目录

摘要 .................................................................................................................................................. 1 一课程设计任务和功能要求 ........................................................................................................... 1

1.1设计应用背景 .................................................................................................................... 1 1.2设计原理 ............................................................................................................................ 1 1.3系统结构 ............................................................................................................................ 2 二传感器模块设计 ........................................................................................................................... 3

2.1脉冲信号的获得 ................................................................................................................ 3 2.2霍尔传感器 ........................................................................................................................ 3 2.3光电传感器 ........................................................................................................................ 3 2.4光电编码器 ........................................................................................................................ 4 2.5三套方案的选择与比较 .................................................................................................... 4 三.设计总结...................................................................................................................................... 5

3.1硬件连接 ............................................................................................................................ 5 3.2实验程序及分析 ................................................................................................................ 6 3.4原理图 ................................................................................................................................ 7 3.5 PCB原理图 ........................................................................................................................ 7 四.设计总结...................................................................................................................................... 8 五.参考文献...................................................................................................................................... 9 六.成员及分工情况 .......................................................................................................................... 9 附录 .................................................................................................................................................. 9

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摘要

测速是工农业生产中经常遇到的问题，学会使用单片机技术设计测速仪表具有很重要的意义。要测速，首先要解决是采样的问题。在使用模拟技术制作测速表时，常用测速发电机的方法，即将测速发电机的转轴与待测轴相连，测速发电机的电压高低反映了转速的高低。使用单片机进行测速，可以使用简单的脉冲计数法。只要转轴每旋转一周，产生一个或固定的多个脉冲，并将脉冲送入单片机中进行计数，即可获得转速的信息。

关键词：拾取信号光电传感器霍尔传感器光电编码器转速

一课程设计任务和功能要求

任务：

电机转速自动检测 功能要求：

请设计一种电机转速监控装置，能够提供电机转速的电量信息。

1.1设计应用背景

电动机作为风机、水泵、机床等设备的动力，广泛应用于工业、农业、商业、公用设施、制造业等各个领域，在我国，电动机的用电量已经占到社会总用电量的60％以上。我国能源相对缺乏，优质能源严重短缺，同时巨大的能源消耗引起的环境污染已在某种程度上制约了经济的发展，从节约能源，保护环境出发，我国开展了很多节能研究工作电动机作为量大面广的机电产品，降低电动机的损耗、提高电动机的效率已成为节能降耗、降低生产成本、追求经济效益最大化的重要手段，是利国利民的大事。对老式耗能大的电动机必须进行节能改造，因此，研究其节能问题具有非常重要的意义。

1.2设计原理

（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圆盘，在圆盘上挖一小洞，小洞上下分别对应着光发射和光接收开关，圆盘转动一圈即发光电管导通一次，利用此信号作为进行脉冲计数所需。

（2）计数脉冲通过计数电路进行有效的计数，按照设计要求每一秒种都必须对计数器清零一次，因为电路实行秒更新，所以计数器到译码电路之间有锁存

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电路，在计数器进行计数的过程中对上一次的数据进行锁存显示，这样做不仅可以解决数码显示的逻辑混乱，还可以避免了数码显示的闪烁问题。

（3）对于脉冲记数，有测周和测频的两种方式。测周电路的测量精度主要受电路系统的脉冲产生电路的影响，对于低频率信号，其精度较高。测频电路其对于高低电平的信号差比较敏感，对于低频率信号的测量误差较大，但是本电路仍然采用测频方式，原因是本电路对于马达电机转速精度要求较低，本电路还有升级为频率计使用，而测频方式对高频的精度还是很高的。

（4）显示电路采用静态显示方法，由于静态显示易于制作和调试，原理也较简单，所需元件易于购买。

（5）电路时钟是整个电路的关键，它是整个电路有效工作的核心，负责电路的锁存和清零。其基本思路是：产生频率一秒是时钟，当秒时钟到来时，即上升沿到来时，对锁存电路进行锁存，锁存以后才能对计数器进行清零，锁存和清零间隔要充分小，否则就影响电路的计数准确度。鉴于此，对锁存集成必须采用边沿触发形式的集成，并且计数器应该与锁存同步工作，即都在秒时钟的上升沿触发工作。另外大多的译码器都带有锁存功能，但是其他锁存方式基本上都是电平触发，若设计成电平触发的话，势必会增加电路的复杂度，还不如直接采用边沿锁存的单集成，所以不使用译码器中的锁存电路。时钟实现方法很多，本电路采用晶振电路，以求得高精度的时钟需求。

1.3系统结构

本文主要针对电机的转速进行测量，然后用数码管把电机的转速显示出来。 本装置主要有两部分构成： （1）光电测速部分。

（2）测得的脉冲处理和显示部分。

光电测速部分主要由光电传感器构成，脉冲处理部分主要经施密特触发器对接收到的脉冲进行波形校正，由单片机的T1口输入，经80C51处理后显示输出电机的转速。

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