11目錄TOC\o"1-2"\h\z\u摘要 1—課程設計任務和功能要求 1設計應用背景 1設計原理 1系統結構 2二傳感器模塊設計 3脈沖信號的獲得 3霍爾傳感器 3光電傳感器 3光電編碼器 4三套方案的選擇與比較 4三.設計總結 5硬件連接 5實驗程序及分析 6原理圖 7PCB原理圖 7四.設計總結 8五.參考文獻 9六.成員及分工情況 9附錄 9摘要中進行計數，即可獲得轉速的信息。關鍵詞：拾取信號光電傳感器霍爾傳感器光電編碼器轉速—課程設計任務和功能要求任務：電機轉速自動檢測功能要求：請設計一種電機轉速監控裝置，能夠提供電機轉速的電量信息。設計應用背景60％以上。我國能源相對缺乏，優質能源嚴重短缺，同時巨大的能源消耗引設計原理利用光電開關管做電機轉速的信號拾取元件，在電機的轉軸上安裝一一圈即發光電管導通一次，利用此信號作為進行脈沖計數所需。計數脈沖通過計數電路進行有效的計數，按照設計要求每一秒種都必PAGEPAGE10以解決數碼顯示的邏輯混亂，還可以避免了數碼顯示的閃爍問題。對于脈沖記數，有測周和測頻的兩種方式。測周電路的測量精度主要升級為頻率計使用，而測頻方式對高頻的精度還是很高的。較簡單，所需元件易于購買。電路時鐘是整個電路的關鍵，它是整個電路有效工作的核心，負責電系統結構本文主要針對電機的轉速進行測量，然后用數碼管把電機的轉速顯示出來。本裝置主要有兩部分構成：光電測速部分。測得的脈沖處理和顯示部分。T180C51電機的轉速。二傳感器模塊設計脈沖信號的獲得沖信號。霍爾傳感器霍爾傳感器是對磁敏感的傳感元件，常用于開關信號采集的有CS3020CS30403端器件，外形與三極管相似，只要接上電源、地，即可工作，輸出通常是集電極開路（OC）門輸出，工作電壓范圍寬，使用1CS3020、地和輸出。圖1CS3020外形圖光電傳感器光電傳感器是應用非常廣泛的一種器件，有各種各樣的形式，如透射式、2開關管閉合，否則打開。為此，可以制作一個遮光葉片如圖3圖2光電傳感器的原理圖

圖3遮光葉片4是某光電編碼器的外形。圖4成品光電編碼器三套方案的選擇與比較根據三套方案的原理與實施方法，對三種傳感器在原理、優缺點、成本、功耗、穩定性方面進行了對比分析，如表2.4所示。表2.4 三種傳感器傳感器類別霍爾傳感器光電傳感器電容式傳感器工作原理利用霍爾效應原理將被測物理量轉換成電動勢。一步將光量轉換成電量。把被測非電量的變化轉換為電容量變化。優點結構簡單、體積小、重量輕、頻帶寬、動態特性好和壽命長。體積小、采樣精確、采樣速度快、敏感范圍大、非接觸。強振等惡劣條件的適應性強等。缺點轉換率較低、溫度影響大。輸出有非線性，寄生電容和分布電容對靈敏度和測量精度的影響較大，以及聯接電路較復雜。成本相對較高相對較低高功耗低超低相對較低穩定性較穩定穩定長期穩定透法測量電機轉速。光電傳感器的原理上面有詳細的介紹。當不透光的物體擋住發射與接收之間的間隙時，開關管閉合，否則打開。為此，可以制作一個遮光葉片如圖3所示，安裝在轉軸上，當扇葉經過時，產生脈沖信號。當葉片數較多時，旋轉一周可以獲得多個脈沖信號。這里我們才用轉10個孔的方式。在一分鐘的時間內，假如產生了10000脈沖，則電機的轉速就為1000r/min。三.設計總結硬件連接測量的一些原則同樣適用于測速。通常，可以用計數法、測脈寬法和等精度法1用計數法來進行測試。圖5仿真電路圖5552，53T（P3.589C51P1實驗程序及分析測量轉速，使用光電傳感器，被測電機帶動紙片旋轉，我們在紙片上開了101012（轉/分）顯示在數碼管上。圖6仿真電路55525555AT9C51P3.5P2.4P2.7，p1原理圖用protelDXP畫出原理圖：PCB

圖7protelDXP畫出原理圖根據原理圖得到的PCB：四.

圖8PCB89C51P1protelPCB電路圖，可7001500r/min。五.參考文獻徐科軍等，傳感器與檢測技術，電子工業出版社[2]周杏鵬等，現代檢測技術，高等教育出版社，2004[3]王幸之等，單片機應用系統抗干擾技術，北京航空航天大學出版社，2004六.成員及分工情況小組成員分工小組成員分工光電編碼器資料整理實驗程序如下：#include<REG52.H>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineulongunsignedlong#defineLED_DATP1sbitLED_SEG0=P0^3;sbitLED_SEG1=P0^2;sbitLED_SEG2=P0^1;sbitLED_SEG3=P0^0;//sbitpin_SpeedSenser=P3^5;//光電傳感器信號接在T1上#defineTIME_CYLC100//12M晶振，定時器10ms1秒計算//1000ms/10ms100#definePLUS_PER10//碼盤的齒數，這里假定碼盤上有10個齒，即傳感器檢測到10個脈沖，認為1圈#defineK 100.0 //校準系unsignedcharcode table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};uchardataDisbuf[4];//顯示緩沖區uintTcounter0; //時間計數器bitFlag_Fresh0;//刷新標志bitFlag_clac0;//計算轉速標志bitFlag_Err0;//超量程標志//在數碼管上顯示一個四位數voidDisplayFresh();//計算轉速，并把結果放入數碼管緩沖區voidClacSpeed();//初始化定時器T0voidinit_timer0();//voidinit_timer1();//延時函數voidDelay(uintms);voidit_timer0()interrupt1/*interruptaddressis0x000b*/{TF00; //d定時器T0用于數碼管的動態刷新//TH0=0xC0; /*initvaluesTL0=0x00;Flag_Fresh=1;Tcounter++;if(Tcounter>TIME_CYLC){Flag_clac=1;//周期到，該重新計算轉速了}}voidit_timer1()interrupt3/*interruptaddressis0x001b*/11{TF10; //T1用于單位時間內收到的脈沖數//要速度不是很快，T1永遠不會益處r1; /如果速度很高，我們應考慮另外一種測速方法算轉速}voidmain(void){Disbuf[0]=0;//開機時，初始化為0000Disbuf[1]=0;Disbuf[2]=0;Disbuf[3]=0;init_timer0();init_timer1();while(1){if(Flag_Fresh){Flag_Fresh=0;DisplayFresh(); //定時刷新數碼管顯示}if(Flag_clac){Flag_clac=0;ClacSpeed();//計算轉速，并把結果放入數碼管緩沖區Tcounter=0;//周期定時清零TH1=TL1=0x00;//脈沖計數清零}PAGEPAGE14if(Flag_Err) //超量程處理{//數碼管顯示字母'EEEE'Disbuf[0]=0x9e;//開機時，初始化為0000Disbuf[1]=0x9e;Disbuf[2]=0x9e;Disbuf[3]=0x9e;while(1){DisplayFresh();//不再測速等待復位i}}}}//在數碼管上顯示一個四位數voidDisplayFresh(){P2|=0xF0;LED_SEG0=0;LED_DAT=table[Disbuf[0]];Delay(1);P2|=0xF0;LED_SEG1=0;LED_DAT=table[Disbuf[1]];Delay(1);P2|=0xF0;LED_SEG2=0;LED_DAT=table[Disbuf[2]];Delay(1);P2|=0xF0;LED_SEG3=0;LED_DAT=table[Disbuf[3]];Delay(1);P2|=0xF0;}//計算轉速，并把結果放入數碼管緩沖區voidClacSpeed(){uintspeed;uintPlusCounter;PlusCounter=TH1*256+TL1;speed=K*(PlusCounter/PLUS_PER)/60;//K是校準系數，如速度不準，調節K的大小Disbuf[0]=(speed/1000)%10;Disbuf[1]=(speed/100)%10;Disbuf[2]=(speed/10)%10;Disbuf[3]=speed%10;}//初始化定時器T0voidinit_timer0(){TMOD&=0xf0;//定時10毫秒 /*Timer0mode1withsoftwaregate*/TMOD|=0x01; /*GATE0=0;C/T0#=0;M10=0;M00=1;*/TH0=0xC0; /*initvaluesTL0=0x00;ET0=1; /*enabletimer0interrupt*/EA=1; /*enableinterrupts*/TR0=1; /*timer0run*/}//延時函數voidDelay(uintms){uchari;while(ms--)for(i=0;i<100;i++);}//v