電機轉(zhuǎn)速儀設(shè)計

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1、基于單片機的電機轉(zhuǎn)速儀設(shè)計任務(wù)書1?設(shè)計目的與要求（1）顯示：采用數(shù)碼管顯示電動機的實時轉(zhuǎn)速。（2）實現(xiàn)2臺以上電機的轉(zhuǎn)速實時監(jiān)測和顯示。（3）增加速度上下限檢測報警功能。（4）可以設(shè)定速度的上下限。2.設(shè)計內(nèi)容（1）畫出電路原理圖，正確使用邏輯關(guān)系；（2）確定元器件及元件參數(shù)；（3）進行電路模擬仿真;（4）SCH文件生成與打印輸出;（5）PCB文件生成與打印輸出；（6）系統(tǒng)的總體設(shè)計、安裝和調(diào)試。3.編寫設(shè)計報告寫出設(shè)計的全過程，附上有關(guān)資料和圖紙，有心得體會。4.答辯在規(guī)定時間內(nèi)，完成敘述并回答問題。目錄1引言12總體設(shè)計方案12.1設(shè)計思路12.2設(shè)計方框圖23設(shè)計原理分析23.1

2、信號采集電路的設(shè)計23.1.1霍爾傳感器23.1.2轉(zhuǎn)速測量原理23.2控制電路的設(shè)計33.2.1復(fù)位電路33.2.2.晶振電路43.3報警電路53.4顯示電路54總結(jié)與體會6附錄一系統(tǒng)電路PCB圖7附錄二系統(tǒng)電路原理圖8附錄三系統(tǒng)總程序9電機轉(zhuǎn)速儀課程設(shè)計摘要：轉(zhuǎn)速是電器運行過程中的一個重要監(jiān)測最，目前國內(nèi)外常用的轉(zhuǎn)速測最方法有離心式轉(zhuǎn)速表測速法、閃光測速法、對射式測速法和霍爾元件測速法等。直流電機轉(zhuǎn)速測量儀特別針對高轉(zhuǎn)速的電機，準(zhǔn)確測量直流電機的轉(zhuǎn)速、電壓、電流、功率等參數(shù)。具有測量速度快，精度高，使用方便，輕巧美觀等優(yōu)點。設(shè)計了基于單片機AT89C51的直流電機轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)。完成了

3、電機轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計、霍爾傳感器測量電路的設(shè)計、顯示電路的設(shè)計。關(guān)鍵詞：電機轉(zhuǎn)速測量；霍爾傳感器；單片機；89C51;LCD液晶顯示1引言轉(zhuǎn)速是各類電器運行中的一個重要物理量，如何準(zhǔn)確、快速而又方便地測量轉(zhuǎn)速，極為重要。轉(zhuǎn)速是工程中應(yīng)用非常廣泛的一個參數(shù)，其測量方法較多,而模擬量的采集和模擬處理一直是轉(zhuǎn)速測量的主要方法，目前這種測量方法已不能適應(yīng)現(xiàn)代科技發(fā)展的要求。隨著大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，使得全數(shù)字測量儀器越來越普及，其轉(zhuǎn)速測量儀器也可以用全數(shù)字化處理。在測量范圍和測量精度方面都有很大提高。因此，本次設(shè)計的目的是：對各種測量轉(zhuǎn)速的方法加以分析，針對不同的應(yīng)用環(huán)境，利

4、用AT89C51系列單片機設(shè)計一種全數(shù)字化測速儀器，并從提高測量精度的角度出發(fā)，分析討論其產(chǎn)生誤差的可能原因，為今后的實際使用提供參考。本設(shè)計以單片機為中心，設(shè)計全數(shù)字化測速儀器，其次該轉(zhuǎn)速測量儀器由于采用全數(shù)字化結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)代化生活中，轉(zhuǎn)速測量儀器的研究是一個非常有意義的課題。2總休設(shè)計方案2.1設(shè)計思路該設(shè)計須由信號采集，信號處理，單片機計算，數(shù)碼顯示構(gòu)成。2.2設(shè)計方框3設(shè)計原理分析3.1信號采集電路的設(shè)計3.1.1霍爾傳感器A04EA04E==^?霍爾元件和磁鋼3.1.2轉(zhuǎn)速測量原理管腳圖本系統(tǒng)采用89C51中的INTO中斷對轉(zhuǎn)速脈沖計數(shù)。定時器to工作于定時方式，工作于方式1O每

5、到1s讀一次外部中斷INTO計數(shù)值，此值即為脈沖信號的頻率，根據(jù)直流電機轉(zhuǎn)速計算公式可計算出電機的轉(zhuǎn)速。當(dāng)直流電機通過傳動部分帶圓盤旋轉(zhuǎn)時，霍爾傳感器根據(jù)圓盤上得磁片獲得一系列脈沖信號。這些脈沖信號通過單片機系統(tǒng)定時/計數(shù)器INTO計數(shù)，定時器TO定時。定時器TO完成100次溢出中斷的時間T除以測得的脈沖數(shù)m,經(jīng)過單位換算，就可以算得直流電機旋轉(zhuǎn)的速度。直流電機轉(zhuǎn)速計算公式：n=60m/(N1TN)(rpm)其中：n為直流電機轉(zhuǎn)速,N為柵格數(shù)，N1為T0中斷次數(shù)，m為INTO在規(guī)定時間內(nèi)測得的脈沖數(shù)，丁為定時器T0定時溢出時間。3.2控制電路的設(shè)計這次設(shè)計采用的是89C51單片機，用p0

6、口作為4位一體數(shù)碼管的信號輸入端，以p2口后位作為位選信號輸入端，以T0作為定時器，以T1作為計數(shù)器。這樣設(shè)計可以充分利用89S51的定時計數(shù)功能，使其一邊定時，一邊計數(shù)。3.2.1復(fù)位電路MCS-51單片機復(fù)位電路是指單片機的初始化操作。單片機啟運運行時，都需要先復(fù)位，其作用是使CPU和系統(tǒng)中其他部件處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。因而，復(fù)位是一個很重要的操作方式。但單片機本身是不能自動進行復(fù)位的，必須配合相應(yīng)的外部電路才能實現(xiàn)。復(fù)位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時提供復(fù)位信號，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復(fù)位信號。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時才撤銷復(fù)位信號，以防電源開

7、關(guān)或電源插頭分■合過程中引起的抖動而影響復(fù)位。在這次設(shè)計中我采用上電自動復(fù)位電路。單片機的復(fù)位操作使單片機進入初始化狀態(tài)，其中包括使程序計數(shù)器PC=0000H,這表明程序從0000H地址單元開始執(zhí)行。單片機冷啟動后，片內(nèi)RAM為隨機值，運行中的復(fù)位操作不改變片內(nèi)RAM區(qū)中的內(nèi)容,21個特殊功能寄存器復(fù)位后的狀態(tài)為確定值(表1L說明：中符號*為隨機狀態(tài)：表1寄存器復(fù)位后狀態(tài)表特殊功能寄存器初始狀態(tài)特殊功能寄存器初始狀態(tài)AOOHTMOD