光电转速表设计方案.doc

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1、精品文档，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除1 引言转速是各类电机运行中的一个重要物理量，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，是电动机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。就非接触式转速表检测中,脉冲光源式测速装置能否与转速标准源装置共存的问题,多年来在国内转速计量领域内一直存在着很大的分歧。一些计量科技人员认为,用脉冲光源测速

2、装置作为非接触式转速表检测的标准装置,可以提高测量准确度,方法可行。而另一方则认为,如果此方法可以作为转速标准装置的另一种形式存在,势必造成转速计量领域里的混乱。转速标准源和脉冲光源的测速装置在原理上有质的区别,用脉冲光源测速装置来检测光电式转速表的方式不可取。尽管当前的技术可以将频率信号源做到准确度达到10 - 6甚至更高,但它不能替代转速标准装置的功能和作用。理由是:第一,脉冲光源光强过大,有可能造成检测人员无法及时发现转速表接收信号的能力或转速表本身光源存在的问题;第二,脉冲光源信号的跳变过于理想,不能代表定向反射纸真实的反射信号,与光电式转速表实际测量时的工作装态差异较大。因此我们认为

3、,只有使用转速标准装置才能完成对光电式转速表整个系统工作性能的准确检测,这也才是转速计量检测的真正目的所在。脉冲光源用于光电式转速表检测尚存在如上弊病,所以更不能应用于其它类型转速表的检测。针对这个问题,我们对国际上一些国家转速表校准方法进行了较为广泛的调研(如德、美、法、英、奥、加等) 。比较统一的看法是:使用转速标准装置(即标准转速源) 对现有的各类转速表进行检测/ 校准,综合考虑了转速表实际情况,更具科学性和合理性。光电检测技术是光学与电子学相结合而产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

4、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。2 光电转速表总体方案设计21 信号采集方案电机转动速度的数字检测基本方法是利用与电动机同轴连接的光电脉冲发生器的输出脉冲频率与转速成正比的原理 ,根据脉冲发生器发出的脉冲

5、速度和序列,测量转速。目前国内外常用的转速测量方法有离心式转速表测速法、测速发电机测速法、闪光测速法、光电码盘测速法和霍尔元件测速法等。离心式转速表是利用离心原理制成的测速仪表，可以直接读出转速。测转速时，转速表的端头要插入电机转轴的中心孔内，插入前，应注意清除中心孔中的油污，并使转速表的轴与电机的轴保持同心，不可上下左右偏斜，否则易将表轴扭坏，并影响准确读数，而且转速表要间歇使用，以减少磨损和发热。如果要改变量程，还要将转速表取出停转后再改变量程。测速发电机测转速时，测速发电机连接到被测电机的轴端，将被测电机的机械转速变换为电压信号输出E=CeFn，在输出端接一个刻度以转速为单位的电压表，即

6、可读出转速。闪光测速法是利用可调脉冲频率的专用电源施加于闪光灯上，将闪光灯的灯光照到电机转动部分(可在电机端轴上粘贴一张标记纸片)，当调整脉冲频率使黑色扇形片静止不动时，此时脉冲的频率是与电机转动的转速是同步的。若脉冲频率为f，则电机的转速为n=60f (r/min)。光电码盘测速法是通过测出转速信号的频率或周期来测量电机转速的一种无接触测速法。光电码盘安装在转子端轴上，随着电机的转动，光电码盘也跟着一起转动，如果有一个固定光源照射在码盘上，则可利用光敏元件来接收到的光的次数就是码盘的编码数。若编码数为60,测量时间为t，测量到的脉冲数为N，则转速n=N/（t*60）*60=N/t。霍尔元件测

7、速法是利用霍尔开关元件测转速的。霍尔开关元件内含稳压电路、霍尔电势发生器、放大器、施密特触发器和输出电路。输出电平与TTL电平兼容，在电机转轴上装一个圆盘，圆盘上装若干对小磁钢，小磁钢越多，分辨率越高，霍尔开关固定在小磁钢附近，当电机转动时，每当一个小磁钢转过霍尔开关，霍尔开关便输出一个脉冲，计算出单位时间的脉冲数，即可确定旋转体的转速。22 测速方案根据脉冲计数来实现转速测量的方法主要有:M 法(测频法) 、T 法(测周期法) 和M/T 法(频率/周期法) 。1）M法(测频法)在规定的检测时间内,检测光电脉冲发生器所产生的脉冲信号的个数来确定转速。虽然检测时间一定,但检测的起止时间具有随机性

8、,因此M法测量转速在极端情况下会产生士1 个转速脉冲的误差。当被测转速较高或电机转动一圈发出的转速脉冲信号的个数较大时,才有较高的测量精度,因此M 法适合于高速测量。2）T 法(测周期法)它是测量光电脉冲发生器所产生的相邻两个转速脉冲信号的时间来确定转速。相邻两个转速脉冲信号时间的测量是采用对已知高频脉冲信号进行计数来实现的。在极端情况下,时间的测量会产生士1 个高频脉冲周期,因此T 法在被测转速较低(相邻两个转速脉冲信号时间较大) 时,才有较高的测量精度,所以T 法适合于低速测量。3）M/T 法(频率/周期法)它是同时测量检测时间和在此检测时间内光电脉冲发生器所产生的转速脉冲信号的个数来确定

9、转速。由于同时对两种脉冲信号进行计数,因此只要“同时性”处理得当,M/T 法在高速和低速时都具有较高的测速精度。23 计算原理设单片机的晶振为fMHz, 冲片齿数为D。由于单片机每个机器周期有12个振荡周期, 则每个机器周期为12/fMS。若测速脉冲周期为t(通过一个齿时所用的机器周期数), 则电机每分钟转速为n=60/(t*D*12*10-6)/f 式中t仅为未知量, 因此, 只要从定时器中测出值, 便可精确计算出电机的转速。另外, 为了防止有杂信号干扰, 在软件处理上还采用了数字滤波。将输出转换为BCD码，经译码选通显示位便可输出电机的转速。3 光电转速表硬件设计在硬件设计中提出了出了两个

10、方案：方案一：利用光敏元件检测光脉冲，由光源、光敏二极管、检波放大电路，经整形后利用单片机定时计数。转轴上有几组黑白相间的条纹，白的一部分反射的光强，黑的一部分不反射光，这样一强一弱产生光信号，利用光敏二极管将反射的光信号转换为电信号，然后通过计数脉冲的频率，即可在数显装置上读出旋转轴的转速。方案二：利用光电传感器将光信号转换为电信号，该电信号是具有强弱的连续信号。通过滤波后送入单片机，然后计算频率，即可得到转速。本课题选择方案二，硬件总框图如图1所示：电源信号采集部分 单 片 机 数码管显示部分图1 转速测量系统框图本系统硬件主要由4个部分组成：1）电源部分2）单片机部分3）数码管显示部分4

11、）信号采集模块部分31 电源部分电源由220V转6V的变压器一个、桥式整流电路一个、1000uF和470uF电解电容各一个、0.1uF瓷片电容两个、7805一个组成，经过降压、整流、滤波（其中有高频和低频）、稳压、滤波、去耦得到单片机使用的电源+5V。硬件连接图如图2所示图2 电源部分硬件连接图1） 变压器的工作原理变压器几乎在所有的电子产品中都要用到，它原理简单但根据不同的使用场合（不同的用途）变压器的绕制工艺会有所不同的要求。变压器的功能主要有：电压变换；阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）等，变压器常用的铁心形状一般有E型和C型铁心。当一个正弦交流电压U1加在初级线圈两端时，导线中就有交

12、变电流I1并产生交变磁通1，它沿着铁心穿过初级线圈和次级线圈形成闭合的磁路。在次级线圈中感应出互感电势U2，同时1也会在初级线圈上感应出一个自感电势E1，E1的方向与所加电压U1方向相反而幅度相近，从而限制了I1的大小。为了保持磁通1的存在就需要有一定的电能消耗，并且变压器本身也有一定的损耗，尽管此时次级没接负载，初级线圈中仍有一定的电流，这个电流我们称为“空载电流”。如果次级接上负载，次级线圈就产生电流I2，并因此而产生磁通2，2的方向与1相反，起了互相抵消的作用，使铁心中总的磁通量有所减少，从而使初级自感电压E1减少，其结果使I1增大，可见初级电流与次级负载有密切关系。当次级负载电流加大时

13、I1增加，1也增加，并且1增加部分正好补充了被2所抵消的那部分磁通，以保持铁心里总磁通量不变。如果不考虑变压器的损耗，可以认为一个理想的变压器次级负载消耗的功率也就是初级从电源取得的电功率。变压器能根据需要通过改变次级线圈的圈数而改变次级电压，但是不能改变允许负载消耗的功率。变压器使用的铁心材料主要有铁片、低硅片，高硅片，的钢片中加入硅能降低钢片的导电性，增加电阻率，它可减少涡流，使其损耗减少。我们通常称为加了硅的钢片为硅钢片，变压器的质量所用的硅钢片的质量有很大的关系，硅钢片的质量通常用磁通密度B来表示，一般黑铁片的B值为6000-8000、低硅片为9000-11000，高硅片为12000-

14、16000。2) 桥式整流电路因为本设计的开关是直接接到220V交流电上的，考虑到这一点，此开关采用电容降压和桥式整流电路。采用电容降压，该电容要求耐压要高、双极性，耐压一般取450V，容量与负载电流和要求整流电压相关，取合适的电容非常重要。整流采用最常用的桥式整流。电容滤波电路是最常见的滤波电路，在整流电路的输出端并联一个电容即构成滤波电路，滤波电容容量较大，因此一般均采用电解电容：再接线时需要注意电解电容的正负极。电容滤波电路利用电容的充放电作用，使输出电压趋于平滑。 同时在整流电源外部加上了一只普通LED管，用来显示电路的工作状态。并且在交流电接入端加上一根保险丝，以用来保护电路。整流桥

15、的电路形式等同于四个二极管搭建桥型整流电路。作用就是整流，把交流电变为直流电。但是由于整流桥是小规模集成电路,不可能做得很大,因此功率不可能过高。整流桥一般适用于对于功率要求不高的小型用电设备。对于大功率用电设备,我们通常采用四个二极管组成的桥型整流电路,来保证大通路.简而言之,用二极管组成的整流电路应用范围更为广泛,而整流桥,小巧方便,占用空间小,适用于精密电路。3）三端稳压器7805电子产品中，常见的三端稳压集成电路有正电压输出的78 系列和负电压输出的79系列。顾名思义，三端IC是指这种稳压用的集成电路，只有三条引脚输出，分别是输入端、接地端和输出端。它的样子象是普通的三极管，TO- 2

16、20 的标准封装，也有9013样子的TO-92封装。用78/79系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。该系列集成稳压IC型号中的78或79后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压，如7806表示输出电压为正6V，7909表示输出电压为负9V。因为三端固定集成稳压电路的使用方便，电子制作中经常采用。在实际应用中，应在三端集成稳压电路上安装足够大的散热器（当然小功率的条件下不用）。当稳压管温度过高时，稳压性能将变差，甚至损坏。当制作中需要一个能输出1.5A以上电流的稳压电源，通常采用几块三端稳压电路并联起来，

17、使其最大输出电流为N个1.5A，但应用时需注意：并联使用的集成稳压电路应采用同一厂家、同一批号的产品，以保证参数的一致。另外在输出电流上留有一定的余量，以避免个别集成稳压电路失效时导致其他电路的连锁烧毁。78XX系列集成稳压器的典型应用电路如下图所示，这是一个输出正5V直流电压的稳压电源电路。IC采用集成稳压器7805，C1、C2分别为输入端和输出端滤波电容。7805是我们最常用到的稳压芯片了，他的使用方便，用很简单的电路即可以输入一个直流稳压电源,他的输出电压恰好为5v，刚好是51系列单片机运行所需的电压，他有很多的系列如ka7805，ads7805，cw7805等，性能有微小的差别,用的最

18、多的还是lm7805,下面我简单的介绍一下他的3个引脚。其中1接整流器输出的+电压，2为公共地(也就是负极)，3就是我们需要的正5V输出电压了32 信号采集部分该部分由光电传感器一个、330欧电阻一个、4.7K电阻三个、1K电阻一个、8550三极管一个、发光LED一个组成。当码盘没有物体遮挡时OUT输出高，有物体遮挡时输出低。光电传感器信号采集硬件图如图3所示。图3 光电传感器信号采集硬件连接图光电传感器由一个放光管，一个光敏三极管组成，放置在一个槽型的器件两端，组成一个传感器。在槽中放置一个圆盘，在盘的一周开20个孔。当电路导通时，发光管发光，圆盘在槽转动，当光透过孔时，在连续的时间内，该器

19、件输出一个连续的强弱明显的脉冲，将得到的脉冲经过处理后送入单片机，即可得到所测的转速。当码盘遮住时，光电传感器内部的的三极管处于截至区，与光电传感器连接的PNP三极管处于放大区，集电极和发射极被导通，out端输出一个高电平，遮挡物移开之后，情况相反。3.3 单片机部分单片机部分由AT89S51单片机一块、10uF电解电容一个、4.7K电阻一个、12M晶振一个、30p瓷片电容两个组成。EA接高，表示单片机执行内部程序存储器程序。上电复位是利用电容的冲放电来实现的，上电瞬间，RC电路充电，RST引脚出现正脉冲，只要RST引脚保持10ms以上的高电平，就能使单片机有效的复位。晶振和瓷片电容，晶振一般

20、可选2MHz24MHz/32MHz。电容一般2030p，电容对频率有微调作用。如图4所示为AT89S51单片机最小系统图。图4 单片机最小系统图34 数码管显示部分该部分有一个四位一体的动态共阳数码管一个、PNP的三极管8550四个、4.7K的电阻四个组成。数码管的段位分别对应单片机的I/O口接线，因为是动态的，而且51单片机的驱动能力有限，所以要加三极管提高驱动能力，8550的三极管是低导通，高截止。光电转速表数码管硬件图如图5所示。图5 光电转速表数码管部分硬件图 4 光电转速表软件设计AT89S51单片机是低功耗的、具有4KB在线可编程FLASH存储器的单片机。它与通用80C51系列单片

21、机的指令和引脚兼容。片内的FLASH可允许在线重新编程，也可使用通用非易失性存储器编程。它将通用CPU和在线可编程FLASH集成在一个芯片上，形成了功能强大的、使用灵活和具有较高性能价格比的微控制器。AT89S51具有如下特点： 片内程序存储器有4KB的FLASH存储器，允许在线编程，擦写周期可达1000次； 片内数据存储器内含128字节的RAM； I/O口具有32根可编程I/O线； 具有两个16位可编程定时器； 中断系统是具有6个中断源、5个中断矢量、2级中断优先级的中断结构；串行口是一个全双工的串行通信口； 具有两个数据指针DPTR0和DPTR1； 低功耗节电模式有空闲模式和掉电模式； 包

22、含3级程序锁定位； AT89S51的电源电压为4.05.5V； 振荡器频率033MHz（AT89S51）； 具有片内看门狗定时器； 灵活的在线编程方式（字节和页编程模式）； 具有断电标志POF； 具有掉电状态下的中断恢复模式；与AT89C51相比，AT89S51具有更突出的优点，主要表现在： 新增加了在线可编程功能ISP(In-System Program)，在现场程序调试和修改更加方便灵活； 数据指针增加到两个，方便了对片外RAM的访问过程； 新增加了片内看门狗定时器WDT，提高了系统的抗干扰能力； 增加了断电标志； 增加了掉电状态下的中断恢复模式。AT89S51与AT89C51完全兼容。使

23、用AT89C51单片机的系统，在充分保留原来软/硬件的条件下，完全可以用AT89S51取代。AT89S51具有PDIP，TQFP和PLCC三种封装形式。PDIP封装的引脚排列如图6所示下面介绍各引脚的功能。 P0口8位、开漏级、双向I/O口。P0口可做为通用I/O口，但必须外接上拉电阻；作为数输出口，每个引脚可吸收8个TTL的灌电流。作为输入时，首先应将引脚置1.P0口也可作为访问外部程序存储器和数据存储器时的低8位地址/数据总线的复用线。在FLASH编程时，P0口接收代码字节数据；在编程校验时，P0口输出代码字节数据（需要外接上拉电阻）。 P1口8位、双向I/O口，内部含上拉电阻。P1口可作

24、普通I/O口。输出缓冲器可驱动4个TTL负载；用作输入时，先将引脚置1，由片内上拉电阻将其抬高到高电平。P1口的引脚可由外部负载拉到低电平，通过上拉电阻提供拉电流。在FLASH并行编程和串行校验时，P1口可输入低字节地址。在串行编程和校验时，P1.5/MOSI，P1.6/MISO和P1.7/SCK分别是串行数据输入、输出和移位脉冲引脚。图6 AT89S51引脚排列图 P2口具有内部上拉电阻的8位双向I/O口。 P2口用做输出口时，可驱动4个TTL负载；用做输入时，先将引脚置1，由内部上拉电阻将其提高到高电平。若负载为低电平，则通过内部上拉电阻向外输出电流。CPU访问外部16位地址的存储器时，P

25、2口提供高8位地址。当CPU用8位地址寻址外部存储器时，P2口为P2特殊功能寄存器的内容。在FLASH并行编程和校验时，P2口可输入高字节地址和某些控制信号。 P3口具有内部上拉电阻的8位双向口。P3口用作输出口时，输出缓冲器可吸收4个TTL的灌电流；用做输入口时，首先将引脚置1，由内部上拉电阻抬高为高电平。若外部的负载是低电平，则通过内部上拉电阻向外输出电流。在与FLASH并行编程和校验时，P3口可输入某些控制信号。P3口除了通用I/O口功能外，还有替代功能。 ALE/PROG地址锁存允许/编程脉冲信号端。在CPU访问外部程序存储器或外部数据存储器时，ALE提供一个地址锁存信号，将低8位地址

26、锁存在片外地址锁存器中。在与FLASH并行编程时，该引脚也是编程负脉冲的输入端。在正常操作状态下，该引脚端口输出恒定频率的脉冲。其频率为晶振频率的1/6，可用做外部定时或其他触发信号。应注意，CPU每次访问外部数据存储器时，都要丢失一个ALE脉冲。如果需要，则通过将SFR（8EH）的第0位置1，可禁止ALE操作，但在使用MOVC或MOVX指令时，ALE仍然有效。也就是说，ALE的禁止位不影响对外部存储器的访问。 PSEN外部程序存储器读选通信号，低电平有效。当AT89S51执行来自外部程序存储器的指令代码时，PSEN每个机器周期两次有效。在访问外部数据存储器时，PSEN无效。 EA/Vpp外部

27、程序存储器访问允许。当EA接地时，CPU只执行片外程序存储器中的程序；当EA接Vcc时，CPU首先执行片内程序存储器中的程序（0000H0FFFH），然后自动转向执行片外程序存储器中的程序（1000HFFFFH）。在与FLASH并行编程时，该引脚可接入12V的编程电压Vpp。 XTAL1和XTAL2XTAL1是片内振荡器反相放大器和时钟发生器的输入端，XTAL2是片内振荡器反相放大器的输出端。 RST复位输入端，高电平有效。在振荡器稳定有效运行情况下，该引脚将输出长达98个振荡周期的高电平。 Vcc电源电压输入端。 GND电源地。41 软件总体设计模块系统软件设计采用模块化设计方法。整个系统由

28、显示子程序模块、计数模块和定时模块三大功能模块组成。如图7是光电转速表主程序流程图。开始开启看门狗确定I/O口状态数据缓冲区赋值计时标志区赋值寄存器赋值开外部中断0检测到下降沿计数器加1定时满3S送数码管显示结束开定时中断1YNYN图7 光电转速表软主程序流程图42 计时模块定时器是单片机应用系统中的重要组成部件，其工作模式的灵活应用对提高编程技巧、减轻CPU负担和简化外围电路有很大益处。本系统使用的是定时器1模式0，赋初值TH103CH，TL10B0H，仿真后发现经过计算的初值并不能准确定时，故调整为TH1=63H，TL1=0FFH。程序运行后，定时标志1加1，再与60比较，大于等于60时定

29、时标志1清零，定时标志2加1，再与60比较，大于等于60时定时标志2清零，实现3秒定时。43 计数模块输入信号经过整形输入到AT89S51的INT0中，采用矩形波下降沿触发计数，上升沿停止计数的方法计数，其程序流程图如图所示。利用INT0来完成计数功能。从个位开始计数，个位数计到10清零，依次累加到千位，然后把计得的数送到寄存器中，寄存器中的数送到显示缓冲区7CH、7DH、7EH、7FH，最后把缓冲区中的数送到数码管显示出来。让外部中断INT0工作在下降延触发用来计数，让T1工做计时状态来定时3秒，每3秒更新计数值到显示缓冲区，即可得转速。44 显示模块使用前，必须先选通P3端口，P3.0、P

30、3.1、P3.6、P3.7控制数码管的位，TAB表中的段码控制显示的数字，子程序开始DPTR指向字形表TAB的起始位置，并把缓冲区中的值赋值给累加器A，由表格首地址及A确定地址，取送A，送到P1口显示，因为是动态数码管，即先显示个位然后显示十位再显示百位最后显示千位,通过累加器将每3秒的计数值在数码管上显示出来。5 系统调试与测试51 电路部分测试在按照电路图焊制好电路板后,对电路板的各个焊点，进行了检查，检查出几个焊点虚焊，并及时的加焊。电路板插上芯片后，使用万用表进行测量，没有发现短路、短接的情况发生。Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软

31、件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。Proteus 是个很优秀的单片机外围器件模拟软件，它可以仿真51系列、AVR、PIC等常用的MC及其外围电路器件，如LCD，RAM，ROM，键盘，马达，LED，AD/DA等等。虽然也有很多非常成熟实用的硬件仿真器，但proteus还是有着不少的特点和优势，可以随意方便的更换和改变电路中的器件及线路，仿真的过程中不会损坏器件，从而降低了产品开发的成本。在Proteus软件中将总体电路图画好，在制图过程中应注意各元器件的正负极，以及元器件之间的连线是否有断开。检查电路图制作正确后，开始

32、调试。在调试过程中由于我们没有给单片机输入一个信号波，我们将采用给单片机一个固定的波形，给定频率，然后开始测试单片机系统以及数码管显示部分是否正常。若在数码管上显示出相应的结果。则我们既可给出单片机及显示部分正常。在测试电源部分以及信号采集部分时，我们应当在实验室中完成。需要以个示波器。在确定电路板焊接完全正确的情况下，我们将输出的信号接入示波器，观察示波器显示的波形，记录下该波形的周期或频率，若该频率在我们所测的范围内，则说明信号采集以及电源部分正常。这样，我们就可以将两部分连接起来。注意：在焊接时不能出现虚焊、短路。焊接应美观工整。52 软件调试与测试Keil C51是美国Keil Sof

33、tware公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。但在MCS-51的实际应用中，绝大部分应用程序都是采用汇编编写的，这是因为汇编语言与高级语言相比有以下特点：（1）在功能相同的条件下，汇编语言生成的目标程序，所占用的存储单元比较少，而且执行的速度也比较快。（2）由于单片机应用的许多场合主要是输入/输出、检测及控制，而汇编语言具有直接针对输入/输出端口的操作指令，便于自控系统及检测系统中数据的采集与发送。程序源代码编写完毕后进行软件调试阶段，使用KEIL uVISION2单片机应用开发软件对程序进行调试。以

34、下是单片机调试步骤：1.打开Project菜单，选择弹出的下拉菜单中的New Project,命名C程序项目名称zhuan.uv2。2.选择使用的单片机，选择Atmel公司的AT89S52单片机。3.新建程序文件，打开FileNew菜单，然后编写程序。保存为zhuan.c，保存在项目文件所在的目录中。4.右击目标窗口中的Source Group1，选择“Add File to GroupSource Group1”弹出文件窗口，选择已经保存的zhuan.c，按Add按钮。5.编译程序和项目，运行仿真。6.编译通过后，打开当前的项目文件夹，右击选择Option for TargatTarget1

35、，弹出项目选项窗口，转到Output选项，选择编译输出的路径，设置编译输出的文件名，勾选creat hex选项。确定以后，重新编译一次就可以在编译信息窗口中显示HEX文件创建到了指定的路径中了。7.用程序烧录器将HEX文件烧录到单片机。结 论本系统采用光电传感器和单片机AT89S51芯片来设计转速测量的系统，实现了对60-3000r/m范围内的转速的测量及显示，精确度高，误差小。采用将220V电压转换为5V电压源驱动，系统设计简单，实用性强，操作简单，程序设计简单。能够进行高转速的测量以及非接触式的测量。系统不足之处在于不能测量低转速的，这是由于本设计的局限性。通过本次设计，使我得到了一次用专

36、业知识，专业技能分析和解决问题全面系统的锻炼。使我在单片机的基本原理以及单片机应用系统开发过程，光电传感器的掌握方面向前迈了一大步，为以后成为合格的应用型人才打下了良好的基础。致 谢在完成本次毕业设计的这几个月中，利用我在大学四年的时间里各位老师细心指导下学到专业知识，我认真地做了毕业设计论文-光电转速表的设计。在光电转速表的设计当中，得到了同学的大力帮助，特别是张处武老师，在毕业设计期间进行了耐心的指导，并提出了专业的建议，使毕业设计更加完善，在此表示衷心的谢意！还要感谢电子信息工程系的各位老师给我们这次的毕业设计提供了很大的帮助，悉心的指导我们。还要感谢和我一同完成这次毕业设计的同学。参

37、考 文 献1 郝芸，彭利标.传感器原理与应用.北京：电子工业出版社，20022 严兆大，王振子，俞小莉等.热能与动力机械测试技术.北京：机械工业出版社，20003 单成祥.传感器与理论与设计基础及其应用.北京：国防工业出版社，19994 李朝青.单片机原理及接口技术.北京：北京航空航天大学出版社，19995 康华光.电子技术基础模拟部分.北京：高等教育出版社，2006（4）6 康华光.电子技术基础数字部分.北京：高等教育出版社，2006（4）7 周杏鹏，仇国富，王寿荣.现代检测技术.北京：高等教育出版社，2004 8 周继明，江世明.传感技术与应用.长沙：中南大学出版社，20059 张瞩光，纪

38、建伟，罗兴吾，霍利民.检测技术.北京：中国水利水电出版社，200310 睢丙东，魏泽鼎.单片机应用技术与实例.北京：电子工业出版社，200511 冯建华，赵亮.单片机应用系统设计与产品开发.北京：人民邮电出版社，200412 郑国钦.集成传感器应用入门.杭州：浙江科学技术出版社，200313 黎连业.智能小区九大系统设计与实现.北京：科学出版社，200314 美ChrisH.Pappas, WillamH.Mmrray.袁鹏飞译.C# Web编程.北京：人民邮电出版社，200215 马伟.计算机USB系统原理及其主/从机设计.北京：北京航空航天大学出版社，200416 陈启美，丁传锁.计算机U

39、SB接口技术.南京：南京大学出版社，200317 林伸茂编著.8051单片机彻底研究.北京：人民邮电出版社，200418 John Hyde.海德, 孙耀国译.USB设计应用实例.北京：中国铁道出版社，2003附 录 A 软件程序 ORG 0000H ;主程序开始 LJMP MAIN ;跳转到MAIN执行 ORG 0003H ;外部中断0入口 LJMP INTT0 ;进入外部中断0的处理程序 ORG 001BH ;定时器1入口地址 LJMP TT1 ;进入定时器1的处理程序 ORG 0030H ;跳过中断向量MAIN: MOV 0A6H,#01EH ;先送1E,开启开门狗， 89S51只有14

40、位计数器。在16383个机器周期内必须至少喂狗一次。 MOV 0A6H,#0E1H ;后送E1，开启开门狗，一定要按照此顺序给看门狗赋值才可以使它正常工作 MOV P0,#0FFH ;单片机主程序开始执行时确定各I/O口的电平状态 MOV P1,#0FFH ;单片机主程序开始执行时确定各I/O口的电平状态 MOV P2,#0FFH ;单片机主程序开始执行时确定各I/O口的电平状态 MOV P3,#0F3H ;单片机主程序开始执行时确定各I/O口的电平状态 MOV 7CH,#00H ;个位数显缓区赋初值0 MOV 7DH,#00H ;十位数显缓区赋初值0 MOV 7EH,#00H ;百位数显缓区

41、赋初值0 MOV 7FH,#00H ;千位数显缓区赋初值0 MOV R2,#00H ;计时标志区 MOV R3,#00H ;计时标志区 MOV R4,#00H ;计数个位 MOV R5,#00H ;计数十位 MOV R6,#00H ;计数百位 MOV R7,#00H ;计数千位 SETB EA ;开中断总允许位 SETB EX0 ;开外部中断0 SETB IT0 ;设置外部中断0为边沿触发方式，下降沿有效 MOV TMOD,#10 ;设置定时器工作在方式1（16位计数器） SETB ET1 ;开定时器1中断允许 SETB TR1 ;打开定时器1 MOV TH1,#3CH ;赋初值 MOV TL

42、1,#0B0H ;12M晶振计算按每溢出50ms中断一次，那初值就是65536-50000，换算成16进制START: LCALL DISPLAY ;调用显示子程序 LJMP START ;跳转到START处执行;外部中断INT0中断处理程序，INTT0: CLR EA ;关总中断允许位 INC R4 ;个位加一 CJNE R4,#10,BIJIAO ;比较大于等于10，不等跳到程序返回处，条件成立向下执行 MOV R4,#00H ;个位大于等于10清零 INC R5 ;十位加一 CJNE R5,#10,BIJIAO ;比较大于等于10，不等跳到程序返回处，条件成立向下执行 MOV R5,#0

43、0H ;十位大于等于10清零 INC R6 ;百位加一 CJNE R6,#10,BIJIAO ;比较大于等于10，不等跳到程序返回处，条件成立向下执行 MOV R6,#00H ;百位大于等于10清零 INC R7 ;千位加一 CJNE R7,#10,BIJIAO ;比较大于等于10，不等跳到程序返回处，条件成立向下执行 MOV R7,#00H ;千位大于等于10清零BIJIAO:SETB EA ;开总中断允许 RETI ;中断返回TT1: CLR EA ;关总中断允许 MOV TH1,#63H ;定时器1高位赋初值，经过软件仿真后发现经过计算的初值并不能准确定时，经过完善后得到此值 MOV T

44、L1,#0FFH ;定时器1低位赋初值 INC R2 ;定时标志1加1 CJNE R2,#60,FANHUI ;比较定时标志1是否大于等于60，否则跳到程序返回处，是则向下执行 MOV R2,#00H ;定时标志1清零 INC R3 ;定时标志2加1 CJNE R3,#10,FANHUI ;比较定时标志2是否大于等于60，否则跳到程序返回处，是则向下执行 MOV R3,#00H ;定时标志2清零 MOV 7CH,R4 ;计数值个位数值R4传送到显示缓冲区个位7CH MOV 7DH,R5 ;计数值十位数值R5传送到显示缓冲区十位7DH MOV 7EH,R6 ;计数值百位数值R6传送到显示缓冲区百位7EH MOV 7FH,R7 ;计数值千位数值R7传送到显示缓冲区千位7FH MOV R4,#00H ;计数个位清零 MOV R5,#00H ;计数十位清零 MOV R6,#00H ;计数百位清零 MOV R7,#00H ;计数千位清零FANHUI:SETB EA ;开总中断允许 RETI ;中断返回;显示子程序DISPLAY: MOV DPTR,#TAB ;把显示表格首地址赋给DPTR