基于单片机的直流电机闭环调速控制系统xin
基于单片机的直流电机闭环调速系统设计
基于单片机的直流电机闭环调速系统设计一、引言电机调速是现代工业自动化控制系统中的重要环节之一、直流电机是一种通用的执行元件，广泛应用于各种机械设备中。
为了满足不同工况下的需求，需要设计一种闭环调速系统，来精确控制直流电机的转速。
二、闭环调速系统设计原理闭环调速系统是通过测量电机转速，与给定的目标转速进行比较，并计算出误差值，根据误差值来调整电机的控制量，使得电机的实际转速逐渐接近目标转速。
常用的闭环调速系统结构包括：传感器、比较器、控制器、执行器等。
三、系统硬件设计1.传感器：采用光电编码器作为转速传感器，通过检测转子上的光电信号来测量电机转速，并将转速信号反馈给控制器。
2.控制器：采用单片机作为控制器，实现转速目标值的设定、误差计算、控制指令的生成等功能。
使用PID算法作为控制器，根据误差信号和设定的PID参数计算控制量，并输出给执行器。
3.执行器：采用电机驱动电路作为执行器，将控制器输出的控制量转换为控制信号，驱动直流电机旋转。
四、系统软件设计1.系统初始化：包括单片机的初始化设置、PID参数的初始化、设定转速目标值等。
2.信号采集：采集光电编码器的信号，并根据信号周期计算电机的实际转速。
3.控制量计算：通过将转速目标值与实际转速值进行比较，计算转速误差，并根据PID算法计算控制量。
4.控制指令输出：将计算得到的控制量输出给电机驱动电路，驱动直流电机旋转。
5.系统反馈：每隔一段时间，重新采集转速信号，并进行误差计算和控制指令输出的循环操作，以实现闭环调速。
五、闭环调速系统实验验证搭建实验平台，将设计好的闭环调速系统进行实际验证。
通过调节设定转速目标值，在不同负载条件下，观察闭环调速系统的响应特性和控制精度。
根据实验结果，对系统的PID参数进行优化，进一步提高闭环调速系统的性能。
六、总结本文基于单片机的直流电机闭环调速系统设计，通过测量电机转速，并与设定的目标值进行比较，通过PID算法计算控制量，实现对直流电机的精确控制。
基于单片机控制的直流电机PWM调速系统设计
图 ４ ｝１桥 驱 动 模 块
三 、系统 软 件 设 计 （一 ）程 序 设 计 方 案 本 系 统 采 用 Ａｔ８９Ｃ５２作 为 核 心 控 制 芯 片 ，ｍ ＰＷＭ 倩 号发 ，ｔ三电 路 产 生 ＰＷＭ 信 号 ，驱 动 直 流 电 ｆＪ【， 流 电 机 驱 动 装 ｒ电 机 轴 上 的 霍 尔 传 感 器 来 埘 电 机 转 动 的 转 数 通 过 算 法 测 戢转 速 通 过 按 键 电路 ，信 输 入 进 单 片 机 ，然 从 单 片 机 通 过 驱 动 电 路 使 电 机 转 动 ，电 机 有 磁 铁 一 段 转 刮 霍 尔 传 感 器 时 ， 电 改 变 而 产 生 信 ＿口 送 人 片 机 ， 电 机冉 把 信 通 过 数
２０１ ８ 年 第 １ ７ 卷 第 ４ 期
基 于单 片机 控制 的直流 电机 ＰＷＭ调速 系统设计
口 李 玮
【内容摘 要】直流 电机在机 器人控 制 、无人机设计等项 目开发 中应 用广泛 ．对于直流 电动 机的控制 方法有很 多种 ．．本文主要 针 对 直流 电动 机 的 脉 宽 调 制 （ＰＷＭ）调 速 方 式进 行 探 讨 研 究 及 设 计 ，从 而 对 电 动 机 的 转 速 快 慢 等 方 面 进 行 精 确 的 控 制 。 采 用 ＰＷＭ 方 式控 制 电 机 时 ，其 特 点是 间 断性 地 向 ｔ乜机供 电 ，以 不 同 的 频 率 形 成 方 波 脉 冲 对 电 动 机 供 电 ，不 同
１’Ｖ
图 １ 系 统 组 成
二 、硬 件 结构 组成 水 系统 的 硬 件 组 成 部 分 １三嘤 柯 单 片机 、 求 模 块 、Ｈ 侨 驱 动 电 路 、诬 尔 传 感 器 、按 键 卡Ｉ！块 等 硬 件 结 构 组 成 恢 ６史件 系 统 可以 通 过 片 机 控 制 ，Ｈ桥 驱 动 电 路 对 电 机 进 行 厅 向 和 速 度 的 控 制 ，通 过 霍 尔 传 感 计 ｌ、Ｊ，前 的 电 机 转 速 ，通 过 撼 ，Ｊ＝：模块 ，Ｊ … 、【， 的 电 机 状 态 ，迎 过 按 键 模 块 对 ，』的 电 ｆ』【 状 态 进 行 捌 （一 ）单 片机 核 心 控 制 板 主 控 板 巾 ＡＴ８９Ｃ５２ 片 机 、 时 钟 和复 化 电路 以 硬 外 围 接 【ｌｌ１电 路 组 成 ，其 ＩＩ１ 片 机 的 Ｐ０ ¨川 来 控 制 数 码 管 的段 选 ，Ｉ）２ ｆ＝＿１的 低 四 位 州 来 控 制 数 码 管 的 化 选 ，ｌ １【Ｉ外 接 按 键 ，Ｐ３ ¨ 的 ．５引 脚 用 来 进 行 ｊ霍 尔 传 感 器 十１Ｉ连 电 路 如 ２所 ，Ｊｊ （二 ）显 示 模 块 、显爪 ｆ５ｌ块 曼 Ｊｌ｝ｊ于 示 前 的 流 电
基于单片机的直流电动机闭环调速控制系统设计
基于单⽚机的直流电动机闭环调速控制系统设计本科毕业设计论⽂论⽂题⽬基于单⽚机的直流电动机闭环调速控制系统设计基于单⽚机的直流电动机闭环调速控制系统设计摘要本⽂介绍利⽤51系列单⽚机控制PWM信号从⽽实现对⼤功率直流电机转速进⾏控制的系统设计。
⽂章中采⽤了STC89C52单⽚机芯⽚，通过软件控制，对PWM输出占空⽐进⾏调节，从⽽控制电机的平均电压以实现电机速度的控制。
此外，还采⽤了IR2110芯⽚与功率管（MOSFET）构成H桥驱动电路作为直流电机调速功率放⼤电路的驱动模块。
本设计中使⽤了霍尔元件对直流电机的转速进⾏测量，反馈给单⽚机，通过液晶显⽰出来。
另外，通过对电流的采样，实现过流保护。
在软件⽅⾯，⽂章中详细介绍了PWM运算程序以及速度测量程序等的编写思路和具体的程序实现。
关键词PWM, IR2110, 直流电动机, STC单⽚机ABSTRACT This article describes the use of 51 series microcomputercontrol of the PWM signal in order to achieve high-power DC motor speed control system design. With the help of stc89c52, a kind of MCU, the paper described how to adjust the output of the PWM duty cycle to control the average motor voltage and so to control motor speed. In addition, the uses of the IR2110 chip and power tube (MOSFET) constitute the H bridge drive circuit as a driver module of DC motor speed control circuit of power amplifier. The design adopts the Hall element to measure the DC motor speed, and the result of it feeds back to the microcontroller and shows on the liquid crystal display.Moreover, through to the electric current sampling, realizes the overflow protection. On the software side, the article introduced in detail the procedures, as well as computing speed PWM measurement procedures for the preparation of ideas and the realization of the specific procedure.KEY WORDS PWM, IR2110, DC motor, STC microcomputer⽬录摘要 (2)前⾔ (4)第⼀章系统硬件电路设计 (5)1.1 系统总设计框图介绍 (5)1.2 单⽚机系统设计介绍 (6)1.2.1 8051单⽚机简介： (6)1.2.2 STC单⽚机简介 (6)1.2.3 最⼩系统原理图及按键部分： (8)1.3 功率放⼤驱动电路设计 (8)1.3.1 IR2110芯⽚及外围原理图 (9)1.3.2IR2110性能与特点 (9)1.3.3 IR2110的引脚图以及功能 (10)1.3.4 IR2110 ⼯作原理 (12)1.3.5 光耦隔离设计 (13)1.3.6 H桥驱动设计 (13)1.4 电机测速电路设计 (15)1.4.1 霍尔元件介绍 (15)1.4.2 霍尔传感器的⼯作原理 (16)1.5 显⽰模块设计 (17)1.5.1 LCM 1602简介 (17)1.5.2 LCM 1602写操作时序图 (18)1.6 电源模块设计 (18)1.6.1 电源模块的原理图 (18)1.6.2 稳压芯⽚简介 (19)第⼆章软件设计分析 (20)2.1 主程序流程图 (20)2.2 PWM 基本原理及其实现⽅法 (20)2.2.1 PWM基本原理 (20)2.2.2 实现⽅法 (21)2.2.3 PWM调节的中断程序及分析 (22)2.2.4 PWM输出的特殊编程 (25)2.2 测速的实现 (27)2.3.1 测速的⽅法 (27)2.3.2 软件实现分析 (28)3.3.3 编程的可靠性分析 (28)结论 (28)参考⽂献 (29)致谢 (29)基于单⽚机的直流电动机闭环调速控制系统设计前⾔本⽂介绍利⽤51系列单⽚机控制PWM信号从⽽实现对⼤功率直流电机转速进⾏控制的系统设计。
基于单片机的直流电机闭环调速控制系统xin
题目直流电机闭环调速系统控制院系专业组别组长指导教师基于单片机的直流电机闭环调速控制系统摘要：设计以AT89C51单片机控制模块为核心，由单片机控制、直流电机转速为被测量组成的控制系统。
原理是利用红外线光电传感器接收直流电机转速所产生的红外信号转换成电信号传输给单片机，并调节转速的闭环调速控制系统。
1.AT80C51单片机介绍1.1主电源引脚V ss—(20脚)：电路地电平V cc—(40脚)：正常运行和编程校检（8051/8751)时为+5V电源。
1.2外接晶振或外部振荡器引脚XTAL1—(19脚)：接外部晶振的一个引脚. 在单片机内部，它是一个反相放大器的输入端，这个放大器构成了片内振荡器. 当采用外部振荡器时，此引脚应该接地.XTAL2—(18脚)：接外部晶振的另一个引脚. 在片内接至振荡器的反相放大器的输出和内部时钟发生器的输入端. 当采用外部振荡器时，则此引脚接外部振荡信号的输入。
1.3控制、选通或电源复用引脚RST/V pd—(9引脚)： RST即Reset（复位)信号输入端。
ALE/PROG—(30引脚)： ALE，允许地址索存信号输出。
PSEN—(29脚)：访问外部程序存储器选通信号，低电平有效。
.V pp/EA—(31引脚)： EA为访问内部或外部程序存储器选择信号。
1.4多功能I/O口引脚P0口—（32-39脚)：8位漏极开路双向并行I/O接口.P1口—（1-8脚)： 8位准双向并行I/O接口.P2口—（21-28脚)：8位准双向并行I/O接口.P3口—（10-17脚)：具有内部上拉电路的8位准双向并行I/O端口。
它还提供第二特殊功能，具体含义为：P3.0—(10脚)RXD：串行数据接收端。
P3.1—(10脚)TXD：串行数据发送端。
P3.2—(10脚)INT0：外部中断0请求端，低电平有效。
P3.3—(10脚)INT1：外部中断1请求端，低电平有效。
.P3.4—(10脚)T0：定时器/计数器0外部事件计数输入端。
基于单片机的直流电机调速系统设计
直流电机转速 :
根据基尔霍夫第二定律，得到电枢电压电动势平衡方程式 U=Ea+Ia（Ra+Rc）……………式1
式1中，Ra为电枢回路电阻，电枢回路串联保绕阻与电刷 接触电阻的总和；Rc是外接在电枢回路中的调节电阻
由此可得到直流电机的转速公式为:
n=(Ua-IR)/CeΦ ………………………式2
式2中, Ce为电动势常数, Φ是磁通量。 由1式和2式得
n=Ea/CeΦ ……………………………式3
由式3中可以看出, 对于一个已经制造好的电机, 当励磁电压和 负载转矩恒定时, 它的转速由回在电枢两端的电压Ea决定, 电 枢电压越高, 电机转速就越快, 电枢电压降低到0V时, 电机就 停止转动；改变电枢电压的极性, 电机就反转。
PWM脉宽调速
PWM（脉冲宽度调制）是通过控制固定电压的 直流电源开关频率, 改变负载两端的电压, 从 而达到控制要求的一种电压调整方法。在PWM 驱动控制的调整系统中, 按一个固定的频率 来接通和断开电源, 并且根据需要改变一个 周期内“接通”和“断开”时间的长短。通 过改变直流电机电枢上电压的“占空比”来 达到改变平均电压大小的目的, 从而来控制 电动机的转速。也正因为如此, PWM又被称为 “开关驱动装置”。
, 软件简单。但每个按键需要占用一个输入口线, 在 按键数量较多时, 需要较多的输入口线且电路结构复杂, 故此种键盘适用于按键较少或操作速度较高的场合。
数码管显示部分 本设计使用的是一种比较常用的是四位数码 管, 内部的4个数码管共用a~dp这8根数据线, 为使用提供了方便, 因为里面有4个数码管, 所以它有4个公共端, 加上a~dp, 共有12个引 脚, 下面便是一个共阴的四位数码管的内部 结构图（共阳的与之相反）
基于stm32单片机的直流电机调速系统设计
基于stm32单片机的直流电机调速系统设计
本文介绍一种基于STM32单片机的直流电机调速系统设计，主要包括硬件电路设计和软件程序设计两部分。
硬件电路设计：
该电机调速系统的主要硬件电路包括电源模块、STM32单片机控制电路、直流电机驱动电路和反馈电路。
1. 电源模块
电源模块包括AC/DC变换模块和稳压模块，用于将输入的AC电压转换为适宜单片机和电机工作的DC电压。
2. STM32单片机控制电路
STM32单片机控制电路包括主控芯片STM32单片机、晶振、复位电路和下载程序电路等。
3. 直流电机驱动电路
直流电机驱动电路包括电机驱动芯片（如L298N）和电机，用于控制电机的转
速和方向。
4. 反馈电路
反馈电路包括编码器和光电传感器等，用于实现电机转速的反馈和闭环控制。
软件程序设计：
该电机调速系统的软件程序采用C语言编写，主要包括定时器计数、PWM输出控制、编码器读取、PID算法控制等模块。
1. 定时器计数
通过STM32单片机内部定时器计数来实现电机转速的测量和控制。
2. PWM输出控制
采用STM32单片机内部PWM输出控制模块控制电机的转速，并实现电机方向的控制。
3. 编码器读取
通过编码器读取电机的转速信息，并反馈到单片机进行控制和显示。
4. PID算法控制
采用PID（比例、积分、微分）算法控制电机的转速，实现闭环控制，提高控制精度。
总之，基于STM32单片机的直流电机调速系统设计，既可以提高电机运行的效率和精度，又可以简化电路结构和减小系统成本，具有较好的应用前景。
基于单片机的直流电机闭环调速系统设计
1.1 系统总体方案设计
用以设定电机转速。通过键盘输入模块设定转速将信号 传递给控制器,控制器输出相应的PWM信号给驱动模块, 调节电机转动的转速, 测速模块实时地对电机进行测速, 测得的数值实时的再反馈到控制器, 控制器的数值与键 盘输入值进行比较, 形成闭环控制系统, 根据比较结果, 应用P I D 控制算法, 使电机的实际转速与设定值相等或无 限接近[3]。
本文以M C 9 S 1 2 X S 1 2 8 单片机为系统控制的核心, 驱 动采用LM298双H桥直流电机驱动模块,并用光电码盘检 测并反馈电机的实际速度, 组成了一个小型的直流电机 闭环调速系统。实验结果表明, 该控制系统能够实现自动 调速, 具有响应速度快, 抗干扰性高等特点, 可以在实际 生产和生活中广泛应用[2]。
从而实现P W M 对电机的调速。驱动电路如图2 所示。 1.3 测速电路设计 电机测速传感器采用光码盘和光电对管相互配合实
收稿日期:2021-01-10 作者简介:王波(1980—),女,辽宁阜新人,硕士研究生,讲师,研究方向:智能控制算法、信号与系统。
1
第 39 卷
数字技术与应用
3
图 2 驱动控制电路 Fig.2 Drive control circuit
九十度。在实际电路中, 只检测了一 路脉冲信号, 通过它的频率测量得到 电机的转速。电机的转向是通过施加 在电机上的电压正负进行判断的。在 红外发光对管和红外接收对管之间 有一个100线的光电码盘,码盘固定在 电机轴承上, 光电码盘随着电机的转 动而转动, 信号线会输出转速脉冲, 这时可以根据主控芯片P T 7 口的输入 捕捉,假设记录1s内脉冲信号的上升/ 下降沿的个数为N , 对脉冲数进行处 理(N/100)*60即得到一分钟内电机的 转速, 这就实现了电机测速的功能[6]。
基于单片机的直流电机调速系统的课程设计
一、总体设计概述本设计基于8051单片机为主控芯片，霍尔元件为测速元件， L298N为直流伺服电机的驱动芯片，利用 PWM调速方式控制直流电机转动的速度，同时可通过矩阵键盘控制电机的启动、加速、减速、反转、制动等操作，并由LCD显示速度的变化值。
二、直流电机调速原理根据直流电动机根据励磁方式不同，分为自励和它励两种类型，其机械特性曲线有所不同。
但是对于直流电动机的转速，总满足下式：式中U——电压；Ra——励磁绕组本身的内阻；——每极磁通（wb ）;Ce——电势常数；Ct——转矩常数。
由上式可知，直流电机的速度控制既可以采用电枢控制法也可以采用磁场控制法。
磁场控制法控制磁通，其控制功率虽然较小，但是低速时受到磁场和磁极饱和的限制，高速时受到换向火花和换向器结构强度的限制，而且由于励磁线圈电感较大，动态响应较差，所以在工业生产过程中常用的方法是电枢控制法。
电枢控制法在励磁电压不变的情况下，把控制电压信号加到电机的电枢上来控制电机的转速。
传统的改变电压方法是在电枢回路中串连一个电阻，通过调节电阻改变电枢电压，达到调速的目的，这种方法效率低，平滑度差，由于串联电阻上要消耗电功率，因而经济效益低，而且转速越慢，能耗越大。
随着电力电子的发展，出现了许多新的电枢电压控制法。
如：由交流电源供电，使用晶闸管整流器进行相控调压；脉宽调制（PWM）调压等。
调压调速法具有平滑度高、能耗低、精度高等优点，在工业生产中广泛使用，其中PWM应用更广泛。
脉宽调速利用一个固定的频率来控制电源的接通或断开，并通过改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短，即改变直流电机电枢上的电压的“占空比”来改变平均电．压的大小，从而控制电动机的转速，因此，PWM又被称为“开关驱动装置”。
如果电机始终接通电源是，电机转速最大为Vmax，占空比为D=t1/t，则电机的平均转速：Vd=Vmax*D，可见只要改变占空比D，就可以调整电机的速度。
平均转速Vd与占空比的函数曲线近似为直线。
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滨江学院专业综合设计题目直流电机闭环调速系统控制院系自动控制专业自动化组别第二组组长周未政指导教师周旺平二0 一0 年十二月二十八日基于单片机的直流电机闭环调速控制系统摘要：设计以AT89C51单片机控制模块为核心，由单片机控制、红外线光电检测装置、直流电机转速为被测量组成的控制系统。
原理是利用红外线光电传感器接收直流电机转速所产生的红外信号转换成电信号传输给单片机，并调节转速的闭环调速控制系统。
1.AT80C51单片机介绍1.1主电源引脚V ss—(20脚)：电路地电平V cc—(40脚)：正常运行和编程校检（8051/8751)时为+5V电源。
1.2外接晶振或外部振荡器引脚XTAL1—(19脚)：接外部晶振的一个引脚. 在单片机内部，它是一个反相放大器的输入端，这个放大器构成了片内振荡器. 当采用外部振荡器时，此引脚应该接地.XTAL2—(18脚)：接外部晶振的另一个引脚. 在片内接至振荡器的反相放大器的输出和内部时钟发生器的输入端. 当采用外部振荡器时，则此引脚接外部振荡信号的输入。
1.3控制、选通或电源复用引脚RST/V pd—(9引脚)： RST即Reset（复位)信号输入端。
ALE/PROG—(30引脚)： ALE，允许地址索存信号输出。
PSEN—(29脚)：访问外部程序存储器选通信号，低电平有效。
.V pp/EA—(31引脚)： EA为访问内部或外部程序存储器选择信号。
1.4多功能I/O口引脚P0口—（32-39脚)：8位漏极开路双向并行I/O接口.P1口—（1-8脚)： 8位准双向并行I/O接口.P2口—（21-28脚)：8位准双向并行I/O接口.P3口—（10-17脚)：具有内部上拉电路的8位准双向并行I/O端口。
它还提供第二特殊功能，具体含义为：P3.0—(10脚)RXD：串行数据接收端。
P3.1—(10脚)TXD：串行数据发送端。
P3.2—(10脚)INT0：外部中断0请求端，低电平有效。
P3.3—(10脚)INT1：外部中断1请求端，低电平有效。
.P3.4—(10脚)T0：定时器/计数器0外部事件计数输入端。
.P3.5—(10脚)T 1： 定时器/计数器1外部事件计数输入端。
P3.6—(10脚)WR ： 外部数据存储器写选通， 低电平有效。
P3.7—(10脚)RD ： 外部数据存储器读选通， 低电平有效。
2. 设计任务通过加速、减速按键实现电机的加速与减速，并将当前的转速的设定值反馈回来经PID 调解后的转速经LCD 显示出来。
单片机89C51显示器速度采集电路电动机电动机驱动电路单片机（PID 运算运算控制器、PWM模拟发生器）按键电机调速系统框图3.系统流程图开始 80C51初始化软件变量初始化检测转子位置PWM 波初始化计算电机转速电机给定转速是否改变PID 控制电机NY电机控制软件流程图开始 参数初始化采集输入及输出值计算偏差 e k控制器输出返回ǀ e k ǀ < e max ?PD 控制PID 控制YN上图为积分分离式PID 控制算法的流程图。
通过80C51给定的转速与红外检测电路测得的经计算后的速度得到偏差e k 。
与设定的e max 相比较，若e k ＜e max 可以采用PID 控制提高系统的控制精度，若e k ≥e max 则采用PD 控制，可以避免系统产生较大的超调量而且采用PD 控制又可以提高系统的灵敏性。
4.电路模块及原理4.1驱动电路直流电动机驱动电路图如图1所示。
其中L298 的ENA、IN1和IN2引脚与单片机的输出引脚相连，图中未表示。
图2 直流电动机驱动电路图L298芯片管脚说明：（1）S ENSA：电流监测端，H桥的电流反馈脚，不用时可直接接地。
（2）O UT1：输出端，与M1对应。
（3）O UT2：输出端，与M2对应。
（4）V S：电源，用来给电动机供电。
（5）I N1：输入端。
（6）E NA：使能端，和M1、M2配合使用。
（7）I N2：输入端。
（8）G ND：接地。
（9）V CC：电源，用来给芯片供电。
（10）IN3：输入端（11）ENB：使能端，和M3、M4配合使用。
（12）IN2：输入端。
（13）OUT3：输出端，与M3对应。
（14）OUT4：输出端，与M4对应。
（15）SENSB：电流监测端，H桥的电流反馈脚，不用时可直接接地。
电机控制说明如表1所示，其中*值可取1也可取0。
SENSEENA IN1 IN2 电机效果0 * * 停止1 1 0 正传1 0 1 反转1 0 0 停止PROTEUS仿真加速PWM脉宽如下图4.2稳压电路L7805cc其中1接整流器输出的+电压，2为公共地(也就是负极)，3就是我们需要的正5V输出电压了4.3时钟电路就单片机内部每个部件要想协调一致地工作，必须在统一口令——时钟信号的控制下工作。
单片机工作所需要的时钟信号有两种产生方式，即内部时钟方式和外部时钟方式。
图是内部时钟方式：单片机内部有一个构成振荡器的增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端，这个放大器与作为反馈元件的片外晶振一起构成自激振荡器。
在该图中，电容C1和C2取30pf，晶体的振荡频率取12Mhz，晶体振荡频率高，则系统的时钟频率也高，单片机运行速度也就快。
实际连接如图所示4.4按键电路4.5复位电路8051系列单片机在启动时都需要复位，使CPU及系统部件处于确定的初始状态，并从初始状态开始工作. 8051系列单片机的复位信号从RST引脚接入到芯片的施密特触发器中. 当单片机系统处于正常工作状态，且振荡器稳定后，在每个机器周期都要对RST引脚的状态进行采样[7].复位电路有上电复位和手动复位上电复位：上电复位电路是一种简单的复位电路，只要在RST复位引脚接一个电容到Vcc，接一个电阻到低就可以了. 上电复位是指在给系统上电时，复位电路通过电容加到RST复位引脚一个短暂的高电平信号，这个复位信号随着Vcc对电容的充电过程而回落, 所以RST复位引脚的高电平维持时间取决于电容的充电时间. 为了保证系统安全可靠的复位，RST引脚的高电平信号必须维持足够长的时间.手动复位：手动复位需要人为在复位输入端加高电平让系统复位. 一般采用的方法是在RST端和正电源Vcc之间接一个按键，当按下按键后， Vcc和RST端接通， RST引脚在高电平，而且按键动作一般是数十毫秒，大于2个机器周期的时间，能够安全的让系统复位.本系统采用的是上电复位方式4.6检测电路4.6.1传感器本设计采用的是红外传感器（由红外线发射管、红外线接收管构成的红外计数电路）红外线发射管简介：红外线发射管也称红外线发射二极管，属于二极管类。
它是可以将电能直接转换成近红外光（不可见光）并能辐射出去的发光器件，主要应用于各种光电开关及遥控发射电路中。
红外线发射管的结构、原理与普通发光二极管相近，只是使用的半导体材料不同。
红外发光二极管通常使用砷化镓（GaAs）、砷铝化镓（GaAlAs）等材料，采用全透明或浅蓝色、黑色的树脂封装。
产品参数：发射距离、发射角度（15度、30度、45度、60度、90度、120度、180度）、发射的光强度、波长。
以上决定红外线发射管产品的主要性能及使用范围。
红外线接收管特征与原理：红外线接收管是将红外线光信号变成电信号的半导体器件，它的核心部件是一个特殊材料的PN结，和普通二极管相比，在结构上采取了大的改变，红外线接收管为了更多更大面积的接受入射光线，PN结面积尽量做的比较大，电极面积尽量减小，而且PN结的结深很浅，一般小于1微米。
红外线接收二极管是在反向电压作用之下工作的。
没有光照时，反向电流很小（一般小于0.1微安），称为暗电流。
当有红外线光照时，携带能量的红外线光子进入PN结后，把能量传给共价键上的束缚电子，使部分电子挣脱共价键，从而产生电子---空穴对（简称：光生载流子）。
它们在反向电压作用下参加漂移运动，使反向电流明显变大，光的强度越大，反向电流也越大。
这种特性称为“光电导”。
红外线接收二极管在一般照度的光线照射下，所产生的电流叫光电流。
如果在外电路上接上负载，负载上就获得了电信号，而且这个电信号随着光的变化而相应变化。
分类：红外线接收管有两种，一种是光电二极管，另一种是光电三极管。
光电二极管就是将光信号转化为电信号，光电三极管在将光信号转化为电信号的同时，也把电流放大了。
因此，光电三极管也分为两种，分别别是NPN型和PNP型。
作用：红外接收管的作用是进行光电转换，在光控、红外线遥控、光探测、光纤通信、光电耦合等方面有广泛的应用。
如何选择红外线接收管：红外线最重要的参数就是光电信号的放大倍率，一般的有1000-1300 1300-1800 1800-2500，这些对灵敏度有决定作用。
红外计数电路红外计数电路主要由红外发射和接收电路组成. 红外发射和接收电路: 在电动机上安装一对红外发射和接收管, 当电动机转动时,对红外光反射、散射和折射,穿过红外光的光强瞬间减少, 红外接收管导通程度也在瞬间减小, 因而产生一个脉冲信号; 信号放大比较电路: 电容拾取脉冲信号后由运放LM324进行放大, 放大倍数为10倍, 再将放大的信号由运放LM324比较后输出标准的低电平脉冲信号(undershoot), 其中C1=0. 01μF, R1=11KΩ, R2=500Ω, R3=10KΩ, R4=100KΩ, R5=100KΩ, R6=5KΩ, R7=100KΩ, R6 和R7 起着抗干扰作用[1]. 然后将获得的脉冲信号送到单片机的计数器引脚进行计数, 这样就可以达到计数的目的.4.6.2光电耦合器抑制尖脉冲和各种杂讯干扰信号光电耦合器之所以在传输信号的同时能够有效得抑制尖脉冲和各种杂讯干扰，使得通道上的信号杂讯比大为提高，主要有以下几方面的原因：1.光电耦合器的输入阻抗很小，只有几百欧姆，而干扰源的阻抗较大，通常为105-106欧姆。
据分压原理可知，即使干扰电压的幅度较大，但馈送到光电耦合器输入端的杂讯电压会很小，只能形成很微弱的电流，由于没有足够的能量而不能使二极管发光，从而被抑制掉了。
2.光电耦合器的输入回路与输出回路之间没有电气联系，也没有共地；之间分布电容极小，而绝缘电阻又很大，因此回路一边的各种干扰杂讯都很难通过光电耦合器馈送到另一边去，避免了共阻抗耦合的干扰信号的产生。
3.光电耦合器可以起到很好的安全保障作用，即使当外部设备出现故障，甚至输入信号短接时，也不会损坏仪表。
因为光电耦合器件的输入回路和输出回路之间可以承受几千伏的高压。
4.光电耦合器的回应速度极快，其回应延迟时间只有10微秒，适于对回应速度要求很高的场合。
4.7 lm358LM358 内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。