基于AT89S52单片机的光电开关测速系统设计

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基于AT89S52单片机控制的声光控开关设计与实现

基于AT89S52单片机控制的声光控开关设计与实现

基于AT89S52单片机控制的声光控开关设计与实现作者:位磊左远东赵少伟来源:《电脑知识与技术》2018年第22期摘要:设计了一个电路简洁、节能节电、声光控工作的电子智能开关。

利用AT89S52单片机进行可编程控制,结合外围光敏感信号采样、声音感应器采样、触摸感应器采样、LED控制电路、继电器控制电路等,实现了声光控开关;降低了生产硬件成本;提高了电路的可靠性和稳定性;不仅节能、省电,而且使用寿命长等特点。

关键词:单片机;传感器;智能开关;声光控;节能中图分类号:TP338 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2018)22-0228-05Abstract: An electronic intelligent switch with simple circuit, energy saving, sound and light control is designed. Using AT89S52 microcontroller for programmable control, combined with peripheral light-sensitive signal sampling, sound sensor sampling, touch sensor sampling, LED control circuit, relay control circuit, etc., to achieve the sound and light control switch; reduce the production cost of the hardware; improve the circuit The reliability and stability; not only energy saving, energy saving, but also long life and other characteristics.Key words: Single chip microcomputer, sensor; intelligent switch; sound and light control, energy saving1 背景随着现代电子技术的发展,智能控制显得越来越重要,其中重要的一点是采用智能控制代替人工控制,智能控制不仅能为人们的生活带来实实在在的方便,更重要的时它能根据实际需要进行调控,达到节省能源的目的。

基于at89s52单片机的电机控制系统设计

基于at89s52单片机的电机控制系统设计

基于AT89S52单片机的电机控制系统设计介绍在现代工业领域,电机控制系统是至关重要的一部分。

无论是在生产线上运输原材料,还是在汽车中驱动发动机,都需要一个可靠且精确的电机控制系统。

本文将介绍基于AT89S52单片机的电机控制系统设计,以及如何利用该系统进行电机控制。

AT89S52单片机简介AT89S52是一款由Atmel公司生产的8位单片机。

它基于MCS-51系列体系结构,并且配备了丰富的外设。

这使得它成为设计和开发嵌入式系统的优秀选择之一。

电机控制系统设计概述电机控制系统设计的目标是实现对电机的精确控制。

这需要一个可编程的控制器,如AT89S52单片机,以及一组传感器和执行器。

在本设计中,我们将使用脉冲宽度调制(PWM)技术来控制电机的转速和方向。

系统设计本部分将深入探讨如何设计基于AT89S52单片机的电机控制系统。

硬件设计电机控制系统的硬件设计需要考虑以下几个方面:电机驱动电路电机驱动电路是控制电机转速和方向的关键组成部分。

在本设计中,我们将使用L298N电机驱动模块。

它具有低电压驱动能力,可以提供高电压和高电流,非常适合控制各种电机。

AT89S52单片机连接AT89S52单片机将连接到电机驱动电路。

它将负责生成PWM信号来控制电机的转速和方向。

此外,单片机还将读取传感器数据,并相应地调整电机控制信号。

软件设计电机控制系统的软件设计需要考虑以下几个方面:编写控制程序需要编写控制程序来实现电机控制。

可以使用C语言或汇编语言编写程序,并使用适当的编译器将其编译为可在AT89S52单片机上运行的机器码。

确定PWM参数为了实现对电机的精确控制,需要确定PWM的参数。

这包括占空比、频率等。

可以根据电机的规格和性能需求进行调整。

传感器数据处理在电机控制过程中,传感器将提供有关电机状态的信息。

单片机将读取这些传感器数据,并根据需要调整控制信号。

因此,需要编写适当的代码来处理传感器数据。

系统实现与测试在完成电机控制系统的设计后,需要进行系统实现和测试,以确保其正常工作。

基于单片机速度测量系统的设计

基于单片机速度测量系统的设计

基于单片机计速器的设计摘要:随着信息技术的不断发展,单片机在测量系统中得到了广泛的应用。

速度是一个系统经常需要测量、控制和保持的量。

速度的测量方法有许多种,但在不同的应用环境下,相应的测量方法有它自己的特点和误差。

因此对单片机速度测量系统的研究有着重要的目的和意义。

本设计采用AT89S51单片机作为主要控制核心,应用霍尔传感器采集信号,经过单片机定时计数并运用一个算法测量出汽水行驶速度,最终用4位LED数码管显示其测量结果,具有较高的实用价值。

本文的优点是充分发挥了单片机的性能,硬件电路简单,软件功能完善,测量速度快、精度高,成本低等特点。

关键词:单片机;速度测量;霍尔传感器;LED目录1总体设计 (1)1.1系统设计方案论证 (1)1.2本系统设计的主要内容 (1)2单片机速度测量系统 (2)2.1单片机速度测量原理 (2)2.2单片机速度测量系统结构框图 (2)3系统硬件设计 (2)3.1.2 CS3020霍尔传感器 (4)3.1.3霍尔传感器的硬件连接 (5)3.2 MCU控制系统设计 (6)3.2.2 A T89S51主要特性和引脚说明 (6)3.2.3 MCU最小系统设计 (9)3.3 LED数码管显示器 (10)3.4单片机测速系统总原理图 (11)4系统软件设计 (12)4.1程序流程图 (12)4.2 程序功能 (13)4.3 程序调试 (14)参考文献 (15)附录 (15)1总体设计1.1系统设计方案论证现在测量速度的方法有很多,可以采用不同的器件做出多种测速器。

在这里讨论了两种方案。

方案一:光电式脉冲发生器。

主要由光源、光敏器件和遮光盘组成。

水轮旋转带动遮光盘旋转,当遮光盘没有遮住光源时,光源的光射到光敏器件上,光敏器件中有电流流过,于是在输出端产生电压输出。

其脉冲频率与水速成正比,经过单片机处理后,即可得出水的速度。

这种光脉冲发生装置,在转换速度较高的情况下,由于水流动中的振动引起的光脉冲干扰等问题不好解决,现在采用的不多。

基于单片机AT89S52的电动车跷跷板的系统设计

基于单片机AT89S52的电动车跷跷板的系统设计

基于单片机AT89S52的电动车跷跷板的系统设计基于单片机AT89S52的电动车跷跷板的系统设计1.1 总体设计本系统采用单片机作为控制系统的主模块,实现系统控制与信号检测。

主要包括单片机模块、电机驱动模块、步进电动机、平衡检测模块、光电检测模块、液晶显示模块以及红外遥控模块。

系统通过平衡检测来判断电动车是否处于平衡状态,使电动车停留在C处附近,采用光电检测模块使电动车行驶至B处停止,采用寻黑线方法使电动车直线前行以及由末端B处能够直线后退到始端A处。

红外遥控启动系统,液晶显示各阶段用时以及温度时间。

在配重情况下通过黑线检测的方法使电动车在规定区域内的任意指定位置顺利驶上跷跷板。

此方案用平衡检测模块实现系统平衡,用寻黑线调整车身与跷跷板同向,总体设计完全达到题目要求,可行性很高。

1.2 硬件选型通过比较并结合自身优势最终选择AT89S52单片机作为本系统的核心部分。

该款单片机与MCS51系列完全兼容,易于开发调试。

其片内带有FLASH存储器且可在线下载程序,片上各种资源完全能满足本系统的要求。

本方案中选用普通反射式红外光电开关来检测跷跷板上黑线。

在没有探测到黑线时,探头输出始终保持低电平。

当检测到黑线时,输出立刻由低电平跳变到高电平。

红外光电开关送来的信号经放大整形后送单片机分析处理。

为保证小车在跷跷板上能严格地沿黑线前进和倒退,本方案共采用了前边8个探头,后面2个探头的方案。

前边8个探头可以保持小车在前进时完全保持车身在板内,高精度的转向使小车前进时距板边沿严格控制在4 cm以内;考虑到小车后退要求较简单,经实验和检测后边2个探头足以使小车保持在板内。

1.3 软件设计1.3.1 平衡检测模块方案设计方案一:采用角度传感器直接测量系统角度的变化,当角度变化不超过所定范围即认为达到平衡。

角度测量精确,灵敏度高,实时性强,构造简单。

方案二:置一装有适量水的小水罐于车上,当上坡时水体倾斜,当达到平衡状态时水体几乎水平,利用液位传感器检测液面高度实现系统平衡。

基于单片机的光电开关的转速测量装置方案设计书

基于单片机的光电开关的转速测量装置方案设计书

毕业论文(设计)材料
题目:基于单片机的光电开关的转速测量装置设计
学生姓名:共产党
学生学号: 079060742
系别:电气信息工程学院
专业:自动化
届别: 2012届
指导教师:国民党
填写说明
1、本材料包括淮南师范学院本科毕业论文(设计)任务书、开题报告以及毕业论文(设计)评审表三部分内容。

2、本材料填写顺序依次为:
(1)指导教师下达毕业论文(设计)任务书;
(2)学生根据毕业论文(设计)任务书的要求,在文献查阅的基础上撰写开题报告,送交指导教师审阅并签字认可;
(3)毕业论文(设计)工作后期,学生填写毕业论文(设计)主要内容,连同毕业论文(设计)全文一并送交指导教师审阅,指导教师根据学生实际完成的论文(设计)质量进行评价;
(4)指导教师将此表连同学生毕业论文(设计)全文一并送交评阅教师评阅。

3、指导教师、评阅教师对学生毕业论文(设计)的成绩评定均采用百分制。

4、毕业论文(设计)答辩记录不包括在此表中。

一、毕业论文(设计)任务书
二、毕业论文(设计)开题报告
三、毕业论文(设计)评审表。

基于51单片机的数字测速系统的设计方案

基于51单片机的数字测速系统的设计方案

基于51单片机的数字测速系统的设计方案 0 引言 本方案所设计的基于霍尔元件的脉冲发生器要求成本低,构造简单,性能好。

在电气控制系统中存在着较为恶劣的电磁环境,因此要求产品本身要具有较强的抗干扰能力。

系统主要由AT89S52 单片机处理系统、电机、传感器检测单元、信号处理单元和显示系统等几个部分组成。

1 总体方案设计 对转速的测量实际上是对转子旋转引起的周期脉冲信号的频率进行测量。

霍尔元件测速法是利用霍尔开关元件测转速的。

霍尔开关元件内含稳压电路、霍尔电势发生器、放大器、施密特触发器和输出电路。

输出电平与TTL 电平兼容,在电机转轴上装一个圆盘,圆盘上装若干对小磁钢,小磁钢越多,分辨率越高,霍尔开关固定在小磁钢附近,当电机转动时,每当一个小磁钢转过霍尔开关,霍尔开关便输出一个脉冲,计算出单位时间的脉冲数,即可确定旋转体的转速。

其系统框图如图1 所示。

2 系统硬件电路设计 该系统包括霍尔传感器、隔离整形电路、主CPU、显示电路、报警电路及电源等部分。

其测量过程是测量转速的霍尔传感器和电机机轴同轴连接,机轴每转一周,产生一定量的脉冲个数,由霍尔器件电路输出,经隔离整形后送入单片机进行处理,单片机收到信号将该值数据处理后,在LCD 液晶显示器上显示出来。

一旦超速,CPU 通过蜂鸣器进行报警。

2.1 传感器的选择 测量电机转速的第一步就是要将电机的转速表示为单片机可以识别的脉冲信号,从而进行脉冲计数。

利用霍尔器件检测脉冲信号因其具有结构牢固、体积小、重量轻、寿命长、安装方便等优点。

当电机转动时,带动传感器运动,产生对应频率的脉冲信号,经过信号处理后输出到计数器或其他的脉冲计数装置,进行转速的测量。

2.2 微处理器的选择 为了减少体积与功耗,采用较常使用且较经济的AT89S52单片机:AT89S52 是一种低功耗、高性能CMOS 的8 位微控制器,具有8K 在系统可编程存储器。

其最小系统包括单片机AT89S52接口电路、晶振电路、复位电路。

基于单片机的光电式自行车速度里程表设计

基于单片机的光电式自行车速度里程表设计

光电式自行车速度里程表设计摘要随着科技的迅速发展,单片机的应用也越来越广泛,并带动传统控制检测技术不断更新。

现在的里程表大多是电子式的,用数码管或液晶显示器即时显示,显示更加直观。

电子式里程表采用接触车速传感器代替软轴传动, 可使里程表的安装位置不受距离限制,进一步有效地克服了机械式里程表中的诸多不足。

方案采用了一种以单片机AT89C51为主控机,使用光电传感器进行自行车里程、速度测量的装置。

传感器将不同车速产生的不同频率的脉冲信号输入到单片机进行控制与计算,再采用LCD液晶显示模块进行显示,使得自行车的速度与里程数据能直观的显示给使用者。

本设计主要包括自行车轮脉冲采集、键盘输入和数据显示等部分,主程序用C语言编写,完成各项功能及数据的处理。

本里程表的设计具有结构简单,成本低廉,显示清晰,稳定可靠等优点。

并且可以进行扩充,更方便于使用者。

关键词光电传感器单片机液晶显示器里程表THE DESIGN OFBICYCLE ODOMETERABSTRACTWith the rapid development of technology, more and more widespread application of microcomputer, promote the traditional control detection technology constantly updated. Most of the current electronic odometer, and with the LED digital tube or LCD display real-time, display more intuitive. Electronic odometer flexible shaft using the contact speed sensor instead of driving, mileage tables can be installed without distance limitations, and further to effectively overcome the mechanical disadvantagesof mileage in the table.The plan adopts the system and configuration of combining the microcontroller AT89C51 as the main control computer ,using the photoelectric sensorbicycle odometer, speed measuring devices. when Different speed pulse signals of different frequencies produced by sensor are input into the microcontroller,after its calculation, liquid crystal will display the datas, making the bike's speed and distance data visually to the user.The design includes a bike wheel pulse acquisition, keyboard input and data display section, the main program using C language, This paper first needed to "milestones" design of equipment in detail, on theproblems existing in the design, explained And then to hardware and software design and implementation of the part made earnest analysis, Then presented system modeling process and the corresponding system based on this model, the control simulation, and the simulation results are compared.ODOMET ER录摘要 (I)ABSTRAC..T (II)1 绪论. (1)1.1 问题由来. (1)1.2 课题现状. (1)1.3 设计任务. (2)2 系统原理概述 (3)2.1 系统原理总概述 (3)2.2 系统硬件组成原理 (3)2.3 软件系统工作流程 (4)3 系统硬件设计 (5)3.1 采集信息部分以及传感器的选择. (5)3.2 轮脉冲检测与转换电路 (6)3.2.1. 轮脉冲检测 (7)3.2.2. 信号预处理电路 (7)3.3 单片机系统部分 (9)3.3.1 AT89C51 单片机介绍 (9)3.3.2 定时/计数器的结构及控制. (9)3.3.3 中断控制 (11)3.4 单片机外围电路介绍. (11)3.4.1 复位电路 (11)3.4.2 晶振电路 (12)3.5 显示部分. (13)3.5.1 LCD 液晶显示器. (13)3.5.2 显示接口电路设计 (15)3.6 报警电路. (15)3.7 键盘控制. (15)4 软件设计 (16)4.1 测量算法概述 (18)4.2 中断子程序的设计 (19)4.3 数据处理子程序的设计. (18)4.3.1 里程计算子程序. (21)4.3.2. 速度计算子程序 (19)4.4 显示子程序的设计 (20)5 设计总结 (22)5.1 实现目标与特点 (22)5.2 结论及不足. (23)致谢 (23)参考文献 (24)附录 (28)附录I 系统电路原理图 (28)附录II 设计源程序 (29)1 绪论1.1 问题由来我国是人口大国,也是自行车大国,随着生活节奏的不断加快,自行车已经不仅仅是运输、代步的工具,现在则是代表着绿色、环保、节能。

基于单片机的数字测速仪设计

基于单片机的数字测速仪设计

学号:常州大学毕业设计(论文)(2012届)题目学生学院专业班级校内指导教师专业技术职务校外指导老师专业技术职务二○一二年六月基于单片机的数字测速仪设计摘要: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数字式和模拟式两种。

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,得到的信号为脉冲信号。

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。

本论文描述了一个以AT89S52单片机控制模块、红外传感器采集模块、电机驱动模块和报警模块为主要部分组成的转速测量系统。

该系统以一对红外发射和接收二极管形成光路,通过照射到齿盘上颜色的变化对光路形成脉冲,单片机采用同步M/T法对脉冲计数,经过内部数据处理得出转速,并通过1602液晶显示器显示出结果。

同时当转速超过其所设定的数值时,系统对其进行报警。

通过L298N电路调节电机转速,从而实现在一个电机上对低转速和高转速的测量。

关键词:AT89S52单片机;同步M/T法;1602液晶;L298N电路Design of digital speedometer based on single-chip microcomputerAbstract:In engineering practices, the situation of measuring revolving speed often occurs. There are two ways to measure revolving speed: analog type and digital type. With analog type, tachogenerator is used as detecting element, which brings out analog quantity, while with digital type, photoelectric encoder, Hall element etc. are often used, which brings out pulse signal. With the widespread of microcomputers, especially highly cost-efficient microcontroller, we often use microcontroller as the core of measuring revolving speed.This paper focuses on describing a revolving speed measuring system composed by AT89S52 microcontroller (controlling module), infrared sensor (collecting module), electrical machine (driving module), and alarming module, which uses a pair of infrared emitting-and-receiving diodes to form the optical path. Through the interval block-out from the change of colors on the fluted disc, electric pulse can be generated. The microcontroller uses synchronic M/T method to measure the time of pulse, then after inner data analysis, the author can get the revolving speed and finally a 1602 LCD is used to show the result. When the revolving speed outstrips the fixed number, system alarms. What’s more, through the use of L298 circuit to adjust the revolving speed of electrical machine, the measurement of low and high revolving speeding in one electrical machine can be realized.Key words:MCS52; Synchronic M/T method ; 1602 LCD; L298 circuit目录摘要 (II)目录 (III)1引言 (1)1.1课题研发的背景和意义 (1)1.2数字测速仪的国内外研究现状及发展趋势 (1)1.3课题的主要内容和任务 (2)2系统分析与总体设计方案 (3)2.1数字测速仪的基本工作原理 (3)2.2数字测速仪的整体设计结构 (3)2.3数字测速仪的测量方案的分析 (4)2.3.1转速测量方案论证 (4)2.3.2电机驱动方案论证 (4)2.3.2键盘显示方案论证 (4)2.3.3 PWM软件实现方案论证 (4)2.4转速测量原理 (5)2.4.1测频法“M法” (5)2.4.2测周期法“T法” (5)2.4.3测频测周法“M/T法” (6)3系统硬件电路设计 (8)3.1控制模块 (8)3.1.1模块控制的选择 (8)3.1.2 AT89S52单片机介绍 (8)3.1.3单片机的最小系统 (12)3.2红外传感器信号采集模块 (13)3.2.1红外光电管芯片介绍 (13)3.2.2红外光电管的工作原理 (13)3.2.3 LM339电压比较器芯片介绍 (14)3.2.3电压比较电路设计 (14)3.2.4红外采集模块电路设计 (15)3.3电机驱动模块 (16)3.3.1 L298N芯片介绍 (16)3.3.2电机驱动模块电路设计 (18)3.4 液晶显示模块 (19)3.4.1 LCD1602液晶显示 (19)3.4.2显示模块的电路设计 (21)3.5电源模块 (21)3.6蜂鸣器报警模块 (22)3.6.1蜂鸣器 (22)3.6.2发光二极管 (23)3.6.3报警电路的设计 (23)4系统的软件设计 (25)4.1中断服务子程序的设计 (26)4.2电机驱动模块子程序的设计 (26)4.3显示子程序的设计 (27)4.4报警电路子程序的设计 (30)5系统调试 (31)5.1硬件调试 (31)5.2软件调试 (31)5.3综合调试 (31)5.4调试结果 (31)5.4实物展示 (32)6结论与展望 (34)参考文献 (35)致谢 (36)附录A (37)附录B (38)1引言1.1课题研发的背景和意义转动物体的速度是测控系统中的重要参数之一,它的应用范围广,实用价强。

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长沙学院CHANGSHA UNIVERSITY毕业设计(论文)资料光电开关测速系统设计长沙学院教务处二○○七年十月制目录第一部分设计说明书一、设计说明书第二部分外文资料翻译一、外文资料原文二、外文资料翻译第三部分过程管理资料一、毕业设计(论文)课题任务书二、本科毕业设计(论文)开题报告三、本科毕业设计(论文)中期报告四、毕业设计(论文)指导教师评阅表五、毕业设计(论文)评阅教师评阅表六、毕业设计(论文)答辩评审表2010届本科生毕业设计(论文)资料第一部分设计说明书(2010届)本科生毕业设计说明书基于AT89S52单片机的光电开关测速系统设计2010年 5月长沙学院本科生毕业设计基于AT89S52单片机的光电开关测速系统设计系(部):电子与通信工程系专业:应用物理学号: 2006041109学生姓名:朱思指导教师:刘安玲教授袁媛助教2010年5月摘要转速是各类电机运行过程中的一个重要监测量,目前国内外常用的转速测量方法有离心式转速表测速法、闪光测速法、光电码盘测速法和霍尔元件测速法等。

通过对现行电机测速方法的研究发现离心式转速表由于要直接与电机转轴连接,且测速仪为电机的负载,电机功耗较大,甚至有些电机根本带不动转速表,所以在电机的测速中使用受到限制。

本文介绍了一种基于AT89S52单片机的光电开关转速测量系统的设计。

系统采用对射式光电开关产生与齿轮相对应的脉冲信号,使用AT89S52单片机采样脉冲信号并计算每分钟内脉冲信号的数目,即电机对应的转速值,最终系统通过数码管实时显示电机的转速值。

经过仿真测试和软硬件系统的搭建,本系统满足设计要求,且结构简单、实用。

系统在降低测速器成本,提高测速稳定性及可靠性等方面有一定价值,具有广泛的应用前景。

关键词:转速测量,单片机,光电开关ABSTRACTRotational Speed is an important parameter for motor. Nowadays, the centrifugal tachometer, flashlight,opticalelectrical encoder, Hall sensor are used in rev-measuring. Through the research into the existing measuring methods, it is found that the micromotors consumpts too much power and even some of them can not run the tachometer by using the centrifugal tachometer which attached to the motor directly. So it is limited in the use of rev-measuring of motor.A photoelectric switch speed measuring system which based on the MCU of AT89S52 was designed in this paper. The opposite-type photoelectric switches were used to generate pulse signal corresponding to the gears. The AT89S52 was used to sample the pulse signal and calculate the amount of the pulse signal per minute which is the value of the motor speed. The value of the motor will be displayed real-time by numerical code tubes. Through the simulation test, the hardware and the software implementing, the system meets the design demands. It's simple and practical. It will have a broad prospects because of reducing the cost of the speed detector and improving the stability and reliability of measurement .Keywords: Speed Measurement ,SCM,Photoelectric switch目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 国内外发展情况 (1)1.3 系统研究的内容及其组成 (2)第2章系统设计原理 (4)2.1 AT89S52单片机介绍 (4)2.1.1 主要性能 (4)2.1.2 引脚功能 (5)2.1.3 定时/计数器的结构 (7)2.1.4 定时/计数器的控制 (7)2.1.5中断控制 (9)2.2 光电传感器 (9)2.2.1光电开关的工作原理 (9)2.2.2 光电开关的分类 (10)2.2.3 光电开关的特点 (10)2.3 LED显示接口技术 (11)2.3.1 LED显示器的结构 (11)2.3.2数码管的显示方式及其特点 (12)第3章硬件系统设计 (13)3.1 测速信号采集及其处理 (14)3.1.1 转速测量原理 (14)3.1.2 检测装置安装 (14)3.1.3 信号处理电路 (15)3.2 单片机处理电路设计 (16)3.2.1 时钟电路 (16)3.2.1 复位电路 (17)3.2.1 定时与计数设计 (18)3.3 显示部分 (19)第4章软件设计 (21)4.1 语言的选用 (21)4.2 程序设计流程图 (21)4.3 原程序代码 (24)第5章系统仿真与电路实现 (28)5.1 系统仿真 (28)5.1.1 程序编译 (28)5.1.2 电路仿真 (28)5.2 电路实现 (29)结论 (31)参考文献 (32)致谢 (33)第1章绪论1.1 课题背景电机作为一种量大面广的产品,广泛应用于国民经济的各个行业中。

而电机的生产王国正在由日本转移到中国,尤其是浙江温州和广东珠三角地区。

广东省佛山市顺德区就有大大小小的电机生产厂家上百家,每年生产上亿台电机,同时顺德有许多家电生产厂家,家电中也要大量用到电机,不管是电机生产厂家,还是将电机作为它们的产品中的零部件的厂家,要将它们的产品打到国际市场上,迫切需要IS09002认证,IS09002要求生产产品所用的零部件以及最终的产品都要经过本单位的质量检测,也就是说,在顺德,每年要检测几亿个电机,对电机的测试仪的需求非常迫切。

电机测试的参数主要有:效率、功率因数、定子输入电流、转矩、转速等,本课题主要研究转速的测量。

1.2 国内外发展情况转速是各类电机运行中的一个重要物理量,如何准确、快速而又方便地测量电机转速,极为重要。

目前国内外常用的转速测量方法有离心式转速表测速法、测速发电机测速法、闪光测速法、光电码盘测速法和霍尔元件测速法[1]。

(1)离心式转速表测速法离心式转速表是利用离心原理制成的测速仪表,可以直接读出转速。

测转速时,转速表的端头要插入电机转轴的中心孔内,插入前,应注意清除中心孔中的油污,并使转速表的轴与电机的轴保持同心,不可上下左右偏斜,否则易将表轴扭坏,并影响准确读数,而且转速表要间歇使用,以减少磨损和发热。

如果要改变量程,还要将转速表取出停转后再改变量程[2]。

(2) 测速发电机测速法测速发电机测转速时,测速发电机连接到被测电机的轴端,将被测电机的机械转速变换为电压信号输出E=CeFn,在输出端接一个刻度以转速为单位的电压表,即可读出转速[3]。

(3) 闪光测速法闪光测速法是利用可调脉冲频率的专用电源施加于闪光灯上,将闪光灯的灯光照到电机转动部分(可在电机端轴上粘贴一张标记纸片),当调整脉冲频率使黑色扇形片静止不动时,此时脉冲的频率是与电机转动的转速是同步的[4]。

若脉冲频率为f,则电机的转速为n=60f(r/min) [5]。

(4) 光电码盘测速法光电码盘测速法是通过测出转速信号的频率或周期来测量电机转速的一种无接触测速法。

光电码盘安装在转子端轴上,随着电机的转动,光电码盘也跟着一起转动,如果有一个固定光源照射在码盘上,则可利用光敏元件来接收到的光的次数就是码盘的编码数[6]。

若编码数为60,测量时间为t,测量到的脉冲数为N,则n=N/t。

(5) 霍尔元件测速法霍尔元件测速法是利用霍尔开关元件测转速的。

霍尔开关元件内含稳压电路、霍尔电势发生器、放大器、施密特触发器和输出电路。

输出电平与TTL电平兼容,在电机转轴上装一个圆盘,圆盘上装若干对小磁钢,小磁钢越多,分辨率越高,霍尔开关固定在小磁钢附近,当电机转动时,每当一个小磁钢转过霍尔开关,霍尔开关便输出一个脉冲,计算出单位时间的脉冲数,即可确定旋转体的转速。

在这五种测速方法中,离心式转速表测速法和测速发电机测速法所用的都是现成的测速仪表,容易得到。

但转速表或测速机都要与电机同轴连接,一方面增加了电机机组安装难度,另一方面有些微电机功率很小,转速表或测速机消耗的功率占了微电机大部分,更有甚者微电机甚至拖不动这些仪表,所以对微特电机的测速,这二种方法不适用。

霍尔元件测速法和光电码盘测速法的测速方法基本类似,都是在转轴上装一个很轻巧的传感器,将电机的转动信号通过磁(霍尔元件)或光(光电码盘)转换为电脉冲,从而通过计算电脉冲的个数来测速。

闪光测速法目前实际应用不广泛,主要是光源的问题。

本课题研究的是其中的光电码盘测速法。

1.3 系统研究的内容及其组成本文针对电机的转速进行测量,以单片机为核心对光电开关产生的数字信号进行运算,从而测得电机的转速,然后用数码管把电机的转速显示出来。

即通过光电开关将电机的转数转换成0,1的数字量,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和计算,就可获得转速的信息。

系统主要由AT89S52单片机处理系统、电机、传感器检测单元、信号处理单元和显示系统等几个部分组成,如图1.1:图1.1 系统组成框图第2章系统设计原理2.1 AT89S52单片机介绍AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K 在系统可编程Flash 存储器。

使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。

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