电气控制综合课程设计-基于单片机的转速测量

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1、西南石油大学电气控制综合课程设计电气控制综合课程设计基于单片机的转速测量教学院系电气信息工程学院完成日期2011年1月6日摘要在工程实践中，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，卷扬机西南石油大学电气控制综合课程设计，机床主轴等旋转设备的实验、运转、和控制中常需要测量和显示其转速。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出现，转速测量普遍采用以单片机为核心的数字式测量方法，智能化微电脑代替了一般机械式或模拟式结构。本文介绍了一种基于单片机平台，采用霍尔传感器实施电机转速测量的方法，硬件系统包括脉冲信号产生、脉冲信号处理和显示模块，并采用C语言编程,结果表明

2、该方法具有简单、精度高、稳定性好的优点。介绍了该测速法的基本原理、实现步骤和软硬件设计。关键词:转速;单片机;霍尔元件目录1绪论11.1设计背景11.2设计目的1西南石油大学电气控制综合课程设计1.3设计意义12整体方案设计22.1信号采集显示过程22.2单片机模块的设计及功能描述23硬件设计43.1霍尔传感器43.2转速信号处理电路设计63.351单片机结构73.4数码管的连接93.5复位电路连接123.6按键电路连接123.7报警灯和蜂鸣器的连接134软件设计144.1主流程图144.2利用单片机的片外计数器测量转速的程序流程144.3按键及报警流程图144.4按键流程图165结束语

3、17实习心得17谢词18参考文献18西南石油大学电气控制综合课程设计1绪论1.1设计背景目前国内外测量电机转速的方法很多，按照不同的理论方法，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。传统的电机转速检测多采用测速发电机或光电数字脉冲编码器，也有采用电磁式(利用电磁感应原理或可变磁阻的霍尔元件等)、电容式(对高频振荡进行幅值调制或频率调制)等，还有一些特殊的测速器是利用置于旋转体内的放射性材料来发生脉冲信号．其中最常用的是霍尔传感式，采用霍尔传感

4、器来采集脉冲信号，通过片外计数器进行脉冲计数，硬件电路具有制作简单、成本低的特点，软件设计程序简单，整个系统稳定性好、测速精度高能较好地满足工业生产中对电机转速测量的要求。1.2设计目的设计一个转速测量仪，能实时地显示当前点击轴的转速，能设置最高转速和最低转速并显示当前设置的转速，当实际转速高于设定的最高转速和低于最低转速时能产生报警，具有复位按钮。1.3设计意义在工程实践中,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、卷扬机、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和显示其转速及瞬时转速。要测速，首先要解决是采样问题。在使用模技术制作测速表时，常用测速发

5、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。为了能精确地测量转速外,还要保证测量的实时性,要求能测得瞬时转速方法。因此转速的测试具有重要的意义。 19西南石油大学电气控制综合课程设计2整体方案设计2.1信号采集显示过程信号的采集用霍尔传感器，转速信盘由非磁材料制成,磁极数量为六十个,磁极为螺丝状,拧在信号盘上进行固定,每相邻两个磁极的极性相反,这样在转盘转动时,霍尔元件内就可以形成矩形脉冲信号。再对脉冲进行整型形成标准的脉冲信号，将整形后的脉冲信号输入单片机。利用单片机的计数、定时功能对脉冲信号进行分析，得到当前的转速。在4位LED灯上显示当前的

6、实时转速，并且显示最高转速或者最低转速，如果电机的实时转速高于设定的最高转速或者低于设定的最低转速，就会报警。报警电机数码管显示霍尔传感器单片机整形器件图2.1信号传输显示图2.2单片机模块的设计及功能描述从功能的需求考虑，整个单片机系统需包括以下模块：传感器信号输入、转速设置输入、复位输入、显示驱动、转速显示和报警模块。如图2.2所示。显示驱动转速显示51单片机传感器转速设置报警复位图2.2系统框图19西南石油大学电气控制综合课程设计如下图所示：面板共采用8个数码管，分成2排。第一排显示当前的转速，第二排用于显示当前设置的转速极限。一个高速报警灯和一个低速报警灯。一个电源开关，一个复位

7、按钮。4个设置转速的按钮。图2.3控制面板下面就按钮功能作详细说明：按下“H”按钮时显示设置的转速上限，此时按下“+”和“—”按钮对当前显示数值进行更改。这样依次设置需要的转速上限，最后一位设置完后再按一次“H”按钮恢复全部显示，此时显示值为刚设置好的值。同理用“L”按钮对转速下限值进行设置。当实际转速超过设置的转速上限或者低于设置的最低转速相应的报警灯会闪烁。嗡鸣器会报警。按下复位按钮时，单片机会重新开始检测转速。19西南石油大学