕灰尘、油污，在工业现场应用广泛。3.2．光电传感器???? 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，如图2所示，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。图2光电传感器的原理图此主题相关图片如下：3.jpg图3遮光叶片3.3．光电编码器???? 光电编码器的工作原理与光电传感器一样，不过它已将光电传感器、电子电路、码盘等做成一个整体，只要用连轴器将光电传感器的轴与转轴相连，就能获得多种输出信号。它广泛应用于数控机床、回转台、伺服传动、机器人、雷达、军事目标测定等需要检测角度的装置和设备中。如图4所示，是某光电编码器的外形。此主题相关图片如下：4.jpg图4 成品光电编码器 这次课设我选的是光电传感器，采用穿透法测量电机转速。光电传感器的原理上面有详细的介绍。 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. 4、硬件连接???? 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