基于-单片机光电开关转速测量装置设计.doc

- -毕业论文设计材料题 目：基于单片机的光电开关的转速测量装置设计学生：共产党学生学号： 079060742 系 别： 电气信息工程学院 专 业： 自动化届 别： 2021届指导教师： 国民党填写说明1、本材料包括师学院本科毕业论文设计任务书、开题报告以及毕业论文设计评审表三局部容。2、本材料填写顺序依次为：1指导教师下达毕业论文设计任务书；2学生根据毕业论文设计任务书的要求，在文献查阅的根底上撰写开题报告，送交指导教师审阅并签字认可；3毕业论文设计工作后期，学生填写毕业论文设计主要容，连同毕业论文设计全文一并送交指导教师审阅，指导教师根据学生实际完成的论文设计质量进展评价；4指导教师将此表连同学生毕业论文设计全文一并送交评阅教师评阅。3、指导教师、评阅教师对学生毕业论文设计的成绩评定均采用百分制。4、毕业论文设计辩论记录不包括在此表中。一、毕业论文设计任务书要求完成的主要任务及到达的目标论文设计的主要任务：1. 给出单片机的光电开关的转速测量装置的总体方案设计。2. 选择传感器，将选择的传感器与A/D转换芯片相连，并通过单片机采集其数据。3. 设计显示模块：由led显示当前转速值，画出电路方框图，表达主要模块的功能及他们之间的控制关系。4. 绘制软件流程图，并对软件进展调试。5. 利用protel进展原理图绘制，并利用Proteus进展仿真。论文设计到达的目标：1. 通过本设计注重培养学生综合运用所学的根底理论、根本知识、根本技能进展分析和解决实际问题的能力。2. 熟悉和掌握单片机的构造和工作原理。3. 通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。4. 通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，为今后从事相关工作打下根底。工作进度要求12011/11/01-2011/11/18：毕业论文选题，审题；22011/11/19-2011/12/15：查阅并整理资料，完成开题报告初稿；32011/12/15-2011/12/31：修改开题报告，定稿后按统一表格打印并上交；42012/01/01-2012/04/15：根据自己掌握的知识完成论文初稿，并按师学院毕业论文格式进展排版；52012/04/16-2012/05/16：学生在教师指导下修改、完善毕业论文设计，并将定稿后的论文设计按统一格式打印；62012/05/17-2012/05/27：完成论文辩论；指导教师签名： 年 月 日二、毕业论文设计开题报告课题研究目的在工程实际应用中，经常遇到各种需要测量转速的场合，如机床主轴、发动机、电动机、卷扬机等旋转设备的测试、运转和控制中，测速环境和精度要求不同，相应的测量方法也不同。对某一些问题，转速测量的准确度要求不高；而对另一些问题，除了要求能准确的测得转速外，还要保证测量实时性，要求能测得瞬时转速。转速是电动机极为重要的一个状态参数，其测量精度将直接影响电动机其他参数的特性的测试以及故障检测与诊断的准确性。因此，转速的测量具有重要的意义。本文提出了一种新的数字式转速测量法，基于AT89C51单片机，利用红外线检测传感器装置实现脉冲的采集。通过定时计数算法程序，将转速结果用LED显示出来。可以直接对测试的各种参数进展调整，而不用去修改程序。这次设计容包含知识全面，对传感器测量发电机转速的不同的方法及原理设计有较多介绍，在测量系统中能学到关于测量转速的传感器采样问题，单片机局部的容，显示局部等各个模块的通信和协调。全面了解单片机和信号放大的具体容。进一步锻炼我们在信号采集、处理、显示方面的实际工作能力。课题研究方案1.论文设计方案1) 2021/01/012021/01/10: 搜集参考资料，研究毕业设计课题，熟悉设计容2) 2021/01/102021/01/20：进展方案论证并确定最终的设计方案3) 2021/01/20-2012/04/15：根据自己掌握的知识完成论文初稿，并按师学院毕业论文格式进展排版4) 2012/04/16-2012/05/16：在教师指导下修改、完善毕业论文设计，并将定稿后的论文设计按统一格式打印2.论文提纲设计方案第1章绪论1.1 转速测量系统的开展背景1.2当前开展状况1.3系统研究的容及其组成第2章转速测量系统设计原理2.1 AT89C51单片机介绍2.1.1单片机构造 2.1.2单片机的引脚及其功能 2.1.3单片机存储器2.1.4单片机时钟电路与时序2.1.5中断控制器2.2 光电传感器2.2.1 光电传感器的工作原理2.2.2 光电传感器的构造形式与类型2.2.3光电传感器的应用第3章硬件系统设计3.1 测速信号采集及其处理3.2 单片机处理电路设计3.3 显示局部设计第4章软件设计4.1程序设计流程图4.2程序代码第5章系统仿真5.1 系统仿真 总结与展望 参考文献致本课题研究现状需附适量参考文献1.光电开关的应用特点和研究状况1光电传感器应用特点：光电式传感器是将光信号转化为电信号的传感器，具有非接触、高精度、反响快，可靠性好、分辨率高等特点。因此,光电式传感器在检测和控制领域中应用非常广泛。常用的光电传感器有光敏电阻、光电池、光敏二极管、光敏三极管等。利用这些传感器各自的特点加上巧妙的设计,光电传感器几乎被应用于生活的各个方面。2光电传感器研究状况:(1)检测距离长。如果在对射型中保存10m以上的检测距离等,便能实现其他检测手段(磁性、超声波等)无法离检测。(2)对检测物体的限制很少 。由于以检测物体引起的遮光和反射为检测原理,所以不像接近传感器等将检测物体限定在金属,它可对玻璃.塑料.木材.液体等几乎所有物体进展检测。(3)响应时间短。光本身为高速,并且传感器的电路都由电子零件构成,所以不包含机械性工作时间,响应时间非常短。 (4)分辨率高。能通过高级设计技术使投光光束集中在小光点,或通过构成特殊的受光光学系统,来实现高分辨率。也可进展微小物体的检测和高精度的位置检测。(5)可实现非接触的检测。可以无须机械性地接触检测物体实现检测,因此不会对检测物体和传感器造成损伤。因此,传感器能长期使用。(6)可实现颜色判别。通过检测物体形成的光的反射率和吸收率根据被投光的光线波长和检测物体的颜色组合而有所差异。利用这种性质,可对检测物体的颜色进展检测。(7)便于调整。在投射可视光的类型中,投光光束是眼睛可见的,便于对检测物体的位置进展调整。 2.AT89C51单片机的性能介绍及其应用状况1AT89C51介绍：AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。它有40个管脚，分成两排，每一排各有20个脚，其中左下角标有箭头的为第1脚，然后按逆时针方向依次为第2脚、第3脚第40脚。在40个管脚中，其中有32个脚可用于各种控制，比方控制小灯的亮与灭、控制电机的正转与反转、控制电梯的升与降等，这32个脚叫做单片机的“端口，在单片机技术中，每个端口都有一个特定的名字，比方第一脚的那个端口叫做“P10。2AT89C51应用状况：随着超大规模集成电路技术提高，尤其是单片机应用技术以及功能强大，价格低廉的显著特点，使全数字化测量转速系统得到广泛应用。出于单片机在测量转速方面具有体积小、性能强、本钱低的特点，越来越受到企业用户的青睐。对测量转速系统的硬件和编程进展研究，本文介绍了一种基于AT89C51单片机的光电开关转速测量系统的设计。经过仿真测试和软硬件系统的搭建，本系统满足设计要求，且构造简单、实用。系统在降低测速器本钱，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。3.本系统设计的根本容本设计针对电机的转速进展测量以单片机为核心对光电开关产生的数字信号进展运算，从而测得电机的转速，然后用LED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速换成0,1的数字量，只要转轴每旋转一周，产生一个或者固定多个脉冲，并将脉冲送入单片机中进展计数和计算，就可得到转速的信息。如图1。直流电机转动系统光电传感器信号采集及其处理LED显示电路AT89C51单片机处理电路图1主要参考文献：1郭爱芳，王恒迪。传感器原理及应用M. 电子科技大学，20072侯玉宝，忠平，成群。基于proteus的51系列单片机设计与仿真M.电子工业，20073卿太泉，郭明琼。最新传感器选用手册M.中国电力，20214余永权，ATMEL89系列单片机应用技术M.航空航天大学，20035X煜明，燕. 单片机原理及接口技术M.：电子工业，20056兰吉昌.51单片机应用设计百例M.化学工业，20217照章，朱湘临.光电测速传感器及其信号调理电路J.传感技术.20028王福瑞单片微机测控系统设计大全M航空航天大学，19999余永权，汪明慧，黄英单片机在控制系统中的应用M电子工业，200310王晓明.电动机的单片机控制M.航空航天大学，200211刚，林凌.新概念单片机教程M.XX大学，200712毅刚.单片机原理及应用M.高等教育，200313雷思孝，育长单片机系统设计及工程应用M.电子科技大学14广弟，朱月秀.单片机根底M(第二版).航空航天大学，200115中国计量.新编电子电路大全第二卷通用模拟电路M.计量，200116雷玉堂.光电检测技术第2版M.中国计量，202117郭培源，付扬.光电检测技术与应用M.航空航天大学出版，200618马忠梅，籍顺心等单片机的C语言应用程序设计(第4版)M.航天航空大学，200719王福瑞单片微机测控系统设计大全M航空航天大学，199920勇电机拖动与控制M机械工业，200121Burr-Brown Application Handbook (1994), USA22Data Transmission Design Seminar(1998), Reference Manual, TexasInstruments, USA学生签名： 年 月 日指导教师意见指导教师签字：年 月 日三、毕业论文设计评审表毕业论文设计主要容指导教师评语成绩评定指导教师签字：年 月 日评阅教师评语成绩评定评阅教师签字：年 月 日系论文工作小组意见成绩评定系主任签字盖章：年 月 日- word.zl