89s52 单片机在制作转速表中的应用
仪器网 · 2012-07-14 23:42 · 41927 次点击
1转速表工作的一般原理
转速表的工作原理一般说来都是首先利用传感器感受被测对象由于转动所产生的信号,并将此信号转变成可以计数的电信号,然后经运算放大元件整形后输入到单片机中进行处理,累计计数次数,将总次数按照预定公式进行计算,最终结果在显示设备中显示。假设被测物体转动一周产生m电个信号,而k秒内所累积n个信号,则在这k秒内的平均转速就是(n/m)×1/k。当k越小,平均转速也就越精确,误差也就越小。在制作这个转速表时是以4ms为一个计数单位。
本文主要是将被测轴体的圆周均匀贴上3片光泽度较好、光线反射率较高的薄金属片,然后采用反射式光电传感器采集由于转动而产生的光信号并输出电信号,也就是说转轴每转动一周就产生3个电信号,运算后得出被测转速,最终将运算结果输出到电脑或者数码管中显示。
2传感器的种类及简介
电涡流转速传感器、无源磁电转速传感器、有源磁电转速传感器、光电转速传感器等传感器。大转速测量一般用电涡流转速传感器,但体积较大。平时用来测量小转速,而且对测量仪的体积有其他要求时,一般都采用小型反射式光电转速传感元件。
反射式光电转速传感器具有测量距离远及感光度强的优点,内藏调制光发射和接收光电转换单元,能将被测物反射回来的光信号转换成电脉冲信号。当反射面为浅颜色时,接收端输出开信号,当反射端为深色时,接收端输出关信号,这样计数开关信号就形成。反射式光电传感器输出电平适应性强,能与各种转速数字显示仪配套使用及计算机接口电路直接连接,能无接触测量转速、线速度。常采用ST系列的反射式光电传感器,因为这个系列的传感器种类齐全、价格便宜、体积小、使用方便、质量可靠、用途广泛。在这里使用ST168来作为发动机的转速传感器。它的检测距离很小,一般为8~15mm。这种反射式光电传感器的特点是能实现非接触测量,测量精度高,但当信号脉冲频率较高时,信号有被减弱的弊病,而且红外线光信号易被干扰。
正是由于这种光电传感器易被干扰,所以在设计时加入运算比较元件,这样可提高传感器的抗干扰能力,增加输出信号的稳定性。这里使用LM324作为比较运算原件,反相端电位设为2.5V。也就是说当传感器输出电压大于2.5V时,则输出计数高电平“1”,否则输出计数低电平“0”。
3系统设计及流程图
主要采用89S52单片机来做为该转速表的运算核心,这种单片机普及度广,易于转录,对于一般的运算完全能够胜任,且造价便宜。确定制造转速表的系统方框图设计。另外还加入用LM324制作的整形电路,其产生的信号用来当作单片机的外部时钟源,时间由计时器和中断提供,确定主流程图和中断流程图。
3.1系统方框图设计(见图1)
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3.2主程序流程图(见图2)
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3.3电路图(见图3)
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4结束语
本文主要论述如何运用单片机制作转速表,此方案不仅提出如何测量转速还可以把转速结果传给PC机进行显示控制。文中给出转速表的具体设计方法及元、部件,并对其各部件进行介绍,运用ProtelDxp制作电路图。本方案可用于各种低转速转轴的测量,效果明显且结果较为精确,具有使用推广意义。
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