1、基于磁電傳感器的電機轉(zhuǎn)速自動檢測系統(tǒng)設(shè)計摘要：在工程實踐中，經(jīng)常會遇到測量轉(zhuǎn)速的情況。因此，轉(zhuǎn)速的測量具有一定的工程意義。本文研制了一種基于單片機的電機轉(zhuǎn)速自動檢測系統(tǒng)。選定的磁電傳感器將電機的速度信號轉(zhuǎn)換為電壓信號。設(shè)計的放大電路將磁電傳感器輸出的電壓信號放大，通過整形電路將正弦信號轉(zhuǎn)換為方波，由單片機對脈沖進行計數(shù)。顯示電機的速度。論文首先介紹了設(shè)計的總體方案、實驗步驟，并討論了合適的測量方法。其次，介紹了選用的單片機、液晶顯示器等電子元器件，并對電路圖各部分的功能進行了分析。最后編寫程序進行調(diào)試運行，并對實驗結(jié)果進行分析。本設(shè)計主要以單片機為控制核心，由磁電傳感器和液晶顯示器組成。其優(yōu)點

2、是電路簡單、軟件功能完善、測量速度快、精度高、控制可靠、性價比高。關(guān)鍵詞：水下測量；磁電傳感器；單片機；液晶顯示器1 簡介1.1 課題研究的意義在工業(yè)生產(chǎn)和實驗過程中，經(jīng)常會遇到各種轉(zhuǎn)速測量和控制問題。在這種情況下，我們可以通過磁電將轉(zhuǎn)速測量轉(zhuǎn)換為頻率測量。頻率測量的方法有很多種，不同的方法有各自的適用范圍。近年來，隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，工業(yè)測控設(shè)備的不斷更新?lián)Q代，頻率測量的方法和設(shè)備也取得了新的進展。在實際應用中，選擇了不同的速度檢測設(shè)計方案，得到的結(jié)果也不盡相同。電機在運行過程中，需要監(jiān)測其運行的穩(wěn)定性，及時測量轉(zhuǎn)速可以有效反映電機的狀態(tài)。另一方面，在運動控制系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速檢測也是電機速度

3、或位置控制的基礎(chǔ)。磁電傳感器主要是利用電磁感應原理，將輸入的運動速度轉(zhuǎn)化為感應電勢輸出的傳感器。它不需要外接電源，可以將被測物體的機械能轉(zhuǎn)換成便于測量的電信號。它是一個有源傳感器。廣泛應用于建筑行業(yè)等領(lǐng)域的振動、速度、加速度、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)數(shù)的非電測量。因此，研究基于磁電傳感器的電機轉(zhuǎn)速自動檢測系統(tǒng)具有一定的現(xiàn)實意義。單片機，又稱單片機或單片機。它是將中央處理器（CPU）、輸入/輸出端口（I/0）、只讀存儲器（ROM）、隨機存取存儲器（RAM）等主要計算機功能部件集成在一個芯片上的集成電路中的微型計算機。單片機誕生于1970年代后期，先后經(jīng)歷了SCM、MCU、SoC三個階段。由于單片機具有功耗低、體

4、積小、容量大、性能高、價格低等特點，因此單片機廣泛存在于我們的生活中。在我們的現(xiàn)實生活中，單片機的應用無時無刻不在改變著我們的生活，從手機、水表、遙控器，到導彈導航和飛機控制，單片機的應用正在影響著我們周圍的一切.本設(shè)計采用單片機對磁電傳感器測得的脈沖進行計數(shù)，然后通過一定的計算公式，通過液晶顯示屏顯示轉(zhuǎn)速。這樣就實現(xiàn)了電機轉(zhuǎn)速的測量。1.2 磁電傳感器研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢磁電傳感器，有時稱為電動或電感傳感器，僅適用于動態(tài)測量。由于輸出功率大，匹配電路比較簡單；零位和性能穩(wěn)定；工作頻段一般為101000Hz。磁電傳感器具有雙向轉(zhuǎn)換的特點，利用其逆變換效應可以組成力（力矩）發(fā)生器和電磁激振器。磁電

5、傳感器直接輸出感應電勢，傳感器通常靈敏度高，一般不需要高增益放大器。但是，磁電傳感器是一種速度傳感器，為了獲得被測位移或加速度信號，需要配備積分或微分電路。磁阻傳感元件是利用磁性材料的磁阻效應，采用半導體技術(shù)制成，可進一步與芯片上的半導體電路集成，制成專用器件。由于采用鐵磁合金材料制成，具有穩(wěn)定的物理和化學性能，具有壽命長、可靠性高、靈敏度高、溫度系數(shù)小、周長寬、線性好等特點1 ?，F(xiàn)在有一種新的應用是81NiFe/Cr多層膜制成的磁阻傳感器2 。一對易磁化軸相互垂直的磁阻元件構(gòu)成二維磁場探頭，用于檢測鋼板上人工微裂紋附近的磁場分布。磁阻元件與永磁塊組合構(gòu)成扭矩傳感器，用于人體重心的擺動檢測。動

6、平衡是中小型電機轉(zhuǎn)子生產(chǎn)制造中必須解決的問題。隨著自動動平衡校正研究技術(shù)的發(fā)展，自動平衡機已成為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)電機轉(zhuǎn)子的必備設(shè)備。磁電式振動速度傳感器用于測量轉(zhuǎn)子的振動，是自動平衡機的關(guān)鍵部件，是一種全天候、長周期的工作設(shè)備，因此要求傳感器具有良好的穩(wěn)定性和可靠性。傳統(tǒng)動圈式磁電傳感器由于其固有的結(jié)構(gòu)缺陷，經(jīng)常出現(xiàn)斷線故障，嚴重影響設(shè)備的日常使用。針對傳統(tǒng)動圈式磁電傳感器的不足，需要研究一種改進的差動動磁式磁電傳感器。我們的主要工作是：（1）差動磁體磁電速度傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計（2）有限元軟件分析（3）傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響分析（4）實驗驗證3 。目前，先進國家的冶金廠在自動化程度方面取得了長足進步。用于

7、檢測鋼管在線速度的設(shè)備大多是壓輥接觸式測速儀。這種裝置存在損耗現(xiàn)象，成本高，壽命短，現(xiàn)場維護不便。近年來，我國從日本、意大利進口的多臺機組都采用了這種測速裝置。綜合考慮以上因素，我們測試開發(fā)了非接觸式（磁電）速度傳感器，同時采用峰峰值電路，可以直觀的得到鋼管的在線速度在二次儀表上，為實現(xiàn)微機自動控制提供了可靠的依據(jù)。 4 。1.3 電機轉(zhuǎn)速自動檢測研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢電機在各行各業(yè)中占有重要地位，而電機轉(zhuǎn)速是電機的重要性能指標之一，因此需要對電機轉(zhuǎn)速進行測量，使其滿足人們的各種需求。轉(zhuǎn)速是電機運行的一個非常重要的狀態(tài)參數(shù)。在運動系統(tǒng)的一般測量中，需要測量電機的轉(zhuǎn)速。然而，直接影響系統(tǒng)控制的因素是

8、轉(zhuǎn)速測量的準確性，這是影響測量和控制結(jié)果的一個因素。無論是交流調(diào)速系統(tǒng)還是直流調(diào)速系統(tǒng)，都只有通過檢測高精度的轉(zhuǎn)速才能獲得高精度的控制系統(tǒng)5 。隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是新型高性價比單片機的出現(xiàn)，為電機轉(zhuǎn)速的測量提供了廣闊的空間。一般來說，基于霍爾傳感器和光電傳感器的測速系統(tǒng)可以準確測量電機的轉(zhuǎn)速。但在機床側(cè)面、粉塵環(huán)境等惡劣條件下，光電傳感器測量轉(zhuǎn)速的方法存在較大誤差。給出了無線電機測速方法，給出了各個單元模塊?；诩铀俣扔嫷碾姍C測速方法，給出了硬件電路的設(shè)計和測試原理。通過對比研究，可以看出該測試方法具有一定的應用價值6 。電機轉(zhuǎn)速是判斷電機運行狀態(tài)的重要標志之一。目前，實驗室電機轉(zhuǎn)

9、速一般采用轉(zhuǎn)速計測量，通常采用測量周期和測量頻率的方法。這兩種方法的測量精度與記錄的脈沖數(shù)有關(guān)。隨著被測電機轉(zhuǎn)速的變化，極端情況下會產(chǎn)生1個字的誤差。針對傳統(tǒng)電機轉(zhuǎn)速檢測方法的不足，闡述了在實驗室中采用等精度測量法對電機轉(zhuǎn)速進行測量和監(jiān)測的具體原理。以FPGA（Field-Programmable Gate Array，現(xiàn)場可編程門陣列）控制芯片為核心，設(shè)計了相應的電路系統(tǒng)，并通過MAX+PLUSH進行了仿真分析7 。在異步電機矢量控制等電機控制的發(fā)展過程中，為了獲得電機的運行工況，更好地研究異步電機的矢量控制方案，記錄和分析實際運行效果，需要收集和分析存儲異步電動機的各種信號。 、分析、展示

10、。為達到上述目的，需要同步、長時間采集異步電機端子的電壓信號、電流信號、電機轉(zhuǎn)速等多種信號，并進行實時存儲、動態(tài)回放和分析，處理收集到的信號。不能滿足這些要求，采用數(shù)字存儲示波器記錄數(shù)據(jù)，存在存儲深度不足和數(shù)據(jù)分析處理等問題。如果采用計算機技術(shù)與儀器技術(shù)相結(jié)合的虛擬儀器技術(shù)，可以更好地實現(xiàn)上述功能。針對異步電機控制系統(tǒng)的測試需求，有必要開發(fā)基于虛擬儀器技術(shù)的異步電機工況測試系統(tǒng)8 。1.4 測速的主要內(nèi)容1. 轉(zhuǎn)速測量原理詳解，轉(zhuǎn)速周期測量法“T”法，頻率測量法“M”法和周期頻率“M/T”測量法，轉(zhuǎn)速的計算三種具體的測量方法，分別描述了它們的測量精度和誤差。定性比較了三種方法的轉(zhuǎn)速特性，分析了

11、它們各自在高、中、低轉(zhuǎn)速下的適用條件。因此，在保持一定測量精度的情況下，采用“M”法來說明轉(zhuǎn)速測量原理。2、根據(jù)單片機硬件系統(tǒng)的設(shè)計，搭建軟件系統(tǒng)，分別估算硬件系統(tǒng)的配置，以便準確測速。同時對電路中的接口部分進行了分析，并顯示了速度。3、設(shè)置單片機定時器/計數(shù)器，設(shè)計并說明“M”法測量中定時器/計數(shù)器的功能和使用方法，討論轉(zhuǎn)速測量的準確性。4、根據(jù)系統(tǒng)的具體要求設(shè)置控制字，用匯編語言或C語言編譯程序，包括主程序、速度計算程序、中斷程序，同時寫出其具體程序。2 轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)總體方案2.1 電機測速方案電機轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)框圖如圖1所示。它由測量表、磁電傳感器、二次儀表電路、單片機、顯示屏組成。測量臺

12、用于測量電機的轉(zhuǎn)速，將磁電傳感器采集的電機轉(zhuǎn)速信號送到二次回路。由于磁電傳感器采集到的正弦信號比較小，需要一個放大電路將采集到的正弦信號放大，然后通過施密特觸發(fā)器將正弦信號整形為方波后才能致給單片機.單片機統(tǒng)計一定時間內(nèi)的脈沖個數(shù)，然后轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)速，通過計算公式顯示出來。單片機連接液晶數(shù)碼管和報警器。其中，液晶數(shù)碼管用于顯示電機轉(zhuǎn)速。當速度高于設(shè)定值時，蜂鳴器會報警。LCDLCD顯示報警器單片機電機轉(zhuǎn)速信號采集電機二次電路圖1 電機轉(zhuǎn)速檢測系統(tǒng)框圖2.2 電機測速臺裝置示意圖測量電機轉(zhuǎn)速的磁電傳感器安裝示意圖如圖2所示。被測電機的主軸通過聯(lián)軸器與12個磁鋼電機的轉(zhuǎn)盤平臺相連。在電機轉(zhuǎn)動過程中，電

13、機轉(zhuǎn)盤平臺隨電機轉(zhuǎn)動，電機轉(zhuǎn)動一圈磁鋼與磁電傳感器探頭相對的12圈。根據(jù)磁電傳感器的工作原理，電機每轉(zhuǎn)一圈，磁電傳感器的輸出電壓變化12次，磁電傳感器輸出電壓的轉(zhuǎn)速與頻率的關(guān)系為n =60* f/ 12.圖2 磁電式轉(zhuǎn)速傳感器安裝示意圖電機轉(zhuǎn)盤平臺是靠電機轉(zhuǎn)動來操作的，平臺上有12塊磁鋼，如圖3所示。磁電傳感器的探頭通過測量12塊磁鐵的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生變化的電壓正弦信號。圖 3 電機轉(zhuǎn)盤平臺和磁鐵2.3 軟件設(shè)計思路軟件需要解決的是定時器0的計數(shù)和外部中斷0的設(shè)置。由于測量的速度范圍大，低速和高速都要考慮。關(guān)鍵在于實現(xiàn)一個四字節(jié)除法三字節(jié)程序。在顯示部分，需要一個二進制到十進制的轉(zhuǎn)換程序，程序轉(zhuǎn)換成非

14、壓縮BCD后，可以調(diào)用查表程序致給顯示器。 PC機串口和單片機串口的工作方式，包括串口的通信速度、奇偶校驗位、停止位等，均由軟件部分實現(xiàn)通訊部分。軟件工作流程：磁電傳感器利用磁電效應產(chǎn)生周期性脈沖，向單片機的外部中斷0（P3.2）端口致中斷信號。除數(shù)的低兩個字節(jié)使用軟件計數(shù)器和定時器0中斷的次數(shù)作為除數(shù)的高字節(jié)。中斷完成后，讀取部分將數(shù)值記錄為除數(shù)，調(diào)用除法程序計算轉(zhuǎn)速，再對二進制數(shù)進行一系列變換，調(diào)用查表顯示程序，顯示液晶顯示屏上。速度部分的軟件設(shè)計思路： STC12C5A60S2單片機的P2.0端口接收傳感器的信號。主要是編寫一個外部中斷服務程序INT_0，讀取計數(shù)值的三個字節(jié)，將初始計數(shù)

15、值再次清0，用于下一次計數(shù)計算。調(diào)用二字節(jié)二進制三字節(jié)十進制（BCD）轉(zhuǎn)換子程序BCD，然后調(diào)用十進制轉(zhuǎn)換程序CBCD到未壓縮的BCD，最后調(diào)用查表程序致顯示。為了與PC機通訊，系統(tǒng)需要11.0592MHZ的單片晶振。軟件的具體設(shè)計將在后面的章節(jié)中詳細介紹。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1 轉(zhuǎn)速測量原理在實時控制應用中，數(shù)字速度測量解決方案必須在極短的檢測時間內(nèi)具有高分辨率和高精度。測量轉(zhuǎn)速的方法有三種，每一種都有自己的特點。其中，最常用的數(shù)值方法稱為T法、M法和M/T法9 。3.1.1頻率測量法“M法”1由脈沖發(fā)生器產(chǎn)生（代替輸入脈沖）測量轉(zhuǎn)速，如圖4“M”法測量轉(zhuǎn)速脈沖，設(shè)在時間T，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的弧度數(shù)

16、為X , 轉(zhuǎn)速 n 可用下式表示：n= (3-1)軸旋轉(zhuǎn)的弧度數(shù) X 可用以下公式表示為 m 1X (3-2)圖4“M”法測速脈沖將（3-2）代入（3-1）得速度 n 的表達式為：n= (3-3)P軸一轉(zhuǎn)脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖數(shù)；n-速度單位：（轉(zhuǎn)/分鐘）；T計時時間單位：（秒）。在這種方法中，測量精度是由于定時時間T和脈沖不能保證嚴格同步，所以無論外部脈沖的完整周期是否可以測量，都可能產(chǎn)生1個脈沖的量化誤差在 T 與否。因此，為了提高測量精度，T應該足夠長。定時時間可根據(jù)測量對象進行預設(shè)。如果設(shè)置時間過長，可以提高精度，但在高速情況下，計數(shù)脈沖數(shù)增加（碼盤孔數(shù)已確定時），限制了測速范圍.如果設(shè)

17、置時間太短，會在一定程度上影響測量精度。3.1.2 測量周期法“T法”TP介于兩個脈沖之間。用于采集數(shù)據(jù)的碼盤可以是單孔的也可以是多孔的。對于單孔碼盤，可以測量兩個脈沖之間的時間，可以測量傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。 T P也可以用時鐘脈沖數(shù)來表示。對于多孔碼盤，測量時間僅為每轉(zhuǎn) 1/N，其中 N 為碼盤上的孔數(shù)。圖 5 顯示了“T”法的脈沖寬度測量。 T P由計時器測量。定時器對頻率為 fc 的時基脈沖進行計數(shù)和計時。如果在T p 周期內(nèi)計數(shù)值為m2 ，則計算公式為：n= (3-4)這是：(3-5)F c - 為硬件參考時鐘的脈沖頻率：單位（Hz）；n-速度單位：（轉(zhuǎn)/分鐘）；m 2 - 時基脈沖。圖5 “

18、T”法脈寬測量從“T”法的脈寬測量可以看出， “T”法測量的精度誤差主要有兩個方面，一是由于兩個脈沖上升沿的觸發(fā)時間不同造成的；另一個是計數(shù)和計時的開始和停止。產(chǎn)生不同。因此，要求脈沖的上升沿（或下降沿）陡峭，計數(shù)和時序嚴格同步。周期測量法在低速時精度高，但隨著速度的提高，精度變差，有小于1個脈沖的誤差。3.1.3 頻率測量法“M/T法”測頻法是“T”法和“M”法的結(jié)合，高速和低速分別具有不同的精度，并結(jié)合各自的優(yōu)點。測量精度介于兩者之間，如圖所示。顯示 6M/T 法定小時/計數(shù)測量?！癕/T”方法使用三個定時器/計數(shù)器同時計時和計數(shù)輸入脈沖、高頻脈沖（由振蕩器產(chǎn)生）和預設(shè)計時時間。 m1對應

19、旋轉(zhuǎn)角度，m2對應測速的準確時間，通過計算可以知道速度值n。這種方法在高速和低速下都具有較高的精度。轉(zhuǎn)速計時間T d由脈沖發(fā)生器脈沖同步，即T d等于m 1 個脈沖周期。從圖中可以看出，計數(shù)器從a點開始計數(shù)m 1和m 2 ，當?shù)竭_b點時，當達到預定的測速時間時，單片機發(fā)出停止計數(shù)的指令，因為T c不一定等于整數(shù)個脈沖發(fā)生器的脈沖周期，因此，計數(shù)器繼續(xù)對高頻脈沖進行計數(shù)。當它到達 c 點時，脈沖發(fā)生器的上升沿停止計數(shù)器。這樣，m 2表示m 1 個脈沖周期的時間?！癕/T”法結(jié)合了“T”法和“M”法，轉(zhuǎn)速計算如下：假設(shè)高頻脈沖的頻率為f c ，脈沖發(fā)生器每次發(fā)射P個脈沖。由公式（3-2）和（3-5

20、）可以得到M/T法轉(zhuǎn)速計算公式：(3-6)n - 速度值。單位：（轉(zhuǎn)/分鐘）；f c晶體振蕩頻率：單位（Hz）；m 1輸入脈沖數(shù)，反映旋轉(zhuǎn)角度；m 2 - 時基脈沖數(shù)。圖 6 “M/T”法定時間/計數(shù)測量3.1.4 轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)中的應用方法T法。電機的速度通過兩個連續(xù)脈沖編碼器之間的時間的倒數(shù)來測量。以較低的速度解決這種高分辨率是以更長的檢測時間為代價的；但是，隨著速度的增加，分辨率會降低。M 方法。速度是通過脈沖編碼器以固定的時間間隔計數(shù)來測量的；計數(shù)器的值與速度成正比。因此，需要足夠長的檢測時間來計數(shù)足夠數(shù)量的編碼器脈沖以獲得高精度，尤其是在低轉(zhuǎn)速下。由于上述限制，難以實現(xiàn)高精度和快速響應

21、。M/T 方法。該方法結(jié)合了M和T方法的優(yōu)點；在速度檢測期間，采用高頻時鐘實現(xiàn)數(shù)字脈沖編碼器。這一階段，即檢測時間，由同步第一脈沖編碼器后的指定時間確定。與T法和M法相比，檢測時間和M/T法有不同的特點。如果在規(guī)定時間內(nèi)指定，則速度檢測時間由實際速度決定。在低轉(zhuǎn)速下，它比 T 方法具有更長的時間。數(shù)字回路系統(tǒng)通常需要恒定的速度采樣率；然而，由于檢測時間可變，這種方法具有實際局限性。為此，基于M法測速，電路和程序都比較簡單，在一定條件下可以滿足精度要求，所以本設(shè)計采用M法進行測量。3.2 磁電傳感器簡介圖7 磁電傳感器示意圖本設(shè)計使用的磁電傳感器為實驗室原裝磁電傳感器，如圖7所示。試驗臺的輸入電

22、壓為5-20V，磁電傳感器相對于12種磁鋼顯示的電壓為0.4 -2V。3.2.1 磁感應導體與磁場的相對運動，在導體兩端輸出感應電勢。因此，它是一種機電能量轉(zhuǎn)換傳感器，不需要外接電源，電路簡單，性能穩(wěn)定，輸出阻抗小，有一定的頻率響應范圍（通常為10Hz200Hz）。扭矩和其他測量10 。根據(jù)電磁感應定律，當 w 匝線圈在恒定磁場中運動時，設(shè)通過線圈的磁通量為 ，則線圈的感應電勢E和磁通量的變化率d / dt有如下關(guān)系： E = - w ( d / dt ) 。3.2.2 磁電傳感器的結(jié)構(gòu)常見的磁電傳感器有變磁通型和恒磁通型，如圖8和圖9所示：圖8 可變磁通磁電傳感器結(jié)構(gòu)圖圖9 恒磁通磁電傳感器

23、結(jié)構(gòu)示意圖3.2.3 磁電傳感器的應用磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的工作方式?jīng)Q定了它具有很強的抗干擾能力，可以在煙霧、油氣、水蒸氣等環(huán)境中工作。磁電式速度傳感器輸出信號強，測量范圍寬?？梢詼y量齒輪、曲軸、輻條等部件，以及表面有間隙的旋轉(zhuǎn)體。磁電式速度傳感器的工作和維護成本低，運行過程不需要電源。測量完全由磁電感應實現(xiàn)。同時，磁電式速度傳感器的運行不需要機械動作，也不需要潤滑。磁電式轉(zhuǎn)速傳感器結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，安裝使用方便，可與各種二次儀表配套使用。磁電傳感器直接輸出感應電勢，傳感器通常靈敏度高，一般不需要高增益放大器。然而，磁電傳感器是速度傳感器。為了獲得被測位移或加速度信號，需要配備積分或微分電路。實驗

24、室使用的磁電傳感器輸出信號太小，單片機無法準確讀取。因此，需要次級電路對磁電傳感器采集的信號進行放大和整形。如下圖10所示，磁電傳感器采集到的信號首先傳送到放大電路，磁電傳感器采集到的正弦信號通過9013的NPN型三極管放大。由于磁電傳感器輸出的是正弦信號，需要施密特觸發(fā)器對放大后的正弦信號進行整形，然后送至單片機進行計數(shù)。單片機整形電路放大電路采集的信號單片機整形電路放大電路采集的信號圖 10 二次回路系統(tǒng)框圖3.2.4 二次電路元件A.9013 NPN晶體管 11 9013型三極管如圖11所示，該三極管最大功耗為0.625W，最大集電極電流為0.5A，集電極-基極擊穿電流為45V。圖11

25、9013三極管示意圖9013三極管的其他參數(shù)如圖12所示：圖12 9013三極管參數(shù)B. 施密特觸發(fā)器次級電路使用組件74LS00與非門構(gòu)建施密特觸發(fā)器，用于將放大后的正弦信號整形為方波，然后由單片機對脈沖進行計數(shù)。 74LS00 的引腳如圖 13 所示：圖 13 74LS00 引腳3.3 MCU及其接口設(shè)計STC12C5A60S2/AD/PWM系列單片機是宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘/機器周期（1T）單片機。是新一代8051單片機，具有高速/低功耗/超強抗干擾?？?8-12 倍。如圖14所示，該部分集成了MAX810專用復位電路、2通道PWM、8通道高速10位A/D轉(zhuǎn)換（250K/S），用于電機控制

26、、強干擾場合。圖14 STC12C5A60S2單片機原理圖3.3.1 STC12C5A60S2單片機介紹 12 主要特征：(1) 增強型8051 CPU，1T，單時鐘/機器周期，指令代碼與傳統(tǒng)8051完全兼容(2)工作電壓：STC12C5A60S2系列工作電壓：3.3V-5.5V（5V單片機）(3)工作頻率范圍：0-35MHz，相當于普通8051的0-420MHz(4) 用戶應用空間8K/16K/20K/32K/40K/48K/52K/60K/62K字節(jié).(5) 片上集成 1280 字節(jié) RAM（6）通用I/O口（36/40/44），復位后：準雙向口/弱上拉（普通8051傳統(tǒng)I/O口）可設(shè)置四

27、種模式：準雙向口/weak pull-up Pull, push-pull/strong pull-up,只有輸入/高阻，開漏，每個I/O口的驅(qū)動能力可以達到20mA，但整個芯片不應該大于55mA(7) ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應用可編程），無需編程器或仿真器。用戶需要的程序可以通過串口直接下載（P3.0/P3.1），幾秒鐘就可以完成一個(8) 具有E 2 PROM功能（STC12C5A62S2/AD/PWM無E 2 PROM）(9) 看門狗（10）該部分集成了MAX810專用的復位電路（外接晶振12M以下時，復位管腳可直接用1K電阻接地）(11)外部掉電檢測電路：P4.6端口有低壓

28、閾值比較器，5V單片機為1.32V，誤差+/-5%； 3.3V單片機為1.30V，誤差為+/-3%(12) 時鐘源：外接高精度晶振/時鐘，外接 R/C 振蕩器（溫漂為 +/-5% 到 +/-10%） 1 用戶下載用戶程序時，用戶可以選擇是否使用內(nèi)部 R/C 振蕩器/C 振蕩器或外部晶振/時鐘 室溫下較低 R/C 振蕩器的頻率為：5.0V 單片機：11MHz15.5MHz； 3.3V微控制器：8MHz12MHz。當精度要求不高時，可以選擇使用時鐘，但由于制造誤差和溫度漂移，以實際測試為準（13）共4個16位定時器，兩個定時器/計數(shù)器兼容傳統(tǒng)8051，16位定時器T0和T1，沒有定時器2，但有一個

29、獨立的波特率發(fā)生器；用于串行通信波特率發(fā)生器，外加2個PCA模塊可實現(xiàn)2個16位定時器(14) 2個時鐘輸出端口，通過T0溢出可以在P3.4/T0輸出時鐘，通過T1溢出可以在P3.5/T1輸出時鐘(15) 7個外部中斷I/O口，傳統(tǒng)下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷，新增支持上升沿中斷的PCA模塊，可通過外部中斷喚醒掉電模式，INT0/P3.2，INT1 /P3.3、T0/P3.4、T1/P3.5、RxD/P3.0、CCP0/P1.3（也可通過寄存器設(shè)置為P4.2）、CCP1/P1.4（也可由寄存器設(shè)置為 P4.3)(16) PWM（2通道）/PCA（可編程計數(shù)器陣列，2通道）-也可以用作2路D/A-

30、也可以用來實現(xiàn)2個定時器-也可以用實現(xiàn)2個外部中斷（上升沿中斷/下降沿中斷可單獨或同時支持）(17) A/D轉(zhuǎn)換，10位精度ADC，共8通道，轉(zhuǎn)換速度可達250K/S（每秒25萬次）（18）通用全雙工異步串口（UART），由于STC12系列是高速8051，可以用定時器或PCA軟件實現(xiàn)多串口(19) STC12C5A60S2系列有雙串口，只有帶S2標志后綴的才有雙串口，RxD2/P1.2（可通過寄存器設(shè)置為P4.2），TxD2/P1.3（可設(shè)置為P4.2） 3 通過注冊）(20) 工作溫度范圍：-40 - +85C（工業(yè)級）/ 0 - 75C（商業(yè)級）圖15 STC12C5A60S2 MCU管腳

31、圖引腳說明：1) VCC：電源電壓；2) GND：地；3) P0：P0 端口可用作輸入/輸出端口或地址/數(shù)據(jù)復用總線。 P0口作為輸入/輸出口時，P0為8位雙向口，帶弱上拉電阻，無需外接上拉電阻。 P0作為地址/數(shù)據(jù)復用總線時，為低8位地址線A0A7和數(shù)據(jù)線D0D7。4) P1：標準I/O口。 P1.3和P1.4外部信號捕捉（頻率測量或外部中斷時使用），高速脈沖輸出和脈寬調(diào)制輸出。5）P2.0-P2.7：P2端口上有一個上拉電阻，可以作為輸入/輸出端口，也可以作為高位8位地址總線（A8-A15）。當P2端口作為輸入/輸出端口時，P2為8位準雙向端口。6) P3.0-P3.7：標準 I/O 端口

32、。 P3.4 定時器/計數(shù)器 0 的外部輸入，定時器 0 下降沿中斷。 P3.5 定時器/計數(shù)器 1 的外部輸入，定時器 1 下降沿中斷。7) P4.0-P4.7：標準 I/O 端口。 P4.6 第二個復位功能引腳。 P4.7 復位引腳。8) P5.0-P5.3：標準 I/O 端口。9) XTAL1：外部時鐘電路反相放大器的輸入端，連接到外部晶振的一個引腳。直接使用外部時鐘源時，該引腳為外部時鐘源的輸入。10) XTAL2：外部時鐘電路反相放大器的輸出端，與外部晶振的另一端相連。直接使用外部時鐘源時，該管腳可以懸空，XTAL2實際輸出XTAL1輸入的時鐘。3.3.2復位電路計算機在開始運行時需

33、要進行復位，使系統(tǒng)中的中央處理器CPU等部件處于一定的初始狀態(tài)，并從該狀態(tài)開始工作。微控制器的復位如圖 16 所示：圖16 STC12C5A60S2單片機復位示意圖外部RST引腳復位是從外部對RST引腳施加一定寬度的復位脈沖，從而實現(xiàn)單片機的復位。 P4.7/RST 引腳在出廠時配置為 RST 復位引腳。要將其配置為 I/O 端口，需要在 STC-ISP 編程器中進行設(shè)置。如果 STC-ISP 編程器中沒有將 P4.7/RST 設(shè)置為 I/O 口，則 P4.7/RST 是芯片復位的輸入引腳。將RST復位引腳拉高并保持至少24個時鐘加10us后，單片機將進入復位狀態(tài)。將RST復位引腳拉回低電平后

34、，單片機將結(jié)束復位狀態(tài)，從用戶程序區(qū)的0000H開始正常工作。 .3.3.3 時鐘電路時鐘電路是計算機的心臟，它控制著計算機的工作節(jié)奏。 STC12C5A60S2單片機內(nèi)容的時鐘頻率為12MHZ，因型號而異。 STC12C5A60S2 部分有一個反相放大器。 XTAL1 和 XTAL2 分別是反相放大器的輸入和輸出端。外接時序反饋元件后，形成振蕩器，產(chǎn)生時鐘，送至單片機各部分。電路中電容 C1 和 C2 的典型值通常選擇在 22pf 左右。雖然對外接電容的值沒有嚴格要求，但電容的大小會影響振蕩器的頻率、振蕩器的穩(wěn)定性和啟動的快慢。晶振的振蕩頻率通常在1.2MHZ-12MHZ之間。晶振頻率越高，

35、系統(tǒng)時鐘頻率越高，單片機運行速度越快。反之，如果運行速度快，內(nèi)存的速度也高，對印制板工藝要求也高，即要求線間寄生電容??；電容和晶振應盡量靠近單片機芯片安裝，以減少寄生電容，更好地保證振蕩器穩(wěn)定可靠工作。綜合考慮，本設(shè)計采用22pf電容，其晶振電路圖如圖13所示。圖17 STC12C5A60S2單片機晶振圖3.3.4 顯示電路由于功耗低、體積小、顯示容量豐富、超薄、重量輕等特點，我們選擇了LCD1602液晶顯示器。 LCD1602液晶顯示器。工業(yè)字符LCD，可同時顯示16x02或32個字符。 （16列2行）如圖18所示：圖18 LCD1602顯示注：為方便表述，下文中 1 表示高電平，0 表示低

36、電平。1602液晶也叫1602字符液晶，是專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣液晶模組，由若干個5X7或5X11的點陣字符位組成，每個點陣字符位可以顯示一個字符，每個位之間有一個點間距，每行之間也有一個空格，起到字符間距和行間距的作用。間距的影響，因此它不能很好地顯示圖形（使用自定義 CGRAM，它也不能很好地顯示）。1602LCD表示顯示容量為16X2，即可以顯示兩行，每行有16個字符的LCD模塊（顯示字符和數(shù)字）。其引腳如圖 19 所示：圖 19 LCD1602 顯示引腳引腳定義：1602采用標準16針接口，其中：引腳 1：VSS 為電源地2腳：VCC接5V電源正極3腳：V0為液晶顯示器的

37、對比度調(diào)節(jié)端。接正電源時對比度最弱，電源接地時對比度最高（高對比度會產(chǎn)生“鬼影”，用10K電位器調(diào)節(jié)對比度時）。4腳：RS為寄存器選擇，高電平為1時選擇數(shù)據(jù)寄存器，低電平為0時選擇指令寄存器。5腳：RW為讀寫信號線，高電平（1）時進行讀操作，低電平（0）時進行寫操作。引腳 6：E（或 EN）端為使能端。使用高電平（1）時，讀取信息，發(fā)生負跳變時執(zhí)行指令。引腳 7 到 14：D0 到 D7 是 8 位雙向數(shù)據(jù)終端。第1516腳：空腳或背光供電。 15針背光正極，16針背光負極。單片機和 LCD1602 的接線圖如圖 20 所示。圖20 MCU與LCD接線圖3.3.5 按鍵電路這種設(shè)計配備了報警裝

38、置。試驗臺輸入電壓5-20V，對應轉(zhuǎn)速10-43轉(zhuǎn)。單片機實驗板設(shè)定的初始值為50轉(zhuǎn)。 K1 和 K2 兩個按鈕用于加減初始值。 K1按下時，初始值減1；按下K2時，初始值加1。一旦電機轉(zhuǎn)速超過單片機設(shè)定的警告值，蜂鳴器就會報警。按鍵電路如圖21所示：圖 21 按鍵電路圖3.3.6 報警電路蜂鳴器是一種電子發(fā)聲器，它是一種一體式結(jié)構(gòu)，由直流電壓供電，廣泛用于報警器、電腦、復印機、打印機、汽車電子設(shè)備、電子玩具、定時器、機器等電子產(chǎn)品中作為發(fā)聲裝置。蜂鳴器分為電磁蜂鳴器和壓電蜂鳴器。蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA”表示（舊標準使用“FM”、“LB”、“JD”等）。有源蜂鳴器直接接額定電源（新

39、蜂鳴器標注在標簽上）連續(xù)發(fā)聲；而無源蜂鳴器和電磁揚聲器一樣，需要連接音頻輸出電路才能發(fā)聲。 .有源蜂鳴器和無源蜂鳴器如圖 22 所示：圖 22 有源蜂鳴器和無源蜂鳴器由于蜂鳴器的工作電流一般比較大，不能直接驅(qū)動單片機的I/O口（但是AVR可以驅(qū)動小功率的蜂鳴器），所以需要放大電路來驅(qū)動，一般用三極管放大電流。而已。蜂鳴器驅(qū)動電路一般包括以下幾部分：三極管、蜂鳴器、續(xù)流二極管和電源濾波電容。圖 23 蜂鳴器電路原理圖蜂鳴器的電路原理圖如圖23所示。當流過單片機的電壓足以使基極擊穿時，電流流過基極集電極，蜂鳴器可以報警。其中，二極管的作用是提供續(xù)流，電容的作用是濾波，防止5V電壓大幅度波動。4硬件

40、調(diào)試和軟件設(shè)計4.1 硬件調(diào)試硬件調(diào)試是對測量系統(tǒng)的單片機和液晶顯示電路進行調(diào)試。硬件調(diào)試部分分為上電前調(diào)試和上電后調(diào)試兩部分。上電前調(diào)試：在上電之前，我們必須確保電路中沒有短路或開路。如果發(fā)生短路或斷路，電機轉(zhuǎn)速將無法正常顯示，還會燒毀單片機，破壞整個硬件。這部分調(diào)試使用的主要工具是萬用表，用來檢測電路是否有開路或短路。PCB電路板是根據(jù)PROTEL軟件自動生成的，對PROTEL制作的PCB進行比對，確保與原理圖上的圖相匹配。一致地，對于液晶數(shù)碼管的連接部分，尤其是液晶管腳之間的焊接和排阻，更要注意保證不發(fā)生短路。對照原理圖，用萬用表逐個測量每個焊點，確保焊點沒有短路在一起。同時要注意焊點的

41、美觀，確保沒有開路和短路現(xiàn)象。上電后調(diào)試：上電調(diào)試的目的是檢查電路是否接錯。同時，還要檢查原理是否正確。本設(shè)計中上電調(diào)試主要只有轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的單片機控制部分、數(shù)碼管的照明部分、與上位機通訊的電平轉(zhuǎn)換和串口的硬件調(diào)試。通訊部分。1、單片機控制部分的硬件調(diào)試：這部分調(diào)試主要檢查時鐘電路和復位電路是否連接正確，單片機的電源和地線是否連接好，以及其他一些引腳如何連接.看看單片機上電后能否正常工作。2、數(shù)碼管液晶電路調(diào)試：液晶數(shù)碼管使用的型號是液晶顯示屏1602，其中D0-D7的8個引腳接排除的8個引腳。檢查8個對焊部位是否短路，上電后液晶數(shù)碼管能否正常顯示。4.2 單片機速度程序設(shè)計的思路和過程單片機

42、測量轉(zhuǎn)速，可以分為幾個模塊，然后在主程序中調(diào)用各個模塊。流程圖如圖 24 所示。開開 始返 回初始化顯示程序計算程序圖 24 計算程序流程圖4.2.1 MCU程序設(shè)計思路轉(zhuǎn)速計算公式：n=60/NTc(r/min)其中，N為定時器的計數(shù)值，為三個字節(jié)，分別由TH0、TL0、VTT組成； Tc是時基，因為用的是11.0592M的晶振，所以Tc不是1um，而是12M/11.0592M左右就是1.08um，把上式帶入上式，就可以得到準確的計算公式速度：n=60*11059200/12N=55296000/N然后將55296000轉(zhuǎn)換成二進制，存入單片機的內(nèi)存單元。下面我們將描述如何獲得除數(shù)：單片機測

43、速完成，定時器T0作為部分定時器使用。當外部中斷來臨時，讀取 TH0 和 TL0，同時將 TH0 和 TL0 清零，使定時器可以再次對脈沖進行計數(shù)。另外，在低速的情況下，我們還需要設(shè)置一個軟件計數(shù)器VTT。當外部中斷未到來且定時器溢出，產(chǎn)生定時器0中斷時，增加VTT為三個字節(jié)中的高字節(jié)。三個字節(jié)組成除數(shù)，而上面的常數(shù)是四個字節(jié)，所以計算程序?qū)嶋H上是調(diào)用一個程序，其三個字節(jié)除以四個字節(jié)的商是兩個字節(jié)（最高速度36000r/min就足夠了）。數(shù)碼管要顯示，需要將二進制轉(zhuǎn)十進制，十進制轉(zhuǎn)成未壓縮的BCD碼后，可以調(diào)用查表程序，最后送去顯示。4.3 子程序設(shè)計4.3.1 MCU速度計算程序因為本次設(shè)計

44、的系統(tǒng)功能是將霍爾傳感器的信號致到單片機的外部中斷端口，然后對周期方波進行計數(shù)，調(diào)用計算程序測速?？梢哉f是核心部分，流程圖如圖25所示：開開 始返 回被除數(shù)初始化調(diào)用除法程序讀取定時值圖 25 計算程序流程圖4.3.2 二十進制轉(zhuǎn)換程序計算程序計算出來的數(shù)據(jù)是二進制的，以50H和51H為單位存儲起來，這樣就可以通過調(diào)用程序把數(shù)據(jù)傳給計算機，計算機就可以識別二進制了。但是，我們需要將其顯示在 LED 上。所以二進制必須先轉(zhuǎn)換成BCD才能拆分。這里介紹將（R2R3）中的16位二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為壓縮的BCD碼十進制整數(shù)，致到R4、R5、R6。除除 法移位次數(shù)計數(shù)器上商1，減去除數(shù)被除數(shù)左移一位上商0計數(shù)

45、器減1計數(shù)器=0？被除數(shù)除數(shù)YNNY返 回圖 26 除法程序流程圖4.3.3 顯示程序微控制器的顯示部分可用于顯示計算的數(shù)據(jù)。在程序設(shè)計中，STC12C5A60S2RAM內(nèi)存中的四個顯示緩沖單元30H-34H分別存儲由計算得到的轉(zhuǎn)速的BCD碼分割出來的未壓縮BCD碼數(shù)據(jù)，STC12C5A60S2的P1端口掃描輸出?？偸侵挥幸晃坏碗娖胶推渌桓唠娖健?STC12C5A60S2的P0口對應位的顯示數(shù)據(jù)的段數(shù)據(jù)使該位顯示一個字符，它們是暗的，P1口的輸出變?yōu)榈臀缓透呶?，P0口輸出相應的段數(shù)據(jù)，4位LED顯示屏顯示由緩沖區(qū)中的顯示數(shù)據(jù)確定的字符。顯示部分程序分為兩部分：十進制BCD轉(zhuǎn)換為未壓縮的BCD

46、碼；查表程序顯示數(shù)據(jù)。雙字節(jié)整數(shù)拆分程序流程圖如圖27所示。開開 始返 回高字節(jié)R4送30HR5與0F0H相與交換后送31HR6與0F0H相與交換后送33HR5與0FH相與后送32HR6與0FH相與后送34H圖 27 雙字節(jié)整數(shù)拆分程序流程圖顯示程序流程圖如圖28所示：結(jié)結(jié) 束開 始INC R0 ，A=（R1）（R1）=P1，（R1）=A，RL AA+DPTR賦值給P0（R0）賦值給A30HR0，表首地址DPTR，（R1）= 0FEH（R1）=0DFH？NY圖 28 顯示程序流程圖 HYPERLINK l _Toc264922150 5 測速系統(tǒng)的速度分析測速系統(tǒng)的設(shè)計采用M法測量電機的轉(zhuǎn)速。

47、硬件電路比較簡單，具有可靠性高、精度高的特點。下面分析適用于這種測量方法的速度測量范圍，可以通過設(shè)置和選擇本設(shè)計中的磁電傳感器來控制測量精度。5.1 速度測量在軟件設(shè)計中，使用的門控時間為1s，T0的最大計數(shù)值為65536。因此，最大計數(shù)應不超過65535，單位為ls，這樣才能計算出最大計數(shù)頻率L。設(shè)計頻率為 f，其周期為 l/f。統(tǒng)計65535條數(shù)據(jù)時，所用時間為：T=65535*1/f(1)根據(jù)上述要求：當T=1s時，為最大值，即：L=65535*l/f所以f=65535( Hz )(2)設(shè)計實施時，采用12磁鋼轉(zhuǎn)盤，即軸每轉(zhuǎn)12個脈沖，因此，軸的實際輸出頻率為：f=65535/12=54

48、60（赫茲），換算成速度：n=f*60=327600(r/min)(3) 用這種方法可以測量的轉(zhuǎn)速很高。如果這樣的速度還不能滿足要求，也可以采用軟件計數(shù)器的方式進一步擴大其上限。這樣，上限只取決于定時器/計數(shù)器的最大內(nèi)容輸入頻率，使用的是11.0592MHZ晶振。最高內(nèi)容頻率可達500KHZ左右?？紤]到被測物體的特性，可以認為M法的上限足以進行測量。這種測速方法的下限理論上也可以很低，但是當速度低到一定程度時，誤差就已經(jīng)很大了。因此，測速下限與內(nèi)容的測量誤差有關(guān)。5.2 測量誤差由速度公式給出：n=m 1為一個脈沖，轉(zhuǎn)速變化：n= n+ n (5-1)其相對誤差為：(5-2)(5-3)(5-4

49、)-相對誤差n-加脈沖后的速度值n 速度誤差由式 5-4 可知：這里T=1s，P=12，如果我們設(shè)置： =0.1%，那么可以計算出當n=60/0.012=5000時，可以滿足這個要求，當n小于5000時，誤差會超過內(nèi)容范圍。在實際測量工作中，如果測量范圍超出這個范圍，可以加一個軟件計數(shù)器，編寫T0的中斷程序，在中斷程序中給軟件計數(shù)器加1，這樣計數(shù)范圍就可以擴大256次。除了被測量的一些系數(shù)（如碼點數(shù)）會影響系統(tǒng)的測量外，閘門時間也是一個重要因素。該程序僅提供固定的門限時間 ls。 ，靈活選擇閘門時間，兼顧動態(tài)、性能等方面的要求，以達到最佳效果。從上面的分析可以看出，使用M法測速，電路和程序都比

50、較簡單，而且在一定條件下可以滿足精度要求。當然，如果你想做一個全尺寸的專用轉(zhuǎn)速表，這樣的電路還不能完全滿足需要。這時候就必須使用其他一些方法了。5.3 測量分析測試臺的安裝如圖29所示：圖29 實驗臺安裝示意圖試驗臺的安裝：先拆下支架，將磁電傳感器安裝在支架上，磁電傳感器的探頭朝下，使探頭與轉(zhuǎn)盤上的磁鋼相對，當轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動時，探頭可以測量磁體的運行情況鋼根據(jù)安裝圖，實驗架接入5-20V可控電壓。當輸入電壓不同時，電機的轉(zhuǎn)速也不同。微控制器的安裝如圖所示。單片機上有四根引出線，其中兩根是電源線，接測試臺的5V電壓；另外兩條紅線和黑線連接到磁電傳感器對應的紅線和黑線。作用是將磁電傳感器采集的電壓信號通

51、過放大整形電路輸入單片機。磁電傳感器采集到的信號通過放大整形電路送入單片機，STC12C5A60S2單片機對整形方波的脈沖數(shù)進行計數(shù)，再通過計算公式，LCD液晶顯示顯示電機的速度。根據(jù)實驗室固有的磁電傳感器和設(shè)計的電機轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)方案，我們可以測量輸入電壓與轉(zhuǎn)速的關(guān)系，如表1所示：表1 電壓與速度關(guān)系對應表電壓V68101214161820轉(zhuǎn)/秒1015二十一2631364043輸入電壓與電機轉(zhuǎn)速如圖30所示，基本成正比。圖 30 電壓與速度的關(guān)系5.4 故障分析及解決方案發(fā)生故障：1）單片機的中斷服務程序無法執(zhí)行，無論是定時中斷還是外部中斷；2）低速中斷執(zhí)行，即軟件計數(shù)功能不正確；3) 測得

52、的轉(zhuǎn)速不準確，波形頻率變化時顯示的轉(zhuǎn)速不變化4）單片機顯示部分不能工作，顯示不穩(wěn)定；5）信號發(fā)生器模擬測速正確，電機不穩(wěn)定解決方案：（1）首先查看程序的開頭，中斷入口地址，發(fā)現(xiàn)中斷時序0的地址寫成中斷時序1的入口地址。沒有添加中斷信號。在前面的方案還沒有解決的時候，我們暫時用信號發(fā)生器代替外部中斷9的輸入。由于看不到中斷是否執(zhí)行，所以可以使用設(shè)置中斷點的方法，或者使用示波器重新啟動中斷服務程序。編寫一些程序，觀察單片機某個輸出端口的波形變換或在中斷程序中讓數(shù)碼管點亮，檢查中斷的執(zhí)行情況；(2)中斷服務程序中的程序設(shè)計有問題。需要先讀取反映速度的 TH0 和 TL0，然后將其清為 0。軟件計數(shù)的

53、高字節(jié) VTT 應在定時器中斷 0 的服務程序中同時遞增。清除TH0、TL0，在外部中斷程序中，讀取三字節(jié)計數(shù)器值后，同時清除三個計數(shù)器，然后從中斷中返回；(3)在確定轉(zhuǎn)速計算程序正確的情況下，轉(zhuǎn)速不準確，即調(diào)用轉(zhuǎn)換程序時出現(xiàn)問題。觀察程序，發(fā)現(xiàn)調(diào)用子程序的傳參錯誤，出現(xiàn)在使用寄存器R時。這消除了重復并導致轉(zhuǎn)換過程中的混亂。當波形頻率發(fā)生變化而轉(zhuǎn)速不變時，由于調(diào)用顯示程序時，調(diào)用后顯示無限循環(huán)，無法及時進行計算。(4)由于顯示部分的程序是動態(tài)顯示，是逐位顯示，位選擇信號有問題，向左移動時出現(xiàn)問題，要匹配顯示字體后調(diào)用的延遲時間。不合理導致顯示不穩(wěn)定和閃爍。將時間更改為大約 1 毫秒幾乎是正確的

54、。(5)后來信號發(fā)生器接正弦波時，會出現(xiàn)跳變不穩(wěn)的現(xiàn)象，因此可以推斷傳感器輸入的信號不是理想的方波，電平值不大夠了，所以在磁電傳感器的信號輸出端接了一個濾波電容和一個10K的上拉電阻來解決這個問題。參考1 Li Cheng, Fu Yonghua . Performance and application of magnetoresistive sensing elements J . Sensor Technology , 1987 , 212 Huiyu , Ma Shubing , Luo Youquan , Mingcheng , Zhichao . Magnetoresistive

55、sensor and its application J . Physics , 1994 , 103 海平.自動平衡機差動磁電速度傳感器研究 D .大學, 20114 燕菜.磁電傳感器在測速中的應用J .工業(yè)儀表及自動化裝置, 1986 , 65 于炳良.電機測速方法研究J 科學, 2005 , 56 魏鵬，黨群，王天鵬。基于單片機的無線電機測速系統(tǒng)J .航空 技術(shù) 學院學報, 2009 , 17 周紅軍.實驗室電機測速監(jiān)測報警系統(tǒng)設(shè)計J .中國科學院學報（自然科學版） , 2007 , 18 魏峰.基于虛擬儀器技術(shù)的異步電機工況測試系統(tǒng)開發(fā)D .大學, 20039 康尼切女士，郭毅峰。基于

56、微控制器的電機驅(qū)動系統(tǒng)實時速度測量J.微機應用雜志，1995 年 1 月，第 18 卷，第 1 期：39-53 10 Ruddy 。范雅，傳感技術(shù)與實驗M .：清華大學， 200511 永盛電腦元件（香港）有限公司.wingshing。12 國信微電子. STC12C5A60S2 系列單片機指南J/OL 。 2011.單片機。13 F. Burger, P.-A.貝斯，RS波波維奇。用于三相無刷電機控制的新型單片霍爾傳感器J.傳感器和執(zhí)行器 A：物理，2000 年，第 81 卷，第 1-3 期：320-32314 余大和，尹正中。一種模態(tài)傳感器集成圓柱形楔形波超聲波電機。傳感器和執(zhí)行器 A：物

57、理，2012，Vol.174:144-15415 李.基于單片機的直流電機調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計D .：科學技術(shù)研究所， 200916 徐愛軍.智能測控儀原理與設(shè)計：航空航天大學， 199517 Schroeder , ME Wolman , RL Wetterneck , TB Carayon , P. 管道靜脈錯誤負荷內(nèi)容使用智能輸液泵進行自由流動事件J 。麻醉學。 2006年18 王志平.基于89C51的轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)設(shè)計D.：東南大學。 2005年19 澤立.路橋監(jiān)控信息采集系統(tǒng)的研究與設(shè)計D .：大學， 201220 永良.電動嬰兒車測速系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)D .大學, 2010至時光荏苒，白馬擦肩

58、而過。轉(zhuǎn)眼，畢業(yè)設(shè)計就要結(jié)束了，在此感謝我的導師云峰。這個畢業(yè)設(shè)計是在我的導師云峰的悉心指導和親切關(guān)懷下完成的。感覺老師幫我搜集文獻，理清設(shè)計思路，改進操作方法，對我的設(shè)計提出切實有效的改進。程序。在我的畢業(yè)設(shè)計中，云峰老師深厚的學術(shù)功底、嚴謹?shù)目茖W態(tài)度、豐富的實踐經(jīng)驗和精益求精的工作作風深深地影響了我，對我的學習、工作和生活給予了很大的支持。對我有很大的幫助，極大地提高了我的學習和工作，也為我以后的學習和研究奠定了更加堅實的基礎(chǔ)。作為本科畢業(yè)項目，由于經(jīng)驗不足，難免有很多不為人知的地方。沒有導師的監(jiān)督和指導，完成這個設(shè)計是不可想象的。在此向老師表示衷心的感謝和崇高的敬意。同時，我也覺得在設(shè)計

59、方案之初，對方案設(shè)計提出寶貴意見的王琦，以及王琦寬廣的思路和對硬件的熟練程度，決定了我設(shè)計的成敗。一定程度上。另外非常感謝王子涵對電路板焊接的指導，協(xié)助我檢查電路板的焊接情況，找出液晶顯示屏的焊接錯誤和電阻排除。王子涵對如何辨別以及如何焊接和排除電阻有著深刻的理解。他非常感謝他在電路板焊接方面的幫助。還要感謝同學們四年來對我的關(guān)心和支持，也感謝老師們在我學習期間對我的嚴格要求。同時，也想感受一下朋友們的熱心幫助。沒有你們的關(guān)心和支持，我的畢業(yè)設(shè)計不可能這么快完成！這幾個月是我學生生活中最寶貴的時間，也將是我以后的美好回憶。有嚴謹善良的老師，也有互相幫助的同學。 ，更加和諧融洽的學習生活氛圍，這

60、將是我一直向往的地方。值此畢業(yè)論文之際，謹向大家致以最誠摯的祝愿，愿我們今后越來越好。附錄 A附錄 B附錄 C/#include #include “main.h”#include 1602.h/#包括“PCA.h”#define DELAY854US delayhw(21)#define DELAY934US delayhw(23)#define DELAY1014US delayhw(25)#define DELAY2414US delayhw(60)#define uchar無符號字符#define uint無符號整數(shù)/#define STC12C5201AD /如果退出，PCA輸出默認