基于AT89S52单片机的光电开关测速系统设计

长沙学院CHANGSHAUNIVERSITY毕业设计（论文）资料设计（论文）题目：基于AT89S52单片机的光电开关测速系统设计系部：电子与通信工程系专业：应用物理学学生姓名：朱思班级：一班学号2006041109指导教师姓名：刘安玲职称教授袁媛职称助教最终评定成绩长沙学院教务处二○○七年十月制目录第一部分设计说明书一、设计说明书第二部分外文资料翻译一、外文资料原文二、外文资料翻译第三部分过程管理资料一、毕业设计（论文）课题任务书二、本科毕业设计（论文）开题报告三、本科毕业设计（论文）中期报告四、毕业设计（论文）指导教师评阅表五、毕业设计（论文）评阅教师评阅表六、毕业设计（论文）答辩评审表2010届本科生毕业设计（论文）资料第一部分设计说明书（2010届）本科生毕业设计说明书基于AT89S52单片机的光电开关测速系统设计系部：电子与通信工程系专业：应用物理学学生姓名：朱思班级：一班学号2006041109指导教师姓名：刘安玲职称教授袁媛职称助教最终评定成绩2010年5月长沙学院本科生毕业设计基于AT89S52单片机的光电开关测速系统设计系（部）：电子与通信工程系专业：应用物理学号：2006041109学生姓名：朱思指导教师：刘安玲教授袁媛助教2010年5月长沙学院毕业设计（论文）I摘要转速是各类电机运行过程中的一个重要监测量，目前国内外常用的转速测量方法有离心式转速表测速法、闪光测速法、光电码盘测速法和霍尔元件测速法等。通过对现行电机测速方法的研究发现离心式转速表由于要直接与电机转轴连接，且测速仪为电机的负载，电机功耗较大，甚至有些电机根本带不动转速表，所以在电机的测速中使用受到限制。本文介绍了一种基于AT89S52单片机的光电开关转速测量系统的设计。系统采用对射式光电开关产生与齿轮相对应的脉冲信号，使用AT89S52单片机采样脉冲信号并计算每分钟内脉冲信号的数目，即电机对应的转速值，最终系统通过数码管实时显示电机的转速值。经过仿真测试和软硬件系统的搭建，本系统满足设计要求，且结构简单、实用。系统在降低测速器成本，提高测速稳定性及可靠性等方面有一定价值，具有广泛的应用前景。关键词：转速测量，单片机，光电开关长沙学院毕业设计（论文）IIABSTRACTRotationalSpeedisanimportantparameterformotor.Nowadays,thecentrifugaltachometer,flashlight，opticalelectricalencoder,Hallsensorareusedinrev-measuring.Throughtheresearchintotheexistingmeasuringmethods,itisfoundthatthemicromotorsconsumptstoomuchpowerandevensomeofthemcannotrunthetachometerbyusingthecentrifugaltachometerwhichattachedtothemotordirectly.Soitislimitedintheuseofrev-measuringofmotor.AphotoelectricswitchspeedmeasuringsystemwhichbasedontheMCUofAT89S52wasdesignedinthispaper.Theopposite-typephotoelectricswitcheswereusedtogeneratepulsesignalcorrespondingtothegears.TheAT89S52wasusedtosamplethepulsesignalandcalculatetheamountofthepulsesignalperminutewhichisthevalueofthemotorspeed.Thevalueofthemotorwillbedisplayedreal-timebynumericalcodetubes.Throughthesimulationtest,thehardwareandthesoftwareimplementing,thesystemmeetsthedesigndemands.It'ssimpleandpractical.Itwillhaveabroadprospectsbecauseofreducingthecostofthespeeddetectorandimprovingthestabilityandreliabilityofmeasurement.Keywords:SpeedMeasurement,SCM,Photoelectricswitch长沙学院毕业设计（论文）III目录摘要.........................................................IABSTRACT......................................................II第1章绪论...................................................11.1课题背景................................................11.2国内外发展情况..........................................11.3系统研究的内容及其组成..................................2第2章系统设计原理...........................................42.1AT89S52单片机介绍......................................42.1.1主要性能...........................................42.1.2引脚功能...........................................52.1.3定时/计数器的结构..................................72.1.4定时/计数器的控制..................................72.1.5中断控制...........................................92.2光电传感器..............................................92.2.1光电开关的工作原理.................................92.2.2光电开关的分类....................................102.2.3光电开关的特点....................................102.3LED显示接口技术.......................................112.3.1LED显示器的结构..................................112.3.2数码管的显示方式及其特点..........................12长沙学院毕业设计（论文）IV第3章硬件系统设计..........................................133.1测速信号采集及其处理...................................143.1.1转速测量原理......................................143.1.2检测装置安装......................................143.1.3信号处理电路......................................153.2单片机处理电路设计.....................................163.2.1时钟电路..........................................163.2.1复位电路..........................................173.2.1定时与计数设计....................................183.3显示部分...............................................19第4章软件设计..............................................214.1语言的选用.............................................214.2程序设计流程图.........................................214.3原程序代码.............................................24第5章系统仿真与电路实现.....................................285.1系统仿真...............................................285.1.1程序编译..........................................285.1.2电路仿真..........................................285.2电路实现...............................................29结论........................................................31参考文献......................................................32长沙学院毕业设计（论文）V致谢........................................................33长沙学院毕业设计（论文）1第1章绪论1.1课题背景电机作为一种量大面广的产品，广泛应用于国民经济的各个行业中。而电机的生产王国正在由日本转移到中国，尤其是浙江温州和广东珠三角地区。广东省佛山市顺德区就有大大小小的电机生产厂家上百家，每年生产上亿台电机，同时顺德有许多家电生产厂家，家电中也要大量用到电机，不管是电机生产厂家，还是将电机作为它们的产品中的零部件的厂家，要将它们的产品打到国际市场上，迫切需要IS09002认证，IS09002要求生产产品所用的零部件以及最终的产品都要经过本单位的质量检测，也就是说，在顺德，每年要检测几亿个电机，对电机的测试仪的需求非常迫切。电机测试的参数主要有：效率、功率因数、定子输入电流、转矩、转速等，本课题主要研究转速的测量。1.2国内外发展情况转速是各类电机运行中的一个重要物理量，如何准确、快速而又方便地测量电机转速，极为重要。目前国内外常用的转速测量方法有离心式转速表测速法、测速发电机测速法、闪光测速法、光电码盘测速法和霍尔元件测速法[1]。(1)离心式转速表测速法离心式转速表是利用离心原理制成的测速仪表，可以直接读出转速。测转速时，转速表的端头要插入电机转轴的中心孔内，插入前，应注意清除中心孔中的油污，并使转速表的轴与电机的轴保持同心，不可上下左右偏斜，否则易将表轴扭坏，并影响准确读数，而且转速表要间歇使用，以减少磨损和发热。如果要改变量程，还要将转速表取出停转后再改变量程[2]。(2)测速发电机测速法测速发电机测转速时，测速发电机连接到被测电机的轴端，将被测电机的机械转速变换为电压信号输出E=CeFn，在输出端接一个刻度以转速为单位的电压表，即可读出转速[3]。(3)闪光测速法闪光测速法是利用可调脉冲频率的专用电源