论文--基于单片机控制的转速和温度测量系统
基于单片机的电机转速测量系统设计_(附图及源程序)
摘要在工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，测量转速的方法分为模拟式和数字式两种。
模拟式采用测速发电机为检测元件，得到的信号是模拟量。
数字式通常采用光电编码器，霍尔元件等为检测元件，得到的信号是脉冲信号。
随着微型计算机的广泛应用，特别是高性能价格比的单片机的出现，转速测量普遍采用以单片机为核心的数字式测量方法。
本文便是运用AT89C51单片机控制的智能化转速测量仪。
电机在运行过程中，需要对其进行监控，转速是一个必不可少的一个参数。
本系统就是对电机转速进行测量，并可以和PC机进行通信，显示电机的转速，并观察电机运行的基本状况。
本设计主要用AT89C51作为控制核心，由霍尔传感器、LED数码显像管、HIN232CPE电平转换、及RS232构成。
详细介绍了单片机的测量转速系统及PC机与单片机之间的串行通讯。
充分发挥了单片机的性能。
本文重点是测量速度并显示在5位LED数码管上。
其优点硬件是电路简单，软件功能完善，测量速度快、精度高、控制系统可靠，性价比较高等特点。
关键字：MSC-51（单片机）；转速；传感器目录摘要 (1)Abstract .................................... 错误!未定义书签。
1 序言 (1)2 系统功能分析 (2)2.1 系统功能概述 (2)2.2 系统要求及主要内容 (3)3 系统总体设计 (4)3.1 硬件电路设计思路 (4)3.2 软件设计思路 (4)4 硬件电路设计 (6)4.1 单片机模块 (6)4.1.1 处理执行元件 (6)4.1.2 时钟电路 (10)4.1.3 复位电路 (11)4.1.4 显示电路 (12)4.2 霍尔传感器简介 (15)4.2.1 霍尔器件概述 (15)4.2.2 霍尔传感器的应用 (16)4.2.3 AH41霍尔开关 (17)4.3 发送模块 (18)5 软件设计 (22)5.1 单片机转速程序设计思路及过程 (22)5.1.1 单片机程序设计思路 (22)5.1.2 单片机转速计算程序 (23)5.1.3 二-十进制转换程序 (24)5.2 程序设计 (27)6 系统调试 (29)6.1 硬件调试 (29)6.2 软件调试 (30)6.3 综合调试 (32)6.4 故障分析与解决方案 (33)6.5 结论与经验 (34)参考文献 (36)致谢 (37)附录 (38)附录1 电路原理图 (38)附录2 元器件清单 (39)1 序言智能化转速测量可以对电机的转速进行测量，电机在运行的过程中，需要对其平稳性进行监测，适时对转速的测量有效地可以反映电机的状况。
【精品】毕业设计-基于51单片机的转速测量系统设计
Keywordsmonolithic integrated circuits;speedsmeasure;Hall element
第
1.1
随着超大规模集成电路技术提高，尤其是单片机应用技术以其功能强大，价格低廉的显著特点，使全数字化测量转速系统得以广泛应用。由于单片机在测量转速方面具有体积小、性能强、成本低的特点，越来越受到企业用户的青睐。转速是工程中应用非常广泛的一个参数，其测量方法较多，而模拟量的采集和模拟处理一直是转速测量的主要方法，这种测量方技术已不能适应现代科技发展的要求，在测量范围和测量精度上，已不能满足大多数系统的使用。随着大规模及超大规模集成电路技术的发展，数字系统测量得到普遍应用，特别是单片机对脉冲数字信号的强大处理能力，使得全数字量系统越来越普及，其转速测量系统也可以用全数字化处理。在测量范围和测量精度方面都有极大的提高。
电式转速表测量。用这种方法测量时,既要在发动机转动轴上粘贴光标纸，又要求测量人员把转速表与光标纸的距离控制在很近的范围,测量十分不方便。随着科学技术的迅速发展,转速测量仪表已步入现代化、电子化的行列。过去曾经使用过的接触式测量仪表,如离心式转速表、磁性转速表、微型发电机转速表及钟表是定时转速表，均已先后受到冷落；而利用已知频率的闪光与被测轴转速同步的方法来测速的闪光测速仪，虽属非接触式仪表，目前仍有应用,但也退居次要地位。代之而起的是非接触式的电子与数字化的测速仪表。这类转速仪表大多具有体积小、重量轻、读数准确、使用方便等优点，容易实现电脑荧屏显示和打印输出，能够连续的反映转速变化，既能测定发动机稳定情况下的平均转速,也能够用来在足够小的时间间隔这一特定条件下测定发动机的瞬时转速。
单片机控制系统温度测定论文
浅谈单片机的控制系统与温度测定【摘要】随着国民经济的发展，科技的发展和提高，人们的安全意思普遍的提高和对用电的措施的采取也得到了改善。
例如：加热炉、热处理炉、木村加工烘干室及反应炉和锅炉中温度进行监测和控制。
采用单片机来对他们控制不仅具有控制方便，简单，灵活性等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大的提高产品的质量和数量。
【关键词】单片机控制系统温度温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数。
温度是工业控制对象的主要被控参数之一，如冶金，机械，食品，化工各类工业中广泛使用的各种加热炉，热处理炉，反应炉，木村烘干房等。
在过去多是采用常规的模拟调节器对温度进行控制.在工业生产过程中，必须对生产工艺过程中的主要参数等进行有效的控制。
其中温度的控制是优质，高产，低耗和安全生产的重要条件。
为了保证生产过程的稳定运行并提高控制精度，采用微电子技术是重要的途径，它的作用主要是改善劳动条件，节约能源，防止生产和设备事故，以获得好的技术指标和经济效益。
计算机控制系统大部分配有先进的控制算法，能够获得较好的工艺性能指标。
单片微型计算机是随着电路的技术的发展而诞生的。
由于它具有体积小，功能强，性价比高等优点，所以广泛应用于诸多领域，使产品小型化，智能化，既提高了产品的功能和质量又降低了成本，简化了设计。
一、单片机的温度测量与控制系统单片机控制简易方便，而且它提高了对温度的控制，使产品的质量得到保障，数量也相应的得到提高。
温度控制电路是通过可控硅调功器实现的。
双向可控硅管和加热丝串联接在交流220v，50hz 交流试点回路，在给定周期内，80s51 只要改变可控硅管的接通时间便可改变加热丝功率，以达到调节温度的目的。
一个以微机应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃兴起，单片机的应用已经渗透到电力、冶金、化工、建材、机械、食品、石油，木村加工烘干处理等各个行业。
原来的温度采集方法不仅费时费力，而且精度差，单片机的出现使得温度的采集和数据处理问题能够得到很好的解决。
本科毕业论文基于单片机的温度检测系统
XX大学学士学位论文基于单片机的温度检测系统摘要随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术。
单片机在温度检测方面得到广泛应用。
本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计，提出一种基于单片机并采用数字化温度测控系统应用于室温检测的设计方案，该方案是利用温度传感器将室内温度的变化，变换成电压的变化，其值由单片机处理，最后由单片机去控制数字显示器，显示室内的实际温度。
该系统具有温度上、下限报警功能。
矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
本文从硬件和软件两方面详细叙述了基于AT89C51的温度检测系统，该系统以DS18B20为温度检测装置，并附加了温度显示和超温报警功能。
温度采集传感器DS18B20直接以单线连接的方式进行信号传输，采用数字化数据传送方式大大提高了系统的抗干扰性。
因此，数字化单总线器件DS18B20适合于各种环境的现场温度测量。
它在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面较以前的温度传感器都有了很大的改进，系统具有结构简单，运行可靠，误差小，且成本低廉等特点。
本文还对AT89C51及DS18B20进行了详细的叙述，并对系统原理进行了仔细分析。
聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
关键词单片机；传感器；温度测量-I -XX大学学士学位论文Based on single-chip temperature detection systemAbstractWith the progress and developme nt, sin gle-chip tech no logy has spread to our lives, work; research in various fields has become a relatively mature tech no logy. Single-chip temperature testing is widely used. This article will introduce the singlechip microcomputer-based control of a digital thermometer, and a single-chip digitalbased temperature measurement and control system used in the design of room temperature detecti on program, which is the use of the in door temperature sen sor to temperature cha nge, tran sform in to cha nges in voltage, and its value from sin gle-chip process ing, and fin ally by the si ngle-chip microcomputer to con trol the digital display shows actual room temperature. The system has a temperature, the lower limit alarm fun ctio n.残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
基于单片机的电机转速测量系统的设计
仪 表 技 术 与 传 感 器
Ｉ ｓｒ ｍｅ ｔ Ｔ ｃ ｎ ｑ ｅ ａ ｄ Ｓ ｎ ｏ ｎ ｔｕ ｎ ｅ ｈ ｉｕ ｎ ｅ ｓ ｒ
２ １ ０１
第 ８期
Ｎｏ ８ ．
基 于单 片机 的 电机 转 速测 量 系统 的设 计
王文成 李 ，
（． １ 潍坊学院信息与控制工程 系， 山东潍坊
霍尔元件作为 一种转 速测量 系统 的传 感器 ， 有体 积小 、 它 重量轻 、 安装方便 等优点 ， 该传 感器 是利用 霍尔效 应 原理 工作
式 中： 电机 的转 速 ； ｎ为 Ｐ为 电机转 一 圈 的脉 冲数 ； Ｔ为输 出方 波信号 的周期 。
２ 系 统 硬 件 设 计
收稿 日期 ：０ ０—１ ２１ ２—２ 收修改稿 日期 ：０ １ ３—１ ７ ２ １ 一ｏ ３
率， 根据式 （ ） １ 可计算 出 电机 的转速 。转 速检 测装 置的 软件 系 统主要包括 ： 测速 主程序 、 据处 理子程 序 和显示 子程 序 。主 数
２ ２ 电 源 电路 ．
图 ５ 电 机 测 速 电 路
３ 软 件 设 计
系统 采用单片机 中的 Ｉ Ｔ Ｎ ０中断对转速 脉 冲进 行计数 。定
罩
时器 Ｔ 工作 于外部 事件 计数方式 ， １ 对转速脉 冲计数 ； Ｔ Ｏ工作 于 定时器方式 。每到 １ 读 １ ８ 次计数 值 ， 此值 即为脉 冲信 号的频
式 中 ： 为霍尔器件 的灵敏度 系数 ； 为控制 电流 ； ， Ｂ为磁 感应
强度 。
等 Ｉ 。他们各 有优 点和缺点 ， ３ 直流测速 发 电机 是应用 范 围较 广 的测速元件 ， 它的主要优点是 灵敏度 、 高线性误 差小 ， 由于 但 它具有 电刷和换 向接触装置 ， 因而可靠性 较差 ， 应用 范 围有限 ； 普通光 电编码器 虽然精 度较 高 ， 体积 大 ， 但 成本 高。霍尔 元件 具有尺寸小 、 外围电路 简单 、 使用 寿命 长、 调试 方便等 特点用它
单片机温度监测系统设计毕业论文
目录第一部分设计任务与调研 (2)1.毕业设计的主要任务 (2)第二部分设计说明 (3)1.理论分析 (3)2.设计方案（构思、分析、确定） (4)3.单片机温度检测系统设计 (5)4.单片机最小系统 (5)5.显示与报警模块设计 (9)第三部分设计成果 (11)1设计成果 (11)2作品的特点 (11)3佐证材料：单片机系统程序 (12)第四部分结束语 (23)第五部分致谢 (24)第六部分参考文献 (25)第一部分设计任务与调研1.毕业设计的主要任务温度往往是一个很重要的量，需要准确地加以控制。
除了这些部门之外，温度控制系统还广泛应用于其他领域，是用途很广的一类工业控制系统。
温度控制系统常用来保持温度恒定或者使温度按照某种规定的程序变化。
现要求能广泛工厂、民居的基于单片机的温度检测系统.2.设计的思路本设计的整体思路：利用流过热敏电阻电流随温度线性变化的关系，将电流的变化转化为电压的变化，即0℃时输出电压为0V显示在数码管上的数值为00.0。
当40℃时输出电压通过A/D转换器输出处理显示为40.0。
即在0~40℃的温度变化过程中，电压变化对应温度变化。
数码管上的数值就是对应于所测量的实际温度值。
测量过程中可通过独立按键，设置测量温度上下限数值（上限>下限），设置成功后，系统测量实时温度，当前温度高于上限值或低于下限值，通过蜂鸣器报警。
3.调研的目的和总结随着现代工业的逐步发展，在工业生产中，温度、压力、流量和液位是四种最常见的过程变量。
其中，温度是一个非常重要的过程变量。
列如：在冶金工业、化工工业、电力工业、机械加工和食品加工等许多领域，都需要对各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉的温度进行即监测控制。
然而，用常规的控制方法，潜力是有限的，难以满足较高的性能要求。
采用单片机来对它们进行温度监测控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大的优点，而且可以大幅度的提高被监测温度的技术指标，从而能够大大的提高产品的质量和数量。
毕业设计论文 基于单片机的温度测量系统
毕业论文基于单片机的温度测量系统学生姓名：xxx学号：0xxxxxxxxx所在系部：电气信息工程系专业班级：0x电子信息工程技术gz二班指导教师：xx 讲师日期：二○○x年x月毕业设计（论文）任务书系部xxxxxxx 指导教师xx 职称讲师学生姓名xxx 专业班级xxxxx 学号xxxxxxxxxx 设计题目基于单片机的温度测量系统设计内容目标和要求（设计内容目标和要求、设计进度等）毕业设计的目标：本设计包括确定控制任务、系统总体方案设计、硬件系统设计的设计等，使学生进一步学习与理解基于单片机温度测量系统的原理，巩固与综合专业基础知识和相关专业课程知识，提高学生运用理论知识解决实际问题的实践技能。
毕业设计的要求:设计基于单片机的温度测量系统，针对温室智能化控制存在的诸多因子，将智能传感器监测和单片机控制相结合，提出了基于单片机的温度检测系统设计方案。
毕业设计的设计进度：1.根据题目要求的指标，通过查阅有关资料，确定系统设计方案，并设计其硬件电路图；2.画出电路原理图，分析主要模块的功能及他们之间的数据传输和控制关系；3.完成毕业设计。
指导教师签名：年月日系部审核此表由指导教师填写由所在系部审核1毕业设计（论文）学生开题报告课题名称基于单片机的温度测量系统课题来源老师指定课题类型EX 指导教师xx学生姓名xxx 学号xxxxxxxxxx 专业班级xxxxxx开题报告内容一、本课题的目的及研究意义：1. 课题的研究现状及趋势在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。
无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度打着交道。
自18世纪工业革命以来，工业发展与是否能掌握温度有着密切的联系。
在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等行业，可以说几乎80%的工业部门都不得不考虑着温度的因素。
温度不但对于工业如此重要，在农业生产中温度的监测与控制也有着十分重要的意义。
本课题围绕应用于温室大棚的基于单片机的温度测控系统展开应用研究工作。
(完整版)基于单片机的温度监控系统毕业设计论文
1 绪论1.1 课题背景本课题要求实现温室温度的自动检测和控制，能够显示温室温度，当温度超出正常范围时系统发出报警信号。
温度是工业生产过程中最普遍、最重要的检测参数之一。
任何物理变化和化学变化的过程都与温度密切相关。
温度检测和控制都直接与安全生产、节约能源等技术经济指标相联系。
温度测量在工业、民用、军事等领域占有重要的地位。
航空、汽车、家电、科研等领域都需要温度测试设备，用于测试和确定电工、电子及其他产品及材料进行高温、低温、交变温度或恒定试验的温度环境的变化，判断当检测目标的温度值达到警示条件时发出警告信号。
一般系统运行时，温度不可过高，温度检测系统可以设定一个报警值，对于温度超过该温度值时进行声光报警，提示管理人员尽快断电对设备进行检修，这样就可以防止温度过高对电机、部件所造成的损坏，避免造成更大的损失[2-3]。
传统的温度检测系统采用热电阻、热敏电阻、热电偶等传感器作为感测器件，采用差动放大器进行放大，用单片机进行数据处理，最终显示出温度值。
本设计的核心部件用精密温度传感器，专门负责现场温度的测量、变换和数字量化，选用单片机作为微控制器进行温度采集，然后将采集到的温度值的数据利用微控制器将当前温度显示出来。
通过RS-485总线将当前采集到的温度值发送到PC机，在控制室的观察人员能够及时准确的监视当前温度情况。
1.2 课题现状温度检测具有广泛的应用性，在工业、民用、军事等领域都有着极其重要的应用。
1.2.1 CPU温度检测现在的电脑主板具有老式主板所没有的CPU温度检测报警功能。
CPU 温度过高会导致系统工作不稳定或者死机，甚至损坏CPU等，所以对CPU 的温度检测是很重要的。
它会在CPU温度超出安全范围时发出警告检测。
温度的探头有两种：一种集成在处理器之中，依靠BIOS的支持；另一种是外置的，在主板上面可以见到，通常是一颗热敏电阻。
它们都是通过温度的改变来改变自身的电阻值，让温度检测电路探测到电阻的改变，从而改变温度数值。
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1 引言1．1 本课题的研究背景在大型旋转主轴的在线监控及其故障诊断中，转速和温度可以直接反应机械设备的运转是否正常。
为避免生产事故的发生，必须提前检测出问题所在[1]。
衡量转轴旋转机械性能的重要参数是转速，根据转速变化的大小可以了解设备是否正常工作。
在许多旋转主轴系统检测控制中，需要实时的监测其转速，因为转速的准确性以及变化过程对于系统的运动性能有非常大的影响。
因此，转速的实时准确测量对设备的正常运行有着重要的意义。
测量转速和温度的方法有很多，常见的转速测量方法是通过对模拟量的处理测量转速，在测量范围和测量精度上已经远远不能满足工业生产要求，更谈不上应用在科研、军事等领域[2]。
温度测量按其测量方式可以分为接触式测温和非接触式测温。
接触式测温会直接影响目标物体温度场的分布，肯定会造成偏差，现在几乎已经淘汰这种测温法。
在未来的很多测量场合，都将会运用到数字化的检测和非接触式红外传感器[3]。
随着单片机等微电子产品和大规模集成电路的日新月异，早期常用的接触式测量转速、温度的方法精度不高，大多已不满足测量要求而被淘汰。
因此，本课题所研究的基于单片机控制的转速和温度测量系统具有很高的使用价值。
此测量系统具有操作简单，响应速度快等优点。
1．2 转速、温度测量国内外研究现状1.2.1 转速测量国内外研究现状虽然我国关于转速测量的研究起步有点晚，但随着测控技术的飞速发展，我国的很多高校和科研单位也都相继跟进研究，同样也取得了很多不俗的成绩[4]。
例如中科院电子研究所的王爱明等研发了利用霍尔传感器采样信号速率，用单片机对采样时间的控制，由此测量转速。
该方法实现了非接触测量，测量精度很高。
实验证明，此方法可应用于高精度测量转速的场合[5]。
清华大学钱建强也设计了一种非接触式测量转速的装置，用单片机作为主控芯片，选用红外传感器。
对脉冲周期和脉冲信号个数同时测量，从而测得主轴转速，此法不仅测量达到了测量精度高的要求，同时也保证了实时的测量，便于安装。
很容易地完成转速测量[6]。
上海计量测试技术研究院的叶菁等提出了多功能转速测量仪。
系统采用可选采样时间和采样脉冲的数量，提高了测量精度，可以达到测量瞬时速度[7]。
该多功能速测仪的各项测量指标都达到了预期要求。
国外在转速测量领域也有不少重大突破，特别美国和日本，研制出了多种新型测量仪器和转速测量系统。
在美国，从十九世纪七十年代起，阿克莱克斯公司的分公司就一直从事研究“通用海上试验功率测试系统”采用的测量方法就是红外线测量。
除此之外，还利用卡环式变传感器测量转轴截面的扭转形变来测量扭矩[8]。
最后通过显示器，显示测量的转速值和扭矩值等。
蒙那多公司（Monarch）研制出了多功能频闪测量仪，可以测量多个物理量，此测量仪不仅可以实现对转速的测量，还可以对温度进行测量。
还能够实现接触式与非接触式两种方法测量转速，其中非接触式测量是采用激光多普勒转速测量技术，可轻松实现风机、发电机的转速测量减小了测量误差[9,10]。
只需要配置不同的传感器就可以实现对其他物理参数的测量。
1.2.2 温度测量国内外研究现状在生产过程中，许多产品或生产工序都是控制在一定的温度范围内进行的。
温度过高或者过低都会影响正常生产，甚至造成严重的事故。
接触式测温是与被测物体直接接触，经过一段时间，当两者经过热传递达到平衡时，此时测温计显示的读数就是被测物体的温度。
此种测温方法比较简单，测温也直观、可靠。
但由于需和被测物直接接触，难免会影响被测物的温度场分布，从而偏离真实值。
而且在接触的过程中，若碰到高温、腐蚀等复杂的测量场合，不可避免的会损坏测温计的敏感元件，因此，接触式测温计仅能使用在一些精度要求不高且环境适宜的场合。
非接触测温的原理是利用所有物质总在不停向外界发出红外辐射能量。
只要温度高于绝对零度的物体都会不断的向外界发出电磁辐射，俗称红外光。
红外辐射的本质是热辐射，而物体的温度决定了热辐射的程度，温度越高，辐射出来的能量就越强。
根据这个理论，只要测得物体的辐射能量，经过转换电路将光信号转换为电信号，便能测量物体的温度，这就是非接触式红外测温仪原理。
非接触式是利用被测物体的红外辐射能量和温度的对应关系来测量温度，由于没有和被测物体直接接触，故测得的温度值较接触式精确。
此法测温动态性强，测温范围广，能测量运动的物体。
十九世纪初，著名英国物理学家弗里德里希.威廉.赫歇尔发现了一种频率范围在0.76um-1000um的不可见光，后被证实是红外辐射，又称红外线、红外光，从此为人类应用红外技术奠定了夯实的基础[11]。
从早期的红外辐射测温仪如红外点温仪、红外扫描仪到现在使用广泛、技术成熟的红外辐射热像仪，测量温度的设备随着时代的进步，也发生了巨大的变化。
在很多场合，人们不仅要测量某点的温度，还希望能够由点及面，了解物体表面温度场的分布。
红外热像仪的原理是通过红外成像，它将物体表面温度场分布转换成图像，它的问世进一步推动了红外测温技术的发展。
这种技术随着时代的发展，使得热像仪的测温的范围更广，测温精度更高，在各行各业应用得更加广泛。
红外测温技术发展到了九十年代中叶，美国FSI公司推出了一种技术功能更为强大的红外热像仪，在测温时，只需要对准被测物几秒就可以提取热图像，并保存在存储器中，随后可利用相关软件对测量的参数进行后期分析和处理，再利用焦平面阵列式的成像技术原理，从而测量出温度。
红外测温技术相比于传统的测温有了本质上的提升，由于其操作简单，便于携带，这种测温方法已经成功的从军用转为民用了，红外测温相比于传统的测温很多优点，归纳如下：（1）不受距离限制。
适用于对旋转体、高温物体表面温度的测量。
（2）测量精度高。
因为红外测温不需要和被测物体接触，所以被测物体原有的温度场不会受到影响。
因此测量结果精确、真实。
（3）灵敏度高。
物体表面温度发生细微变化，便引起辐射能的明显变化，红外传感器能快速检测出来。
（4）红外测温响应速度快。
1．3 本课题主要研究内容本课题研究的是基于单片机控制的转速和温度测量系统，对大型主轴的转速和温度进行测量。
采用非接触方式对转速和温度进行测量，并用液晶显示器把测量的数据显示出来。
其中对于转轴在高转速和低转速时采用不同的测量方法来提高测量精度。
目前对转速测量的系统和温度测量测量系统很多，但是能够同时测量转速和温度，并把二者结合在一起的测量系统并不多见。
所以本课题研究集转速和温度为一体的测量系统，在工业场合或是民用环境都有很高的使用价值。
大到发电机组、风机叶轮，小到发动机、车轴等需要转速和温度的测量来保证这些设备正常运作。
1.3.1 转速测量通过对转速测量方法的比较，分析测量方法的测量精度和误差，在考虑到电路的简洁性且保证精度的同时，高转速和低转速时采用不同的测量方法来提高测量精度。
高速采用测频率法（“M”法）来测量。
低速采用测周期法（“T”法）来测量。
基本的转速测量系统由转速信号釆集电路、信号放大电路、整形电路、转速计算和转速显示等部分组成。
转速测量系统的关键在于传感器的选择，需考虑现场条件对测量过程的影响，筛选最终选择红外光电对管。
相对于磁电式，它不受现场磁场环境的影响。
1.3.2 温度测量本系统采用红外非接触式测温方法。
非接触式红外温度测量系统包括红外光学系统、红外探测器、信号放大处理电路以及显示电路。
红外测温系统的关键是红外温度探测器。
挑选探测器时，应考虑探测器的工作范围、精度、视场范围、响应速率、被测物体的发射率等。
经比较后，本系统选用的是TO-39型红外温度测量模块，这是一种内部集成了环境温度补偿和前置放大电路的红外传感器，大大简化了本测量系统的设计。
2 总体设计2．1 设计要求设计要求：采用非接触方式对转速和温度进行测量，并用液晶显示器把测量的数据显示出来。
其中对于转轴在高转速和低转速时采用不同的测量方法来提高测量精度。
2．2 系统结构本系统选择STC89C52单片机作为主控制芯片。
主要组成电路包括电源电压电路、晶振电路、复位电路、转速测量电路、信号放大电路、信号整形电路、红外温度测量集成电路、LCD1602显示模块等。
主要组成部件有：STC89C52单片机、MLX90614红外温度采集模块、红外光电对管、TL082运算放大器、NE555芯片、LCD1602显示模块等。
同时对温度和转速进行测量，对于转速的测量，首先使用测频率法（“M”法）来测量，如果测得的结果低于6000r/min，那就采用测周期法（“T”法）来测量。
系统总体结构框图如图1所示。
STC89C52单片机TO-39红外温度传感器红外光电发射、接收对管TL082信号放大电路NE555整形电路LCD1602液晶显示电路图1 转速和温度测量系统总框图3 硬件设计3．1 转速测量原理3.1.1 测频法“M ”法当红外光电接收二极管将接收到的转速信号通过放大电路将信号放大，然后通过整形电路对信号进行整形处理之后，再送到单片机内部16位计数器计数。
读出计数器内计数值即是被测物体的转速，“M ”法测量转速原理图如图2所示。
图2 “M”法测量转速原理图用被测物体在一定的时间内旋转过的角度计算转速，例如在单位时间内，红外光电接收管接收N 个脉冲，即为该单位时间的转速，这种通过频率测量来实现转速测量的方法，称为测频法（“M ”法）。
“M ”法测量转速时序图如图3所示，设定时间1T 内，计数器记录脉冲数为1m ，则转速为：111m 6060n PT PT == 式中：1n ：转速 单位：（转/分）1T ：采样时间 单位：（秒）P ：被测旋转体上贴的高反光率金属材料个数T ：测速脉冲周期1m ：脉冲个数图3 “M ”法测量转速时序图利用“M ”法测量转速，测量时间T 和脉冲不能严格同步，所以在测量精度上可能产生±1个脉冲的量化误差。
现对该法进行误差分析：11111111n n PT 60PT m 60PT 1m 60n ∆±=±=±='）（ 相对误差：111111n 1PT 60m 1n n ⋅==∆=ε 由上式可知：相对误差与转速成反比，即被测转速越大，相对误差越小，测量精度也就越高。
所以“M ”法适用于高速测量场合，而在低速测量误差较大。
3.1.2 测周期法“T ”法测周期法“T ”法，即旋转一定的角位移的距离，然后测量通过这一角位移的时间，以此来测量转速。
以外部晶振12分频后差生的时基脉冲来计量这个脉冲周期的时间，经过单片机换算，就可以计算出转速。
用来采集脉冲的齿盘，可以是单孔，也可以是多孔，通过测量两次脉冲间的时间，就可以测出转速。
对于多孔齿盘，齿盘的孔数P ，其测量的时间只是每转的1/P 。
“T 法”时序波形如图4所示。
设定时间2T 内，计数器内记录脉冲数为2m ，则c2c 22f m T m T == 则“T ”法测量所得转速为：2c 22m f 6060n P PT == 式中：2n ：转速 单位：（转/分）2T ：采样时间 单位：（秒）c f ：单片机内部基准时钟频率2m ：时钟脉冲计数图4 “T ”法测量转速时序图影响“T ”法测量转速的误差是两个相邻脉冲的上升沿触发时间不一定相同，以及达不到同时启动和关闭定时/计数器。