基于光电传感器的直流电机转速测量系统设计-课设报告 - 图文

北京信息科技大学

测控综合实践 课程设计报告 题 目： 基于光电传感器的直流电机转速测量系统设计

学 院： 仪器科学与光电工程学院

专 业： 测控技术与仪器

学生姓名：

摘要

摘 要

基于单片机的转速测量方法较多，本次设计主要针对于光电传感器测量直流电机转速的原理进行简单介绍，并说明它是如何对电机转速进行测量的。通过实验得到结果并进行了数据分析。

本次设计应用了STC89C52RC单片机，采用光电传感器测量电机转速的方法，其中硬件系统包括脉冲信号的产生模块、脉冲信号的处理模块和转速的显示模块三个模块，采用C语言编程，结果表明该方法具有简单、精度高、稳定性好的优点。

关键词：直流电机；单片机；PWM调节；光电传感器

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Abstract

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目 录

摘要 ????????????????????????????????I 第一章 概述 ????????????????????????????1

1.1 课设目标 ??????????????????????????1 1.2 内容 ????????????????????????????1

第二章 系统设计原理 ?????????????????????2

2.1 STC89C52单片机介绍 ???????????????????2 2.2 STC89C52定时计数器 ??????????????????4 2.3 STC89C52中断控制?????????????????????6 2.4 光电传感器 ??????????????????????????6 2.5 数码管介绍 ?????????????????????????7

第三章 硬件系统设计 ????????????????????????10 3.1 测速信号采集及其处理 ??????????????????10 3.2 单片机处理电路设计 ???????????????????11 3.3 显示电路 ???????????????????????12 3.4 PWM驱动电路 ??????????????????????13

第四章 软件设计 ???????????????????????14 4.1 语言选用 ???????????????????????14 4.2 程序设计流程图 ?????????????????????14 4.3 原程序代码 ??????????????????????15

第五章 数据分析 ???????????????????????19

总结 ????????????????????????????20 附件 ????????????????????????????????21 参考文献 ??????????????????????????????23

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第一章 概述

在工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，例如在发动机、电动机、卷扬机、机床主轴等旋转设备的试验、运转和控制中，常需要分时或连续测量和显示其转速及瞬时转速。目前国内外测量电机转速的方法有很多，按照不同的理论方法，先后产生过模拟测速法(如离心式转速表、用电机转矩或者电机电枢电动势计算所得)、同步测速法(如机械式或闪光式频闪测速仪)以及计数测速法。计数测速法又可分为机械式定时计数法和电子式定时计数法。其中应用最广的是光电式，光电式测系统具有低惯性、低噪声、高分辨率和高精度的优点。加之激光光源、光栅、光学码盘、CCD器件、光导纤维等的相继出现和成功应用，使得光电传感器在检测和控制领域得到了广泛的应用。而采用光电传感器的电机转速测量系统测量准确度高、采样速度快、测量范围宽和测量精度与被测转速无关等优点，具有广阔的应用前景。这次设计的内容包含了多个方面，从脉冲信号的产生模块、脉冲信号的处理模块和转速的显示模块三个模块入手，全面锻炼了我们信号采集，处理和分析的工作能力。

1.1 课设目标

通过51单片机进行PWM驱动直流电机转动，然后使用对射式红外光电传感器通过检测直流电机上的光电码盘进行脉冲测量，单片机处理脉冲最后数码管显示实际转速。

1.2 内容

1.2.1 总体方案

本文针对电机的转速进行测量，以单片机为核心对光电开关产生的数字信号进行运算，从而测得电机的转速，然后用数码管把电机的转速显示出来。即通过光电开关将电机的转数转换成0，1的数字量，只要转轴每旋转一周，产生一个或固定的多个脉冲，并将脉冲送入单片机中进行计数和计算，就可获得转速的信息。

系统主要由STC89C52单片机处理系统、电机、传感器检测单元、信号处理单元和显示系统等几个部分组成，如图1.1:

单片机 STC89C52 PWM驱动直流电机 光电传感器测量脉冲 数码管显示转速

图1.1

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/jr6d.html