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Ti(C7N3)-based cermet micro end-mill tools

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基于单片机的电机转速测量系统

兰州交通大学 毕业设计文献综述 题目:基于单片机的电机转速测量系统Title:Motor speed measuring system based on single chip microcomputer 姓名:韦宝芸

学号:3 班级:机设1202班 摘要 本文首先叙述了单片机测量转速的系统构成及转速测量的几种常用方法,分析了相应方法在测量上的特点、误差和计算。其次,针对特定的应用环境,设计出一种基于 80C51单片机的全数字式测速系统,详细阐述了系统的工作原理,指出产生误差的可能原因,并给出了具体解决的方法;根据系统要求编制了源程序,分析其工作流程。最后,对构建的系统利用仿真机进行调试,对测量指标进行了分析、比较并提出改进方案。 关键词:单片机、转速、测量精度 Abstract

This paper first discussed some ways for rotary speed measure. It analyzed characters and errors of these ways. Second, it designed full digital measure system based on a Single-Chip Microprocessor(80C51) responding to special application, stated the working theory of the system and the methods to solve the errors, writed the working programmes by A51 assemble language. Finally, this system implementation was confirmed by using of Keil-51 simulator. The characters on the error margin and accuracy was summarized. Keywords : Single-Chip Microprocessor、rotary speed 、measureprecision Keil-51

电机转速测量电路

课程设计(论文)说明书 题目:电机转速测量电路 院(系):信息与通信学院 专业:电子科学与技术 学生姓名 学号: 指导教师:何宁 职称:教授 2012年12月20日

摘要 本文设计了一种基于AT89S52单片机的红外线转速测量系统。该系统的红外发射与接收采用直射式,红外发光管射出的红外线通过圆盘的小孔照射到红外探头上,接收电路再经过简单的信号处理得到脉冲式的转速信号。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,最终系统通过四位七段数码管显示电机每分钟的转速值。本文详细分析了系统的组成及工作原理,给出了系统中各硬件模块设计方法及系统软件设计方法,给出了部分程序流程图和程序清单。该测速系统安装维护方便,工作稳定,运行可靠,具有较大的推广应用价值。 关键词:转速测量;红外发射与接收;单片机 Abstract A infrared speed measuring system which based on the MCU of AT89S52 was designed in this paper. The infrared transmitter and receiver of the system used the direct type. The infrared light emitted from the IR LED passed through the hole in the disc to the infrared sensor, and the receiver circuit output a pulsed infrared signal by a simple signal processing. The AT89S52 was used to sample the pulse signal and calculate the amount of the pulse signal per minute which was the value of the motor speed. Finally the value of the motor would be displayed real-time by four-bit seven-segment digital tube. The composition and the principle of the system are presented, and the design method of hardware and the software are also presented. The measurement system will have a broad prospects because the convenient installation and maintenance, stable working, reliable operation. Key words: Speed measurement; Infrared transmitter and receiver; MCU

电机转速、电流、电压测量方法与原理

姓名:张廷刚学号:1420310064 研究方向:电力电子1、电流的检测方法 电机控制系统的中的电流检测主要是对电机定子电流进行检测,电流检测的常用方法主要有:采样电阻法、电流互感器法、霍尔电流传感器法等。 1.1 采样电阻法 采样电阻测电流的原理:将采样电阻串接在要监测的电路回路里,电流流过时,在采样电阻两端产生压降,这样就把电流信号转化为电压信号。然后,对该电压信号进行处理变换,输入到微处理器的A/D单元,完成检测的目的。 1.1.1 采样电阻的使用条件 使用采样电阻检测方法实现简单,成本低,但是很难做到电阻值稳定不变,采样精度不高,不能提供准确的电流值。而且反馈控制电路与主电路没有隔离,在电机驱动控制系统中,万一功率电路的高电压通过反馈电路进入控制电路,将危及到控制系统的安全。因此,采样电阻一般应用在精度要求不高、成本敏感,温度低的应用场合。 1.2霍尔电流传感器法 在电机控制系统中,主要使用霍尔电流传感器对电机三相定子电流进行检测。一般将霍尔电流传感器紧紧的套在三相定子电流导线上,并通过信号调理电路进行处理,经如图1所示电路,从而对电流进行检测。 图1定子电流检测及信号调理电路 1.2.1 霍尔电流传感器的使用条件 霍尔电流传感器的工作原理主要基于霍尔器件和磁补偿原理进行检测,因此

使用使用时应避免电磁干扰对传感器的影响。此外霍尔电流传感器的供电电压必须在传感器所规定的范围内,超过此范围,传感器不能正常工作或者可靠性降低。霍尔电流传感器的电源、输入、输出的各连线导线必须正确连接,不可错位或反接,否则可能导致产品损坏。安装环境应无导电尘埃及腐蚀性。应避免剧烈震动或者高温。 1.3 电流互感器法 电流互感器法是将电流互感器串连在电机三相定子电流导线中,利用变压器原、副边电流成比例的关系进行电流大小的转换检测。其工作原理、等电路也与一般变压器相同,只是其原边绕组串联在被测电路中,且匝数很少;副边绕组接电流表、继电器电流线圈等低阻抗负载,近似短路。原边电流(即被测电流)和副边电流取决于被测线路的负载,而与电流互感器的副边负载无关。 1.3.1 电流互感器的使用条件 电流互感器运行时,副边不允许开路。因为一旦开路,原边电流均成为励磁电流,使磁通和副边电压大大超过正常值而危及人身和设备安全。线路上的电压都比较高,如直接测量是非常危险的。在大型电机控制中电流互感器一般体积较大,造价昂贵,所以由于体积和成本的原因,一般应用于中小型电机控制系统中。另外使用的场所周围环境不应有与工作无关的外界强磁场存在,环境温度在为佳,相对湿度不超过。对于精度为级及以上或额定电流为及以上的电流互感器,电流互感器在额定电流下持续运行时间为小时;对于额定一次电流为及以上的电流互感器,在额定电流下持续运行的时间为分钟,对特殊要求的弱电流互感器允许在额定电流下能够长期工作。 2、电压的检测方法 电压检测有直接测量法、电阻分压法、电压互感器法和霍尔效应电压传感器法等。在电机调速系统中,直流母线上的电压检测可以通过检测与滤波电容相并联的电阻中的电流而测得,这种方法同电机三相母线电流的检测方法相同,检测电路如图1所示。霍尔电压传感器使用条件:霍尔电压传感器使用时工作条件同霍尔电流传感器相似。电压互感器的使用条件同电流互感器相似。 3、转速的检测方法 3.1 基于增量式光电编码器的速度检测 借助于增量式光电编码器进行测速的方法有M法,T法,M/T法。其中M 法只适合电机转速较高的时候,电机转速低时误差较大。T法情况正好相反,而M/T法既具有M法测速的高速优点,又具有T法测速的低速的优点。从而被广

直流电机转速控制

直流电机转速控制公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]

直流电机转速控制 课程设计 姓名: 学号: 班级:

目录 1.直流电机转速控制方案设计 (2) 设计要求 (2) 设计框图 (2) 2.直流电机转速控制硬件设计 (3) 主要器件功能 (3) 硬件原理图 (6) 3.直流电机转速控制软件设计 (7) 4.调试 (8) 硬件测试 (8) 软件调试……………………………………………………………(11

1.直流电机转速控制方案设计 设计要求 通过设计了解如何运用电子技术来实现直流电机转速控制,完成直流电机转向和转速的控制,提高分析电路设计、调试方面问题和解决问题的能力。 1、用按键1控制旋转方向,实现正转和反转。 2、电机的设定转速与电机的实际转速在数码管上显示。 3、旋转速度可实时改变。 设计框图 本课题中测量控制电路组成框图如下所示:

图1 2.直流电机转速控制硬件设计 主要器件功能 1、L298N 是专用驱动集成电路,属于H 桥集成电路,与L293D 的差别是其输出电流增大,功率增强。其输出电流为2A,最高电流4A,最高工作电压50V,可以驱动感性负载,如大功率直流电机,步进电机,电磁阀等,特别是其输入端可以与单片机直接相联,从而很方便地受单片机控制。当驱动直流电机时,可以直接控制步进电机,并可以实现电机正转与反转,实现此功能只需改变输入端的逻辑电平。此外可能通过使能端的高低电平的变换,从而使电机通断,来控制电机的转速。 图2 板上的EN1 与EN2 为高电平时有效,这里的电平指的是TTL 电平。EN1 为IN1 和IN2 的使能端,EN2为IN3 和IN4 的使能端。POWER 接直流电源,注意正负,电源正端为VCC,电源地为GND。 2、ZLG7290的核心是一块ZLG7290B芯片,它采用I2C接口,能直接驱动8位共阴式数码管,同时可扫描管理多达64只按键,实现人机对话的功能资源十分丰富。除具有自动消除抖动功能外,它还具有段闪烁、段点亮、段熄灭、功

电动机的转速如何测试

电动机转速该如何测量 1.可以用真尚有科技的转速测量系统 要测量圆柱体微小转角,首先要知道被测物的半径,然后测出物体在单位时间内走的距离。知道了两个参数后就可以求得转动角度。 解决: Px可以测得物体微小变化 调试的方式: λ通过软件检查系统安装是否满足测量条件,调节传感器安装位置,调节到最佳测量状态,然后可以开始在线测量。 λ通过软件能进行简单的测量, 并最终求出角度值。 通过增量输出: 用户自己将测量结果值进行转换 λ通过接收传感器发出脉冲个数,然后换算成距离最终求得转动角度。最简单的计算增量脉冲的方法是用计数器进行读取,计数器 说明:可设置计数与转动周长的对应关系,每个脉冲代表一定长度,例如1个脉冲= 0.01mm,则图1-3所示距离= 92896 * 0.01mm = 928.96mm 定制软件: 通过软件方式将得到数据进行处理,并最终将结果显示给用户看,能让用户直观的观测到当前测量值。其他功能可以定制。 2. 前不久在一个网站上找的: 可自制一个简单实用的振动式转速计,它是根据物理学上共振原理制成的,测速时并且不会消耗发动机的功率。 振动式转速计由十几根不同长度的钢丝做成。每根钢丝的自振频率都不同,钢丝越长,自振频率越低;长度越短,自振频率越高。小发动机工作时,每转一转,活塞上下一次,产生一次振动。当发动机产生的振动频率和某根钢丝的自振频率相同或成整数的倍数时,这根钢丝就会因共振而开始振动。使用时,将振动式转速计固定在发动机附近,或直接用底座靠在发动机的气缸头等部位上;只要观察那一根钢丝的振动幅度最大,就可根据该钢丝的刻度测得发动机的转速。其准确度依钢丝质量、直径大小及钢丝和底座的夹紧程度不同而略有出入,一般为±200转/分。最好先用标准转速表校准刻度。 钢丝的自振频率和它的直径、自由长度及钢材的弹性有关。一般钢丝的自振频率f可按下式计算: 其中:d 钢丝直径(单位厘米) L 钢丝自由长度(单位厘米) 或其中:n 发动机转速(单位转/分)

直流电机转速电流测量与显示

燕山大学 课程设计说明书题目:直流电机转速电流测量与显示 学院(系):里仁自动化系 年级专业:12级过控1班 学号: 121203021064 学生姓名:刘华 指导教师:梁振虎、王振臣、闫敬 教师职称:副教授

燕山大学课程设计(论文)任务书 院(系):里仁学院基层教学单位:自动化系 说明:此表一式四份,学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。 2015年6月12日

摘要 单片机又称单片微控制器(MCU),它把一个计算机系统集成到一个芯片上。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。随着电子技术的迅猛发展,单片机技术也有了长足的发展,目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹,导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。 各种电机在工业得到广泛应用,为了能方便的对电机进行控制、监视、调速,有必要机的转速进行测量,从而提高自动化程度。转速和电流是工程上常用参数。转速测量的方法很多,采用光电编码器测量转速是较为常用的测量方法,而电流则采用交流互感器。 通过光电传感器实时采集电机转速并进行处理与显示,设计出一个电动机转速测量系统,并研究其测量精度、测量范围及响应速度.程序设计部分分为初始化模块、脉冲计数模块、计时模块、参数调整模块和显示模块.最后通过试验测试,得到了相应的技术参数,并对转速和电流测量系统的误差进行了分析要求设计的系统稳定可靠、抗干扰能力强、成本低,使用方便。

电机转速测量课程设计

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

基于单片机的直流电机转速测量与显示(DOC)

目录 绪论 (2) 第1章参数计算与设备选型 (3) 1.1控制芯片 (3) 1.2测速发电机 (4) 1.3模数转化器件——ADC0809 (6) 第2章系统设计 (9) 2.1 系统方框图 (9) 2.2 硬件设计 (10) 2.2.1 直流测速发电机 (10) 2.2.2 ADC0809与单片机连接 (10) 2.2.3 数码管 (11) 2.2.4 综合接线图 (11) 2.3 软件设计 (12) 2.3.1 程序设计思路说明 (12) 2.3.2 总程序控制流程图 (13) 2.3.3 ADC0809工作流程图及程序 (14) 2.3.4显示部分工作流程图及程序 (15) 第3章结论 (18) 参考文献 (19)

绪论 在现代工业自动化高度发展的时期,几乎所有的工业设备都离不开电机,形形色色的电机在不同领域发挥着很重要的作用。与之而来的问题是,如何更好地控制电机,对于不同的场合,对电机的控制要求是不同的,但大部分都会涉及到直流电机的转速测量,从而利用转速来实施对直流电机的控制。 直流电机转速作为直流电机的一项重要技术指标,在各个应用场合都有重要的研究价值,例如在发动机,电动机,机床主轴等旋转设备的试验运转和控制中,常需要分时或连续测量,显示其转速及瞬时速度等,转速是其他大部分技术参数的计算来源,因此,准确测量直流电动机的转速具有重要的研究意义和理论价值。 目前,对直流电动机的速度检测方法很多,从整体上可分为模拟检测和数字检测方法。 模拟检测:即利用测速电机作为发电机,通过检测反电势E的大小和极性可得到转速N和电机转向,采用这种方法直接可以得到转速N和输出电压的特性曲线,直观,但也有很多不足,比如在高速和低速情况下实际输出偏离理想特性。 数字检测技术:即通过分析数字信号产生的一系列脉冲间接获取电机转速。如光电旋转编码器是将检测圆盘划分为等距的三个同心圆,最外环和次外环分别用等距的黑白条纹分开,且最外环和次外环的缝隙位置相位差为90度,用于判断电机的转速,最内环只有一个黑条纹,用作定位脉冲或者是复位脉冲,利用光电编码器输出的脉冲可以计算转速,具体的又可分为M法,T法和M\T法。 此外,市场上已经有了技术成熟的电机测速装置,如利用霍尔元件设计制作的直流电机测速仪等,凭借其精度高,稳定性好等优势占有重要的一席之地。 而本次微机控制原理课程设计的任务是直流电机速度的测量与显示。主要要求是通过测速直流发电机作为传感器,检测直流电机的转速,并输出与转速相关的电压,通过ADC0809芯片将测速发电机输出电压转换成电压的数字信号。控制芯片采用AT89C51将采集转换后的数字信号进行处理,得到转速,并通过四位数码管予以显示。整体上能够完成从转速检测到数据处理到显示的一整套功能。

电机转速测量方法研究

收稿日期:2005209202 作者简介:于炳亮(1964-),男,研究员,从事海洋仪器表研究。 文章编号:100224026(2005)0520041202电机转速测量方法研究 于炳亮 (山东省科学院海洋仪器仪表研究所,山东青岛266001) 摘要:介绍了几种基本的电机转速的数字测量方法,并以一种利用Intel 的8089单片机和旋转式光电编码器构 成的数字实时转速检测系统为例,详细阐述了如何选择和综合应用几种转速测量方法,来实验最佳的转速测 量。 关键词:电机;转速;测量 中图分类号:TH86 文献标识码:A 1 概述 转速是电动机极为重要的一个状态参数,在很多运动系统的测控中,都需要对电机的转速进行测量,速度测量的精度直接影响系统的控制情况,它是关系测控效果的一个重要因素。不论是直流调速系统还是交流调速系统,只有转速的高精度检测才能得到高精度的控制系统。 在电机的转速测量中,影响测量精度的主要因素有两个:一是采样点的多少,采样点越多,速度测量结果越精确,尤其是对于低转速的测量。二是采样频率,采样频率越高,采样的数据就越准确。 2 常用的数字测量方法 电机转动速度的数字检测基本方法是利用与电动机同轴连接的光电脉冲发生器的输出脉冲频率与转速成正比的原理[1],根据脉冲发生器发出的脉冲速度和序列,测量转速和判别其转动方向。根据脉冲计数来实现转速测量的方法主要有:M 法(测频法)、T 法(测周期法)和M ΠT 法(频率Π周期法)。 2.1 M 法(测频法) 在规定的检测时间内,检测光电脉冲发生器所产生的脉冲信号的个数来确定转速。虽然检测时间一定,但检测的起止时间具有随机性,因此M 法测量转速在极端情况下会产生士1个转速脉冲的误差。当被测转速较高或电机转动一圈发出的转速脉冲信号的个数较大时,才有较高的测量精度,因此M 法适合于高速测量。 2.2 T 法(测周期法) 它是测量光电脉冲发生器所产生的相邻两个转速脉冲信号的时间来确定转速。相邻两个转速脉冲信号时间的测量是采用对已知高频脉冲信号进行计数来实现的。在极端情况下,时间的测量会产生士1个高频脉冲周期,因此T 法在被测转速较低(相邻两个转速脉冲信号时间较大)时,才有较高的测量精度,所以T 法适合于低速测量。 第18卷 第5期 2005年12月 山东科学SH ANDONG SCIE NCE V ol 118 N o 15Dec 12005

直流电机转速测量与控制

苏州大学 城市轨道交通学院

课题名称:直流电机转速控制与测量学院:城市轨道交通学院 班级:10级通信工程 学号:45 姓名:袁圆 其他成员:李吟乔王佳毓苏朗

直流电机转速测量与控制 一、设计要求 1) 电机转速比例测量,并数码管显示; 2) 电机转速由按键设定,步长为1rad/min。 二、直流电机转速测量与PWM控制的基本原理: 直流电机的工作原理为:直流电机的磁极N,S间装着一个可以转动的铁磁圆柱体,圆柱体的表面固定着线圈abcd。当线圈流过电流的时候,线圈受到电磁力的作用,产生旋转。 根据左手定则可知,当流过线圈中电流改变方向时,线圈的受力方向也将改变,因此通过改变线圈电流的方向实现改变电机的方向。 由于方波的有效电压跟电压幅值和占空比有关,因此我们通过单片机的控制电路改变占空比,从而改变有效电压,以此控制电机的转速。即采用PWM(脉宽调制)方法实现调速。 三、设计方案 程序应用模块化进行设计,主要有初始化模块、显示模块、读键模块、数制转换模块、双字节除法模块、中断模块和控制调节模块。 初始化模块:8155工作方式、T0和T1工作方式、标志位状态、所用单元初值、中断设置以及初始显示等。 显示模块:设定值和实测值的数值与字符动态显示。 读键模块:从I/O口依据某位数码管亮时读入小按键是否有效,然后根据四个小键盘的不同功能进行相应的处理,只要设定值一改变立刻显示。加1键和减1键要有连加连减功能。 数制转换模块:将二进制转换为十进制。 外部中断模块:将转1圈的时间通过双字节除法程序求出即时转速。 定时中断模块:PWM输出波形形成。 控制调节模块:通过设定值和实测值的比较来改变脉冲波的占空比,该数据的调节分为简单比例调节PP和比例积分调节PI。调节公式分别为: YK=YK1+KP*EK

直流电机转速测量系统的设计

一、概述 该课程设计是关于直流电动机转速的测量。转速是电动机极为重要的一个状态参数,一般是指电机转子的每分钟转数,通常用r/min 表示。本次课程设计选用光电测速法,测量电路由光电转换电路,整形电路,晶体振荡电路,分频电路,倍频电路,时序控制电路和计数、译码、驱动、显示电路构成,电机转速的测量范围为600r/min~30000r/min ,测量的相对误差 1%,并用5位LED 数码管显示出相应的电机转速。 本次课设需满足以下设计要求: 1根据技术指标,设计各部分电路并确定元器件参数; 2.用5位LED 数码管显示出相应的电机转速; 3.画出电路原理图(元器件标准化,电路图要规范化)。 二、方案论证 本课程设计是设计电机转速测量系统,采用光电测速方案,将转速信号转化为脉冲信号,然后用数字系统内部的时钟来对脉冲信号的频率进行测量,方案中包括光电转换电路,整形电路,闸门电路,晶体振荡电路,分频电路,倍频电路,控制电路和计数、译码、驱动、显示电路。原理方框图如图1所示: 在电动机转轴上安装一个圆盘,在圆盘上打6个均匀小孔。当电动机旋转时光源通过小孔投射到光敏三极管上,就产生了一序列的脉冲信号,光敏三极管产生的脉冲信号频率与电机转速成正比。脉冲信号经过整形电路转变成方波,再用二倍频电路使整形后的信号频率变为原来的二倍。再由晶体振荡电路输出的信号经过215分频电路, 光电转换电路 整 形 电 路 闸 门 电 路 计数、译码、驱动、显示 电路 输入 信号 晶体振荡器 电路 分 频 电 路 控 制 电 路 图1 电机转速测量系统原理框图

产生1Hz的基准信号,再经过10分频,便可产生一个0.1Hz的基准信号,该基准信号用来控制闸门电路,把经过倍频的光电转换后的信号计数并显示出来 三、电路设计 1.光电转换电路 在该部分可以用发光元件作为光的发射部分,可以选择发光二极管作发光元件,接收部分则要选择光敏三级管作为接受部件。其原理是用光敏三极管接收发光二极管通过小孔发射过来的光信号。在电机的转轴上安装上已打好6个均匀小孔的圆盘,让发光二极管与光敏三极管通过小孔相对,这样电机每转动一周,光线就会相应通过小孔6次,因为光电转换器受光一次就会产生一个脉冲,所以说电机在每转一周后就会相应的产生了6个脉冲。光电转换电路原理如图2所示: 图2 光电转换电路原理图 图中R1和R2为两个为350Ω限流电阻,LED持续发出的光被带孔圆盘间歇性阻断,变成间断的光信号,而光敏三极管将接收到的光信号转化成电信号,作用于之后的系统。 2.整形电路 整形电路用555定时器构成施密特触发器,利用施密特触发器,将输入的信号进行整形,输出为方波。2和6管脚连在一起接输入信号,从3管脚输出,输入信号与 输出信号反相,在5管脚接入10nF的滤波电容,当输入电压v i ﹤1/3Vcc时,v o 输出 为高电平,当输入电压v i ﹥2/3Vcc时,v o 输出为低电平。整形电路接法及输出波形如 图3和图4所示:

电机转速测量系统设计

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: 学号: 指导教师: 职称: 2019年7 月4 日

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

直流电机的转速检测及电路设计

摘要 在电气时代的今天,电动机在工农业生产与人们日常生活中都起着十分重要的作用。直流电机作为最常见的一种电机,具有非常优秀的线性机械特性、较宽的调速范围、良好的起动性以及简单的控制电路等优点,因此在社会的各个领域中都得到了十分广泛的应用。 系统主要功能是:AT89C51单片机接受霍尔传感器传来的脉冲信号,单片机根据外部中断,以及内部定时器进行计数计算出电机转速送到LED并显示,外部装有蜂鸣器电路,在超速或低俗过低都会停止电动机,蜂鸣器发音,显示器不显示,从实用角度看,评价一个系统实用价值的重要标准,就是这个系统对社会生活和科技观念有多大的贡献。 本设计以单片机为核心设计一个电动机转速测定及数据显示控制系统,要求对转速范围在0-3000r/min的直流调速电动机进行测量并显示,转速数据显示精度要达到转速个位数,有转速高、低限报警提示。本设计使用6V直流电机。将霍尔传感器产生的脉冲信号输入到单片机外部中断0口,单片机工作在内部定时器工作方式0,对周期信号进行计数,调用计算公式计算出转速,调用显示程序在LED上,其主要内容是单片机部分主要完成电机转速的测量,LED显示部分主要是把转速显示出来,显示范围在0-3000r/min之间。 本设计主要研究直流电机的控制和测量方法,效率高,电路简单,使用也比较广泛,测速系统采用集成霍尔传感器敏感速率信号,具有频率响应快、抗干扰能力强等特点。从而对电机的控制精度、响应速度以及节约能源等都具有重要意义。 关键词:单片机霍尔IC传感器 , DAC0832 直流电动机转速流程图 A/D 和D/A转换器

目录 摘要 (2) 第一章:引言 (5) 第二章:系统功能分析 (7) 2.1 系统功能概述 (7) 2.2 系统要求及主要内容 (7) 2.3 系统技术指标 (7) 第三章:系统总体设计 (8) 3.1 硬件电路设计思路 (8) 3.2 软件设计思路 (9) 第四章:硬件电路设计 (8) 4.1 单片机描述 (12) 4.1.1 AT89C51引脚及作用 (12) 4.1.2 ULN2003引脚图及功能 (13) 4.2 外围电路设计 (14) 4.2.1时钟电路 (14) 4.2.2复位电路 (14) 4.2.3测速电路 (15) 4.2.4报警电路 (16) 4.2.5显示电路 (16) 4.2.6 74HC573引脚图及功能 (18) 第五章:软件电路设计 (20)

电机转速的T法测量

电子技术综合训练 设计报告 题目:电机转速的T法测量 姓名: 学号: 班级: 同组成员: 指导教师: 日期:2013年

摘要 本设计为电机转速的T法测量,在设计中,用555构成的多谐振荡器产生时基脉冲,用74LS160构成十进制模100计数器对光电码盘送入的脉冲进行加计数,利用D触发器和与门作为计数电路的控制,用两个单稳态触发器控制锁存和清零,利用HEF4511BP驱动数码显示器,动态显示时基脉冲数,最后根据脉冲数计算电机转速。 关键词:555,计数,显示 Abstract The design for the motor speed measurement method of T, in the design, multivibrator composed by 555 generation time-base pulse, pulse decimal mode 100 counter on the photoelectric encoder to count 74LS160, use D flip-flop and gate control as the counting circuit, two monostable trigger control latch and clear using the HEF4511BP driver, digital display, a time-base pulse number of dynamic

display, according to the calculation of the motor speed pulse. Keywords: 555, counting, display 目录 1 设计任务和要求…………………………………………………………? 1.1设计任务……………………………………………………………? 1.2设计要求…………………………………………………………….? 2 系统设计…………………………………………………………………? 2.1系统要求…………………………………………………………….?

光电传感器转速测量系统设计讲解

专业课程设计 题目 光电传感器的转速测量设计 院系:自动化学院 专业班级: 小组成员: 指导教师: 日期:2012年10月8---2012年10月19

一.课程设计描述 采用单片机、uln2003为主要器件,设计步进电机调速系统,实现电机速度开环可调。 二.课程设计具体要求 1、通过按键选择速度; 2、转速测量显示范围为0~9999转/秒。 3、检测并显示各档速度。 三.主要元器件 实验板(中号) 1个步进电机 1个 STC89C52 1个电容(30pF、10uF)各1个 数码管(共阳、四位一体)1个晶振(12MHz) 1个 小按键 4个 ULN2003 1个 电阻若干发光二极管 1个 三极管(NPN) 4个排阻 1个 四.原理阐述 4.1系统简述 按照题给要求,我们最终设计了如下的解决方案: 用户通过键盘键入控制指令(开关),微控制器在收到指令后改变输出的PWM 波,最终在ULN2003的驱动下电机转速发生改变。通过ST151传感器测量电机扇叶的旋转情况,将转速显示在数码管上。 在程序主循环中实现按键扫描与转速显示,将定时器0作为计数器,计数ST151产生的下降沿,可算出转速,并送至数码管显示。 设计思路: (1)利用光电开关管做电机转速的信号拾取元件,在电机的转轴上安装一个圆盘,在圆盘上挖1小洞,小洞上下分别对应着光发射和光接受开关,圆盘转动一圈即光电管导通1次,利用此信号做为脉冲计数所需。 (2)对光电开关信号整流放大。 (3)脉冲经过单片机内部的计数器和定时器进行计数和定时。 (4)显示电路采用单片机动态显示。

4.2转速测量原理 在此采用频率测量法,其测量原理为,在固定的测量时间内,计取转速传感器产生的脉冲个数,从而算出实际转速。设固定的测量时间为Tc(min),计数器计取的脉冲个数m,假定脉冲发生器每转输出p个脉冲,对应被测转速为N (r/min),则f=pN/60Hz;另在测量时间Tc内,计取转速传感器输出的脉冲个数m应为 m=Tcf ,所以,当测得m值时,就可算出实际转速值[1]: N=60m/pTc (r/min) (1) 4.3转速测量系统组成框图 系统由信号预处理电路、单片机STC 89C51、系统化LED显示模块、串口数据存储电路和系统软件组成。其中信号预处理电路包含信号放大、波形变换和波形整形。对待测信号进行放大的目的是降低对待测信号的幅度要求;波形变换和波形整形电路则用来将放大的信号转换成可与单片机匹配的TTL信号;通过对单片机的编程设置可使内部定时器T0对输入脉冲进行计数,这样就能精确地算出加到T0引脚的单位时间内检测到的脉冲数;设计中转速显示部分采用价格低廉且使用方便的LED模块,通过相关计算方法计算得到的转速通过I2C总线放到E2PROM存储,既节省了所需单片机的口线和外围器件,同时也简化了显示部分的软件编程。系统的原理框图如图2.1所示。 图2.1 系统的原理框图 五.系统硬件电路的设计 系统硬件部分包含输入模块、显示模块、控制模块、测速模块等。在硬件搭建前,先通过Proteus Pro 7.5进行硬件仿真实现。 5.1脉冲产生电路设计

直流电机转速测量与控制程序

直流电机转速测量与控制程序 #include "reg51.h" #include "absacc.h" #define LEDLen 6 #define Tick 10 // 10 x 100us = 1ms unsigned int C100us; // 100us记数单元 xdata unsigned char CS0832 _at_ 0xb000; xdata unsigned char OUTBIT _at_ 0x8002; // 位控制口xdata unsigned char OUTSEG _at_ 0x8004; // 段控制口xdata unsigned char IN _at_ 0x8001; // 键盘读入口 unsigned char LEDBuf[LEDLen]; // 显示缓冲 code unsigned char LEDMAP[] = { // 八段管显示码 0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71 }; code unsigned char KeyTable[] = { // 键码定义 0x16, 0x15, 0x14, 0xff, 0x13, 0x12, 0x11, 0x10, 0x0d, 0x0c, 0x0b, 0x0a, 0x0e, 0x03, 0x06, 0x09, 0x0f, 0x02, 0x05, 0x08, 0x00, 0x01, 0x04, 0x07 }; long int n; unsigned char flag; unsigned char DA; unsigned char Key_temp; unsigned char k_TEMP[2]; void time1_int(void); void delay(unsigned char CNT) { unsigned char i;

转速测量显示系统

转速测量显示系统 一、题目要求 1 . 基于 2. 3 4 5 设计任务: 二、方案选定 1 、选择实现转速测量的方法 (1)根据测量方法分类 在电机的转速测量中,影响测量精度的主要因素有两个:一是采样点的多少,采样点越多,速度测量结果越精确,尤其是对于低转速的测量。二是采样频率,采样频率越高,采样的数据就越准确。常用的数字测量方法电机转动速度的数字检测基本方法是利用与电动机同轴连接的光电脉冲发生器的输出脉冲频率与转速成正比的原理。根据脉冲发生器发出的脉冲速度和序列,测量转速和判别其转动方向。根据脉冲计数来实现转速测量的方法主要有:M 法(测频法)、T法(测周期法)和M/T法(频率/周期法)。 (2)根据工作原理分类 1、计数式方法是用某种方式读出一定时间内的总转数。 2、模拟式方法是测出由瞬时转速引起的某种物理量的变化。 3、同步式是用利用已知的频率与旋转体的旋转同步来测量转速。 (3)几种具体的测量方法 ①基于霍尔传感器的直流电机转速测量 ②基于光电传感器的电机转速测量 以上两种是常用的转速测量装置。此外还有傅立叶变换用于电机转速的测量、基于单片机无线电机转速测量系统、基于光电码盘的的高精度电机转速测量等方法。 综合以上所述,本次课程设计选用计数式,光电传感器,M法测量电动机转速,适用于中、低速测量。 2 、测量系统的构成 图1 转速测量框图

(1)转速信号拾取 前面通过对各种测速方法的比较,最终选用计数式,光电传感器,M法测量电动机转速。 转速信号拾取是整个系统的前端通道,目的是将外界的非电参量,通过一定方式转换成电量,通用的转速测量系统大都采用一种俗称“码盘”的传感装置,将圆形的码盘固定在转轴上,码盘上有若干规则排列的小孔,用光电偶来输出电信号,以反映转速对应关系,即是将转轴的速度以脉冲形式反映出来,通常有两种形式: ①模拟量量化后经A/D转换,由数字量反映角度,供单片机计算处理,得出转速。 ②直接由脉冲来反应转轴的角度,用每转产生的脉冲经单片机处理得出转速。 (2)整形和倍频 脉冲信号的上升沿和下降沿对数字电路的触发尤为重要,若要将转速脉冲信号直接加到计数器或外部中断的输入端,并利用其上升沿来触发进行计数,则必须要求输入的信号有陡峭的上升沿或下降沿。处理方法上可以用触发器电路来整形。 (3)单片机 单片机是整个测量系统的主要部分,担负对前端脉冲信号的处理、计算、以及信号的同步,计时等任务,其次,将测量的数据经计算后,将得到的转速值传送到显示接口中,用数码管显示数值。在本系统中考虑到计数的范围、使用的定时,计数器的个数及I,O口线,预选用89C52单片机。 (4)驱动和显示 由于LED数码管具有亮度高、可靠性好等特点,工业测控系统中常用LED数码管作为显示输出。本系统也采用数码管作显示。LED显示器是用发光二极管显示字段的,通常使用七段构成“日”字型和一只发光二极管作为小数点,称八段数码显示器。其有两种驱动方式,共阴驱动和共阳驱动,共阴驱动是各段发光二极管的阴极连在一起,并将公共端接地,在共阳结构中,将各段发光二极管阳极连在一起,并将公共端接上+5V电源,显示字符对应字型代码发光。 三、初步设计 1 .原理分析 图2 单片机系统测量转速原理图 本系统单片机采用Atmel公司生产的89C52作为主控制器,用4位LED数码管作为显示。(1)显示部分 89C52单片机的I/0口输出特性是有较大的灌入电流能力,其中P0口的灌电流能力可达20mA,但只有很弱的“吐”电流的能力。本系统中选用共阴型数码管,将并联上拉电阻后的P0口作为数码管的段驱动,P2.2、P2.3、P2.4分别接74LS138(3-8译码器)的A、B、C

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