光电传感器的测速 - 图文(5)

2019-08-03 10:10

系统结合Keil uVersion3.0和伟福进行编译,通过Proteus来仿真。

5.1.1 程序编译

与以往的80C51单片机不同,AT89S52具有在线调试和下载功能,它由支持AT89S52的开发工具包Keil uVersion2.0开发系统来提供。也就是说,在用户系统保留AT89S52的情况下,通过开发系统与AT89S52的串行接口通信,直接对用户系统进行调试,并在调试完成后将调试好的程序下载到AT89S52中。Keil uVersion3.0开发系统提供四项功能:编译、下载、调试和模拟,分别由Keil uVersion2.0提供的编译器、在线串行下载器、调试器和模拟器来实现。Keil uVersion2.0编译器可在Windows操作系统下直接使用,编译C语言源程序,并生成16进制文件和列表文件。调试器采用Windows系统,允许用户使用AT89S52的UART串行接口在芯片上调试代码执行。在典型调试对话中,调试器提供对片内所有外围设备的访问、单步和设置断点的代码执行控制方式。模拟器采用Windows系统,能完全模拟AT89S52的所有功能。模拟器使用简单,结合了许多标准调试特征,包括多断点、单步以及代码执行跟踪等能力。

同样伟福仿真器是国内较好的仿真器之一,它能够仿真的CPU品种多、功能强。通过更换仿真头POD,可以对不同的CPU进行仿真。可仿真51系列,196系列,PIC系列,飞利蒲公司的552、LPC764、DALLAS320,华邦438等51增强型CPU。由于伟福编译过程没有Keil uVersion2.0那么繁琐,能对程序进行直接编译,省去了建立和设置工程等步骤,使用方便、快捷。所以本设计以Keil uVersion2.0为基础,运用伟福来编译程序。

5.1.2 电路仿真

仿真部分运用Proteus仿真软件来实现,Proteus 软件是一款强大的单片机仿真软件,它除了具有和其他工具一样的原理编辑、印制电路板(PCB)自动或人工布线及电路仿真外,最大的特色是其电路仿真是交互的、可视化的。对于单片机学习和开发帮助极大。Proteus ISIS 是英国Lab center 公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows操作系统上,可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和数字集成电路,包括单片机。

通过Proteus可以绘制硬件原理图,并设置元件参数;为单片机及其程序以及外部接口电路的仿真提供可能,验证设计的可行性与合理性;还可以为连接实际的硬件电路做好准备;如有必要时,可以利用它来设计电路板。

5.2 电路调试

通过叶片在对射式传感器间转动,得到光电开关产生脉冲信号,再经过脉冲信号处理电路,输入单片机的T1外部脉冲计数口(即P3.5口),由单片机处理得出转速后,连接4连1602LCD液晶显示屏显示转速。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1602LCD液晶显示屏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

21

进行计数和计算,就可获得转速的信息,实物图如下。

图17 实物图

图17中1602LCD液晶显示屏上有两组数字,上排为转速,如图7n/s,下排为预设值,如图是8/s,如转速小于预设值,则蜂鸣器不会报警,反正成立,如图18

图18 实物图

22

图19实物图

6 小结

本设计采用光电开关测速法,利用对射式光电开关采集转速信号,通过信号处理电路得到适合的脉冲后,输入单片机进行处理、计算,得出实际的转速值,辅以1602LCD液晶显示屏显示。此系统实现了设计的要求:

(1)光电开关与电机转换平台简单适用

23

(2)采集电路能实时采集转速信息

(3)单片机处理系统运算快速简单,程序可读性强,条理分明,能形成独立模块以便于其他类似系统的计算

(4)1602LCD液晶显示屏为主体的人机界面能准确显示速度值 本设计存在的问题:

(1)系统选择位数最多的定时/计数器工作方式1(为16位),但仍有其局限性。此计数器的最大计数脉冲数为63336(2),若每秒钟计算一次,则当1秒内外部脉冲的输入数超过65536个时,计数器会溢出,从而产生中断,使得测出的转速值小于实际的转速值。根据转速计算方法(若转盘齿数为10),Vmax=65536*60s/(10*1)=39321r/min,所以本系统不能测量范围不能超过此值。

(2)通过T1计数时,单片机每读取一个脉冲至少需要3个机器周期的时间来完成。本系统采用的晶振为12MHz,所以一个机器周期Tcy=12/f=1us。若要使单片机准确读取外部脉冲,则脉冲的输入周期不能超过3us。如此可计算(转盘齿数为10),系统能测量的转速需低于:Vmax=60s/(3us*10)=6000000r/min。

(3)此外,光电开关的反应速度也会对转速测量值的大小产生影响。若转速过快,则光电开关来不及处理,这样会造成测速不准,甚至测不出数值。

针对存在的问题,可以采取以下方法改进:

(1)采用时钟频率更高、定时/计数器位数更多的单片机来处理脉冲,现某些高速单片机可达到40MHz的处理速度,可以大大提高测速范围。

(2)应用反应速度更快的传感器来做光电开关。现在高速光电开关的响应速度可达到0.1ms,每分钟可进行30万次检测操作,这样就能检出高速转动的微小物体。

综上所述,在测速过程中,虽然由于硬件的缘故,未能实现对高速的测量,但本装置结构简单、实用,在降低测速器成本,提高测速稳定性及可靠性等方面有一定价值,而且可以达到一般工业测速的测量标准,具有广泛的前景。

16

24

附录1 原理图

25


光电传感器的测速 - 图文(5).doc 将本文的Word文档下载到电脑 下载失败或者文档不完整,请联系客服人员解决!

下一篇:2013级水工专业《土力学》自学周历、测验 - 图文

相关阅读
本类排行
× 注册会员免费下载(下载后可以自由复制和排版)

马上注册会员

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信: QQ: