电子装置设计报告.doc

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1、电子装置设计报告红外线数字转速表专业：：学号：时间：17一、设计任务红外线转速表采用的红外线探头有直接式和反射式两种。直接式探头,发光管和受光管在被测物体的两边，发光管射出的光线直接照射到受光管上，被测物体运动时阻挡光线，产生计数信号，这种探头经常用做光电计数。反射式探头，发光管和受光管在被测物体的同侧，当探头接近物体时，接收到脉冲的红外线信号，用于测量转速比较方便。二、设计条件测速装置的发展大致经历了四个阶段：机械式、电磁式、光电式和激光式。机械式主要利用离心力原理，通过一个随轴转动的固定质量重锤带动自由轴套上下

2、运动，根据不同转速对应不同轴套位置获得测量结果原理简单直接，不需额外电器设备，适用于精度要求不高、接触式的转速测量场合。电磁式系统由电磁传感器和安装在轴上的齿盘组成，主轴转动带动齿盘旋转，齿牙通过传感器时引起电路磁阻变化，经过放大整形后形成脉冲，通过脉冲得到转速值。由于受齿盘加工精度、齿牙最小分辨间隔、电路最大计数频率等限制，测量精度不能保证。光电式结构类似于电磁式结构，把旋转齿盘换作光电编码盘或黑白相间的反射条纹，把电磁传感器换作光电接收器，通过对反射回来的光脉冲信号计数得到测量结果。由于受条纹最小分辨间隔、电路

3、最大计数频率等限制，测量精度不能保证，所测转速值和电磁式一样为两个计数脉冲间距的平均值。激光测速技术(LDV)是一种正在发展中的测速技术，通过激光多普勒效应获得转动体的瞬时角速度，理论上具有很高的瞬时转速测量精度，但目前实际产品精度不够高，并且价格昂贵，在实际使用上受到限制。本次设计的红外线数字转速表采用的是光电式测速装置，是使用红外线技术的新型转速测量仪。光电式测速装置与机械式和电磁式测速装置相比安装更加方便，对周围环境要求更低，可以很容易地完成转速的测量；同时较激光式测速装置而言具有较宽的动态测量围，测量精度较

4、高，应用场合更加广泛。三、设计要求1，设计总体思路，基本原理，给出整体设计框图2，单元电路设计（各单元电路图），元器件的选择及参数计算173，总电路设计以及Multisim软件仿真，验证所设计的电路4，画出完整的电路图，并用Protel画出印制版图5，组装，调试电路，故障分析与电路改进6，写出设计，调试报告四、设计容1，设计方案本次设计的红外线转速表主要由信号检测、信号处理电路、单片机以及数字显示四大部分组成部分，其总体结构如图1.1所示。图1.1红外线数字转速表结构图工作原理如下：当齿盘旋转时，由于轮齿的遮挡，红

5、外发射管与接收管之间的红外线光路时断时续，信号处理电路将此变化的光信号转换为电脉冲信号，一个脉冲信号即表示齿盘转过一个齿。单片机对脉冲进行计数，同时通过其部的计时器对接收一定数目的脉冲计时，根据脉冲数目及所用时间就可计算出齿盘的转速，最后通过数字显示部分将转速显示出来。2，红外线传感器的设计本设计中选用红外测速传感器，它由红外发射与接收电路和齿盘组成。电路如图2.1所示。电路中选用红外光敏二极管作为受光器件，它与红外发光二极管一起组成一对红外发射接收管，红外光敏二极管在电路中处于反向工作状态。没有光照射时，光敏二极

6、管处于截止状态，反向电阻很大，反向电流（暗电流）很小。随着光照的增强，光敏二极管处于导通状态，其反向电阻减小，反向电17流（光电流）增大，其光电流与照度之间呈线性关系。图2.1红外发射与接收电路3，AT89C52芯片本系统采用由美国ATMEL公司生产的，低电压，高性能CMOS8位单片机。本单片机片含8KB的可反复擦写的Flash程序存储器和256B的随机数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，与标准MS-51指令系统及8052产品引脚兼容，片置有8位中央处理器（CPU）。功能强大

7、的AT89C52单片机适用于许多较为复杂的控制应用场合。 此外，AT89S52设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。由于AT89C52单片机如此突出的性能特点，在本设计中选用其构建测速系统。4，管脚分布AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O

8、）端口，同时含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，2个读写口线。17采用工业标准的C51核，在部功能及管脚排布上与通用的8xc52相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主IC部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。其引脚图如图2.