内容发布更新时间 : 2024/5/21 16:56:44星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

（3） 通过测量仪表拾取被测信号

目前有许多测量仪表用于各种测量中，有大信号输出、有 BCD 码输出等，但价格昂贵，专业性强，一般不适合通用系统。

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

前向通道中，从传感器输出的信号必须转换成计算机输入要求的信号，由于信号调节电路与传感器的选择，现场干扰程度等，都会影响信号的质量。而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。而倍频电路主要用于解决低转速时测量精度问题。及码盘的刻度误差而造成的精度下降问题。方法是在每转中增加脉冲的个数（码盘的线程数）来提高精度。但在高转速时，由于脉冲个数的增加，限制了最高转速测量量程，这个问题可用单片机控制来动态处理解决，兼顾高低转速的测量精度。

3．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 89C51 单片机。具体工作情况在后讨论。

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。

1.2、 转速测量原理

测 频 测 周 法 M / T 法

所谓测频测周法，即是综合了“T”法和“M”法分别对高、低转速具有的不同精度，利用各自的优点而产生的方法，精度位于两者之间。“ M/T”法采用三个定时/ 数器，同时输入脉冲脉、高频脉冲(由振荡器产生）、及预设的定时时间 进行定时和计数，m1反映转角，m2反映测速的准确时间，通过计算可得转速值n。该法在高速及低速时都具有相对较高的精度。测速时间Td由脉冲发生器脉冲来同步，即Td等于m1个脉冲周期。从a点开始，计数器对m1和m2计数，到达 b点。预定的测速时间到，计算机发出停止计数的指令，因TC不一定正好等于整数个脉冲发生器脉冲周期，所以，计数器仍对高频脉冲继续数，到达c点时，脉冲发生器脉冲的上升沿使计数器停止，这样，m2就代表了m1个脉冲周期的时 间。

总结

本文对单片机用于转速测量的理论、原理进行了系统的分析、比较，并对每种测量方法定性、定量的予以阐述，设计了显示接口电路和应用程序。以下从四个方面进行总结：

1．硬件电路

单片机用于转速测量种类较多，方法各有不同，在硬件设计上根据使用场合、功能和要求，采用的电路也有差异，单片机有用80C51系列的80C31、80C51等并对其进行扩展，接口采用8155、8255等用于显示。本系统采用89C51单片机充分利用单片机内部自带的两个16位定时/计数器进行设计，较完全的开发了单片机自身的功能，接口利用了89C51的P0口具有较大的电流驱动能力的特点，

未扩展驱动芯片，直接由单片机驱动，简化了硬件电路。有一定的实用价值和较高的性价比，可用于工业控制中的转速检测、民用电器及其他应用。

2．测量方法

在测量原理上采用先进的M的测量方法，保证了高转速的测量中获得较高的精度。应用范围广泛，可通过扩展进行二次开发。

3．程序调试

本系统进行了全面的程序设计，显示程序、中断服务程序和初始化程序，并对这些程序在u Vision2软件上进行编译和调试，可以运行和转换成HEX文件，通过编程器写入芯片中。基本达到了设计的要求。

4．改进方法和进一步的工作

转速的定时时间长、短，其设定值是人为估计的，可以针对具体的应用，根据转速的实际情况来调整定时时间。下步工作能制作完整电路工作板，即硬件电路，用示波器测量其参数。更深入的分析其精度和误差。

参考文献

[1].王军政《电液伺服阀控马达速度闭环数字控制系统的应用研究》第22卷第2期北京理工大学学报。

[2].电气传动自动化19卷第4期。

[3].刘保录《基于单片机的电机综合参数测试仪设计》第10卷第2期。 [4].冯夏勇宾鸿赞《微机转速测量常用方法与精度分析》电子与自动化1995第2期。

[5].何立民《MCS-5系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术》北京航空航天大学出版社1990 .1。

[6].聂小猛《Keil Uv2》用户手册。

[7].孙涵芳、徐爱卿《单片机原理及应用》北京航空航天大学出版社 。 [8].A51汇编语言设计。

[9].何立民《单片机应用文集》社北京航空航天大学出版 。 [10].朱家建《单片机与可编程控制器》高等教育出版社1998 .2 。 [11].刘清河硕士论文《汽车电子组合仪表的研究》哈尔滨工业大学。 [12]. 平凡单片机。