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數(shù)字轉(zhuǎn)速計的測量原理及設(shè)計思路

點擊次數(shù):816次  更新時間:2022-04-07
  在工業(yè)控制中經(jīng)常要進(jìn)行轉(zhuǎn)速測量,一般采用的是數(shù)字轉(zhuǎn)速計,這種轉(zhuǎn)速計必須頂在轉(zhuǎn)軸中心才能進(jìn)行測量,使用起來不方便,而且局限性很大,安全性也不是很好。
  
  因此,我們設(shè)計了采用光電傳感器的轉(zhuǎn)速計,測量范圍從1.0~9999轉(zhuǎn)/分鐘,四位數(shù)碼管顯示,當(dāng)被測轉(zhuǎn)速小于1000轉(zhuǎn)/分鐘時,精確到0.1轉(zhuǎn)/分鐘。
  
  1、測量原理
  
  在被測旋轉(zhuǎn)軸上貼一片鋁箔作為反光體,當(dāng)反光體轉(zhuǎn)到光電傳感器的正前方時,光電傳感器發(fā)出的紅外光束被反射回來,同時被光電傳感器上的紅外接收管接收,產(chǎn)生一個脈沖信號,我們利用這個信號的邊沿觸發(fā)單片機(jī)內(nèi)部的高精度定時器進(jìn)行計時,精度可達(dá)1μs。
  
  當(dāng)反光體再次轉(zhuǎn)到數(shù)字轉(zhuǎn)速計的正前方時,利用光反射信號的邊沿停止單片機(jī)計時。這樣轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)周期t就被精確地測量出來了,然后單片機(jī)把周期換算成轉(zhuǎn)速并通過LED數(shù)碼管顯示出來。
  
  2、電路構(gòu)成及軟件設(shè)計
  
  因為要求體積小巧且顯示亮度高,因此,采用掃描顯示模式,然而,用一片CPU同時完成測量和顯示是不行的,掃描功能將嚴(yán)重影響CPU的測量。因此,采用兩片AT89C2051單片機(jī)來分別擔(dān)任,AT89C2051具有內(nèi)置2KB的EEPROM程序存儲器和128個字節(jié)的RAM,且每個引腳能夠吸入20mA的電流等這些良好特性。
  
  CPU1用來測量旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)周期并換算成轉(zhuǎn)速,然后把顯示數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)字轉(zhuǎn)速計,CPU2平時只是在不斷地掃描顯示數(shù)據(jù),當(dāng)CPU1發(fā)送數(shù)據(jù)過來時,CPU2產(chǎn)生中斷,立即接收數(shù)據(jù),然后更新顯示數(shù)據(jù),這樣在四位LED數(shù)碼管上的數(shù)據(jù)就被立即更新了。
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