基于光电传感器的转速测量系统设计课程设计说明书(编辑修改稿)

基于光电传感器的转速测量系统设计课程设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

模块等。 在硬件搭建前，先通过 Proteus Pro 进行硬件仿真实现。 光电转换及信号调理设计 由于系统需要将光信号转换为电信号，因而需要使用光电传 感器并设计相应的信号调理电路，以得到符合要求的脉冲信号，送给单片机 AT89C52 进行计数，同时得到计数的时间，由单片机进行相关计算以得到电动机转速。 传感器将电机的转速信号转变成了电脉冲信号，该信号经过 LM358 集成运放整形驱动，送到单片机进行脉冲计数，从而测出电动机转速。 介绍一下 LM358,： LM358 里面包括有两个高增益、独立的、内部频率补偿的双运放，适用于电压范围很宽的单电源，而且也适用于双电源工作方式，它的应用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运放的地方使用。 光电转换部分与单片机的连接框图如图所示 脉冲产生电路设计 由于 proteus 不能仿真光电传感器，则用一个方波代替光电传感器的将光信号转换成电信号的输出。 如图发现，方波电压的幅值已经被放大，将这个信号输入单片机中作脉冲计数。 AT89C52基本性能 单片机我们选用 AT89C52（引脚图如下） AT89C52是一个低电压，高性能 CMOS 8位单片机，片内含 8k bytes 的可反复擦写的 Flash 只读程序存储器和 256 bytes 的随机存取数据存储器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准 MCS51指令系统，片内置通用 8位中央 处理器和 Flash 存储单元，功能强大的 AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。 AT89C52有 40个引脚， 32个外部双向输入 /输出（ I/O）端口，同时内含 2个外中断口， 3个 16位可编程定时计数器 ,2个全双工串行通信口， 2 个读写口线， AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。 其将通用的微处理器和 Flash 存储器结合在一起，特别是可反复擦写的 Flash 存储器可有效地降低开发成本。 AT89C52 引脚图 单片机最小系统 单片机最小系统包括时钟电路和复位电路。 单片机工作时，从取指令到译码再进行微 操作，必须在时钟信号控制下才能有序地进行，时钟电路就是为单片机工作提供基本时钟的。 单片机的时钟信号通常有两种产生方式：内部时钟方式和外部时钟方式。 内部时钟方式的原理电路如 下图 所示。 在单片机 XTAL1和 XTAL2引脚上跨接上一个晶振和两个稳频电容，可以与单片机片内的电路构成一个稳定的自激振荡器。 外接电容的作用是对振荡器进行频率微调，使振荡信号频率与晶振频率一致，同时起到稳定频率的作用，一般选用20~30pF 的瓷片电容。 复位电路是 利用电容充电来实现复位。 在电源接通瞬间， RST 引脚上的电位是高电平（ Vcc），电源接通后对电容进行快速充电，随着充电的进行， RST 引脚上的电位也会逐渐下降为低电平。 最小系统如图所示 显示电路设计 led数码管（ LED Segment Displays） 是由多个发光二极管封装在一起组成 “8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。 led数码管常用段数一般为 7 段有的另加一个小数点 ， led 数码管根据 LED 的接法不同分为共阴和共阳两类，了解 LED 的这些特性，对编程是很重要的，因为不同类型的数码管，除了它们的硬件电路有差异外，编程方法也是不同的。 共阴和共阳极数码管，它们的发光原理是一样的，只是它们的电源极性不同而已。 内部电路如下： 点亮 LED 显示器有两种方式：一是静态显示，二是动态显示。 动态显示，就一位一位地轮流点亮各位显示器（扫描 ），对于每一位显示器来说，每隔一段时间点亮一次。 显示器的亮度既与导通电流有关，也与点亮时间和间隔时间的比例有关。 调整电流和时间参数，可实现亮度较高较稳定的显示。 本文采用 4 位 LED 动态显示电路如图 图 6 4 位动态 LED 显示电路 根 据 设 计 的 复 位 、 晶 振 、 显 示 电 路 电 路 ， 我 们 做 了 一 张 总 电 路 图。 程序设计方案 本系统采用 89C52中 T0定时器和 T1计数器配合使用对转速脉冲定时计数。 计数器 T1工作于计数状态对外部脉冲进行计数； TO工作为定时器方式每次定时 50ms，采用 60次中断，即在计数。