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數字轉速計的介紹
日期:2025-11-05 05:04
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摘要:
在工業(yè)控制中經常要進行轉速量測,一般采用的是接觸式轉速計,這種轉速計必須頂在轉軸中心才能進行量測,使用起來不方便,而且局限性很大,**性也不是很好。因此,我們設計了采用光電傳感器的非接觸式轉速計,量測范圍從1.0~9999轉/分鐘,四位數碼管輸出,當被測轉速小于1000轉/分鐘時,**到0.1轉/分鐘。
1 量測原理
在被測旋轉軸上貼一片鋁箔作為反光體,當反光體轉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,產生一個脈沖信號,我們利用這個信號的邊沿觸發(fā)單片機內部的高精度定時器進行計時,精度可達1μs,當反光體再次轉到光電傳感器的正前方時,利用光反射信號的邊沿停止單片機計時。這樣轉軸的旋轉周期t就被**地量測出來了,然后單片機把周期換算成轉速并通過LED數碼管輸出出來。
2 電路構成及軟件設計
電路結構見圖1,因為要求體積小巧且輸出亮度高,因此,采用掃描輸出模式,然而,用一片CPU同時完成量測和輸出是不行的,掃描功能將嚴重影響CPU的量測。因此,采用兩片生產的AT89C2051單片機來分別擔任,AT89C2051具有內置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用來量測旋轉軸的旋轉周期并換算成轉速,然后把輸出數值發(fā)送給CPU2,CPU2平時只是在不斷地掃描輸出數值,當CPU1發(fā)送數值過來時,CPU2產生中斷,立即接收數值,然后更新輸出數值,這樣在四位LED數碼管上的數值就被立即更新了。采用兩片CPU的好處是電路結構清晰,編程簡單,實現(xiàn)了模塊化設計。CPU之間采用串行接口方式2,以中斷形式進行通信。
1 量測原理
在被測旋轉軸上貼一片鋁箔作為反光體,當反光體轉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,產生一個脈沖信號,我們利用這個信號的邊沿觸發(fā)單片機內部的高精度定時器進行計時,精度可達1μs,當反光體再次轉到光電傳感器的正前方時,利用光反射信號的邊沿停止單片機計時。這樣轉軸的旋轉周期t就被**地量測出來了,然后單片機把周期換算成轉速并通過LED數碼管輸出出來。
2 電路構成及軟件設計
電路結構見圖1,因為要求體積小巧且輸出亮度高,因此,采用掃描輸出模式,然而,用一片CPU同時完成量測和輸出是不行的,掃描功能將嚴重影響CPU的量測。因此,采用兩片生產的AT89C2051單片機來分別擔任,AT89C2051具有內置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用來量測旋轉軸的旋轉周期并換算成轉速,然后把輸出數值發(fā)送給CPU2,CPU2平時只是在不斷地掃描輸出數值,當CPU1發(fā)送數值過來時,CPU2產生中斷,立即接收數值,然后更新輸出數值,這樣在四位LED數碼管上的數值就被立即更新了。采用兩片CPU的好處是電路結構清晰,編程簡單,實現(xiàn)了模塊化設計。CPU之間采用串行接口方式2,以中斷形式進行通信。
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