单片机在测量系统中的运用【文献综述】

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1、毕业论文文献综述通信工程单片机在测量系统中的运用摘要：本文介绍了一种利用单片机技术来实现测量系统的方法，它可以进行温度、速度、角度等方面的测量，而且利用单片机进行的测量具有测量准确度高，采样速度快，测量范围宽等优点，具有广泛的应用前景。关键词：单片机；温度测量系统；转速测量系统；频率测量系统1引言单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（MicrocontrollerUnit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它是现代电子技术的新兴领域，它的出现极大地推动了电子工业的发展，已成为电子系统设计中最为普遍的应用手段，具有体积小、重

2、量轻、价格便宜、功耗低、控制功能及运算速度快等特点。目前单片机已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。它主要运用于控制领域，以单片机为主的嵌入式系统，以控制功能为目的[]。本文主要介绍了单片机在仪器仪表中的广泛运用，它结合不同类型的传感器，则可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。而且采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）等等。2单片机在几种测量系统中的应

3、用2.1单片机在转速测量系统中的应用在工程实践中,经常会遇到各种需要测量转速的场合,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、显示其转速瞬时速度。为了能精确地测量转速，还要保证测量的实时性,要求能测得瞬时转速。而传统的转速测量一般采用机械式或模拟量系统，体积大、成本高、且精度不高。随着微型计算机的广泛应用，特别是高性能价格比的单片机的涌现，转速测量普遍采用了以单片机为核心的数字化、智能化微电脑式结构代替了一般的机械式或模拟量结构[1,10]。这种转速测量系统据具有测量准确度高，采样速度快，测量范围广

4、等优点，具有广泛的应用前景。a)单片机转速测量系统的一般结构该系统包括传感器、处理器、计数器和显示4个部分。如图所示：4声、光报警LED显示光电耦合器计数器单片机电机图1单片机转速测量系统的一般结构b)在测量电机转速时我们通常采用电磁感应式传感器。当电机转动时，带动传感器，这种传感器可将转速信号转变成一个对应频率的脉冲信号输出，经过信号处理后输出到计数器。脉冲信号的频率与电机的转速是一种线性的正比关系，因此对电机转速的测量，实质上是对脉冲信号的频率的测量。所以测量电机转速的第一步就是要将电机地转速表示为单片机可以识别的脉冲信号,从而进行脉

5、冲计数。然后，单片机对得到的脉冲信号进行处理，主要有两种方法：片内计数和片外计数[2]。片外计数器的方案是指采用8253等片外的专用计数芯片进行脉冲计数，单片机控制8253的计数过程，并在计数完毕后读取计数值。最后是计数值的读取。该方法对于转速较高的电机信号而言，在指定的时间内测量脉冲数量的方法更加符合实际需要。使用片外计数器的优点在于：节约单片机内部资源、功能模块性强、单片机可以同时处理多个事件。使用片外计数器的方法进行电机转速测量需要经过4个步骤:首先是控制方式,第二是确定计数方式,第三是信号输入方式，最后是计数值的读取。片内计数方案

6、是指采用单片机的内部计数器完成对脉冲的计数过程。使用片内的计数器的优点在于：节约外部空间、降低单片机系统的成本。其基本的原理和片外计数器的方法类似，区别在于使用了内部的T1作为外部脉冲的计数器，并且，为了避免计数器的溢出，将T1的处置设为0，每到一个脉冲将会产生一个T1的计数，在T0产生的100ms中断完成后，T1的中断溢出次数就是所需要计数的脉冲数。c)在以单片机为核心的转速测量系统中，我们还可以引入多个任务的嵌入系统合作式调度器，来解决电机转速测量及多种附加功能的实现。其不仅可以测量转速，而且可以统计机器运行的累计时间。当电机超速时，

7、还可发出报警信号，并切断电路，保护机器不发生飞车事故。2.2单片机的温度测量系统温度是一个非常重要的物理量、因为它直接影响燃烧、化学反应、发酵烘烤、煅烧、蒸馏、浓度、挤压成形、结晶以及空气流动等物理和化学过程。在工、农业生产和日常生活中。各个环节都与温度紧密相联，温度的测量及控制占据着极其重要地位。温度已成为大多数仪器正常工作的前提，而且对温度的要求也越来越严格。因此，温度检测与控制方法的研究越来越受到人们的重视。而随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一。因为单片机体小、价格便宜、4具有通用性和灵活性,利用单片机设

8、计温度测量系统,既满足功能要求,又经济实惠。他不但面向控制,可靠性高,抗干扰能力强,且具有掉电保护功能。另外,他的I/O接口功能很强,便于系统扩展,应用研制周期短,开发效率高[4,5]。a)单