基于单片机的转速表设计.ppt

基于单片机的转速表设计
答辩人:邹光明
指导教师:杨明讲师
论文内容
设计背景与意义
测速原理分析
AT89C51介绍
硬件电路
软件设计
总结
致谢
1 设计背景与意义
转速表是机械行业必备的仪器之一,目前广泛使用的普通式转速表,其电路结构比较复杂,稳定性差,成本高,抗干扰能力差,测量精度与范围不能兼顾,而且采样的时间长,难以测得瞬时转速。而将单片机嵌入到转速表内可以很大程度上改善这些缺点。转速表性能的提高对机械行业的其他领域的发展会起到不可忽视的促进作用。

目前常用的转速测量方法有M法、T法、M/T法。
M法(即测频法)是指在固定的时间内测出转速传感器输出的脉冲个数。但是M法在测低速时因测量时间内的脉冲数变小,误差所占比例会变大,所以M法适合测量高速。
T法(即测周期法)是指在转速传感器输出脉冲周期内对时钟信号进行计数,测出转速脉冲周期,进而计算出转速。但T法在测高速速时测得的周期较小,误差变大,所以T法适合测低速。
M/T法是在M法基础上吸取了T法之优点而形成的。其测速过程是:在转速传感器输出脉冲是上升沿到来时启动定时(定时时间为Tc),同时计传感器输出脉冲个数和时钟脉冲个数,定时时间到,先停止对传感器输出脉冲的计数,待下一个传感器输出脉冲上升沿到来时在停止对时钟脉冲的计数,由记录的两脉冲m1和m2求出转速。

本转速表机采用的是美国ATMEL公司生产的一种高性能、低功耗、带有4K字节闪烁存储器的8位CMOS单片机(AT89C51)。与MCS-51软硬件完全兼容;内部4K字节的存储器;既有EPROM的可编能力。又有EPROM的电擦除特性;既有RAM的访问速度(约60ns),又有三级加密功能。AT89C51是一个低功耗高性能单片机,40个引脚,32个外部双向输入/输出(I/O)端口,同时内含2个外中断口,2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起,可反复擦写。
4硬件电路
转速信号获取模块
转速信号一般是不能直接得到的,所以要把转速信号输入到单片机中,首先要把转速信号提取出来,一般转速信可以号采用传感器来得到。
常用的传感器有霍尔传感器和光电传感器。霍尔传感器是靠磁性感应来采集脉冲的,使用时间长了会出现磁性变小的情况,影响脉冲的采样精度。而光电传感器则不存在这种情况。本次设计就选用了光电传感器。
整形电路
由传感器得到的信号要经过处理才能发送到单片机中,信号一般要经过整形处理,本转速表选用LM393对输出的信号进行放大整形。整形电路的主要作用是将正弦波信号转化为矩形脉冲信号。