课程设计（论文）-光电转速计的设计与制作

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1、光电转速计的设计与制作目录1引言11.1课程设计的目的与意义11.2本设计的主要工作12设计方案22.1方案结构图22.2方案原理23硬件设计33.1光电采集模块33.2单片机最小系统44软件设计74.1keil软件设计程序74.2proteus软件仿真75硬件设计85.1光电信号采集模块测试85.2系统测试86总结8参考文献10附件11图片111引言在工业生产和科学实验中，转速的测量是一个很重要的问题。有关测量转子速度的方法有很多，但大部分比较复杂。物体的运动速度可分为线速度和加速度。随着生产过程自动化的提高，开发除了各种各样的检测速度的方法，按照不同的理

2、论方法，先后产生过模拟测速法(如离心式转速表、用电机转矩或者电机电枢电动势计算所得)、同步测速法(如机械式或闪光式频闪测速仪)以及计数测速法。计数测速法又可分为机械式定时计数法和电子式定时计数法。其中应用最广的是光电式，光电式测系统具有低惯性、低噪声、高分辨率和高精度的优点。加之激光光源、光栅、光学码盘、CCD器件、光导纤维等的相继出现和成功应用，使得光电传感器在检测和控制领域得到了广泛的应用。而采用光电传感器的电机转速测量系统测量准确度高、采样速度快、测量范围宽和测量精度与被测转速无关等优点，具有广阔的应用前景。    光电检测技术是光学与电子学相结合而产

3、生的一门新兴检测技术。它主要利用电子技术对光学信号进行检测并进一步传递、储存、控制、计算和显示。光电检测技术从原理上讲可以检测一切能够影响光量和光特性的非电量。它可通过光学系统把待检测的非电量信息变换成为便于接受的光学信息然后用光电探测器件将光学信息量变换成电量并进一步经过电路放大、处理以达到电信号输出的目的。然后采用电子学、信息论、计算机及物理学等方法分析噪声产生的原因和规律以便于进行相应的电路改进，更好地研究被噪声淹没的微弱有用信号的特点与相关性从而了解非电量的状态。微弱信号检测的目的是从强噪声中提取有用信号同时提高检测系统输出信号的信噪比。1.1课程设

4、计的目的与意义本次课程设计的目的是完成以单片机为核心的光电式转速测量系统。在工程实践中,我们经常会遇到各种需要测量转速的场合。转速是描述各种旋转机械技术性能的一个重要参量极为重要的一个状态参数(在很多运动系统的测控中,都需要对电机的转速进行测量,飞机、汽车、电机等动力设备的研究、制造和使用等方面(都与转速的测量有着密切的关系。精确地检测转速是提高控制精度的关键。如何准确、快速而又方便地测量电机转速极为重要。本文介绍了单片机式的数字式转速计Error!Referencesourcenotfound.。111.2本设计的主要工作首先在学校的知网搜集相关资料，通过

5、比较，选出最合适的设计方案。在选择设计方案时，除了要考虑能否实现测速性能，还要考虑价格以及测量精度问题，通过对转速测量资料的查阅还有我们的构思和设计，从而经过分析和比较，从实现难度、对器材的熟悉程度、器件用量、价格等方面进行综合考虑，然后最终确定方案。然后依照已选择的设计方案用proteus画图，通过keil软件编写程序，导入单片机后调试程序，开始仿真，直至仿真结果正确，然后在焊接实验室进行焊接，将元器件焊接完成后，最后调试电路，使其达到预期设计效果。2设计方案2.1方案结构图单片机光电采集液晶显示按键控制报警电源图1流程图2.2方案原理利用红外对管将转速的

6、光通量转化为电通量，由于红外对管输出波形不是严格意义上的脉冲，其上升沿不陡，因此需要进行整形，把其整成脉冲，芯片使用运放LM358或者op07，运放在开环状态下，可做比较器，然后送给单片机INT0口，在单片机内用外部中断来计脉冲的的个数，然后用定时器1设置定时时长，这样就可以算出频率，运放在开环状态下，11直至仿真结果正确，然后在焊接实验室进行焊接，将元器件焊接完成后，最后调试电路，使其达到预期设计效果可做比较器，找出频率与光通量的对应关系就可以测出转速Error!Referencesourcenotfound.。3硬件设计3.1光电采集模块本设计使用红外对

7、管。信号检测电路如图2。红外对管有两种，一种是无色透明的LED，此为发射管，它通电后能够产生人眼不可见红外光，另一部分为黑色的接收部分，它内部的电阻会随着接收到红外光的多少而变化。无论是一体式还是分离式，其检测原理都相同，由于黑色吸光，当红外发射管照射在黑色物体上时反射回来的光就较少，接收管接收到的红外光就较少，表现为电阻大，通过外接电路就可以读出检测的状态；同理，当照射在白色表面时发射的红外线就比较多，表现为接收管的电阻较小，此时通过外接电路就可以读出另外一种状态，如用电平的高低来描述上面两种现象就会出现高低电平之分，也就是会出现所谓的0和1两种状态，此时

8、再将此送到单片机的I/O口，单片机就可以判断是黑白路