智能轉(zhuǎn)速測量器利用紅外線測量轉(zhuǎn)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

1 智能轉(zhuǎn)速測量器利用紅外線測量轉(zhuǎn)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 第 1 章 緒 論 課題 設(shè)計(jì)的 背景 和意義 在 我們的 工程實(shí)踐中 和日常生活中 ,時(shí)常會(huì)見到 到各種需要測量轉(zhuǎn)速的 地方 , 比如 在電動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)、機(jī)床主軸等 設(shè)備的測試 、運(yùn) 行 和 操控 中 ,不斷地 需要分時(shí) 或者 連續(xù)測量 及 顯示其轉(zhuǎn)速 和其 瞬時(shí)轉(zhuǎn)速 值 。 伴隨著電力電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)微電機(jī)的測速和控制技術(shù)的要求越來越高。 轉(zhuǎn)速是各類電機(jī)運(yùn)行中的一個(gè)重要物理量，如何準(zhǔn)確、快速而又方便地測量電機(jī)轉(zhuǎn)速，極為重要 ，這就要求我們從簡單、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)等方面來研究和 解決我們生活中所遇到的各種需要測量轉(zhuǎn)速的問題 。 而本課題的提出就是針對(duì)于這方面而做出的步探索和研究 機(jī)轉(zhuǎn)速測量在國內(nèi)外的發(fā)展情況 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，現(xiàn)代軍事、工業(yè)生產(chǎn)以及民用自動(dòng)化設(shè)備越來越多，需要檢測轉(zhuǎn)速的速度的設(shè)備應(yīng)用也越來越廣泛，這也推動(dòng)了轉(zhuǎn)速傳感器的研究與發(fā)展。比如直流測速機(jī)和光電式速度傳感器、磁電式速度傳感器以及霍爾速度傳感器。其中由于光電式速度傳感器的具有眾多優(yōu)點(diǎn)在現(xiàn)代設(shè)備中廣泛應(yīng)用。美國是研究光電傳感器起步最早、水平最高的國家之一，在軍事和民用領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展得十分迅速。美國的 邦納公司擁有世界最健全的光電系列產(chǎn)品線。并且擁有行業(yè)內(nèi)最齊全的標(biāo)準(zhǔn)光纖和定制光纖產(chǎn)品。西歐以及日本各國也非重視并投資大量的經(jīng)費(fèi)來開發(fā)展光電相應(yīng)的產(chǎn)品。上世紀(jì)九十年代，由日本電氣，東芝等 15 家研究機(jī)構(gòu)和公司，研究并開發(fā)出了多種具有一流先進(jìn)水平的民用的光電傳感器，電器產(chǎn)品在日本以價(jià)格適中質(zhì)量好而聞名全球。西方各國的大公司和型企業(yè)也主動(dòng)參與了光電傳感器的開發(fā)和市場的爭奪。由于光電式傳感器在現(xiàn)代工業(yè)占據(jù)著重要位置，所以我國在這一塊涉及得也 2 比較早，目前國內(nèi)應(yīng)該有上百個(gè)單位在光電技術(shù)與檢測方面展開研究了。到現(xiàn)在為止，光 電技術(shù)應(yīng)用在檢測上已經(jīng)非常全面了，特別是應(yīng)用在速度、加速度、位移等檢測上。目前轉(zhuǎn)速檢測對(duì)于自動(dòng)化生產(chǎn)以及汽車控制等方面有著重要作用，同時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)速檢測要求精度和穩(wěn)定性方面越來越高，這也加強(qiáng)了對(duì)光電傳感器在轉(zhuǎn)速領(lǐng)域的研究。 目前國 內(nèi)和國外通 常用的轉(zhuǎn)速測量方 式 有離心式轉(zhuǎn)速表測速法、測速發(fā)電機(jī)測速法、閃光測速法、光電測速法和霍爾元件測速法 。 第 2 章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 計(jì)的任務(wù)和要求 (1) 設(shè)計(jì)制作一臺(tái)轉(zhuǎn)速測量計(jì) ; (2) 能實(shí)時(shí)測量和顯示被測轉(zhuǎn)速 ; (3) 測量范圍 :0800r/(4)測量精度 : 2%; (5)1人獨(dú)立完成硬件和軟件的設(shè)計(jì)任務(wù) ; (6)按照規(guī)定提交符合規(guī)范要求的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 . 前常用的測速方法 目前國 內(nèi)和國外通 常用的轉(zhuǎn)速測量方 式 有離心式轉(zhuǎn)速表測速法、測速發(fā)電機(jī)測速法、閃光測速法、光電測速法和霍爾元件測速法 。 心式轉(zhuǎn)速表測速法 離心轉(zhuǎn) 式測 速儀器 ,采 用離心 的 原理 能夠 直接讀出 電機(jī)的轉(zhuǎn)速 速度 值 。速度表的末端 插到 電機(jī)軸的 中心 ， 注意應(yīng)該清楚 使 石油中心孔 和 轉(zhuǎn)速電機(jī)軸維持同心 ,不要上下左和右偏轉(zhuǎn) ,否則容易表軸扭轉(zhuǎn) ,影響轉(zhuǎn)速 的 準(zhǔn)確讀數(shù) ，所以 應(yīng)該使用斷斷續(xù)續(xù) 測量方式來 減少磨損 和 防止過熱 。如果想改變 所測 的范圍、 還要將轉(zhuǎn)速表取出停轉(zhuǎn)后 ,然后更改范圍。 3 速發(fā)電機(jī)測速法 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速測量速度時(shí) ,電機(jī) 連接到測量電機(jī)軸 測量 結(jié)束后 ,測量電機(jī)機(jī)械速度轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出 值為 E = 后再 讀 取速度值。 光測速法 閃光 測速技術(shù)是 用 一個(gè)專用可調(diào)脈沖頻率 的被 強(qiáng)加的閃光燈 組成， 閃爍的燈光 照到 電機(jī)旋轉(zhuǎn)部件 ,通過調(diào)節(jié)脈沖頻率 ,使黑扇 片 頻率的脈沖 與 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速同步。如果脈沖頻率 設(shè)為 f,則 電機(jī)轉(zhuǎn)速 n=60f(r 電測速法 光電測速技術(shù)是一種非接觸式測量電機(jī) 轉(zhuǎn)速的 方法， 測量轉(zhuǎn)速信號(hào) 所形成的電壓 頻率或 時(shí)鐘 周期 來進(jìn)行測量 。光學(xué)編碼器被安裝在軸心 端 的旋轉(zhuǎn)電機(jī)、光學(xué)編碼器連同轉(zhuǎn)動(dòng) ,如果有一個(gè)固定光源 ,在代碼的磁盤 ,可以使用數(shù)量的光所收到的感光元素是磁盤的代碼數(shù)量的編碼。 若 編碼數(shù)字 60,測量時(shí)間 t,則 測量脈沖 N,那么 n= N/ t。 爾元件測速法 霍爾元件測量速度的方法是使用霍爾開關(guān)元器件來測量速度的?；魻栭_關(guān)器件包括一個(gè)電壓調(diào)節(jié)器、在發(fā)電機(jī)、放大器、施密特觸發(fā)器和輸出電路。輸出電平與 安裝在電機(jī)的軸頂部，光盤上裝了小磁鐵，小磁鐵越多分辨率 就越高，霍爾開關(guān)固定在附近的小磁鐵，當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，一塊小磁鐵轉(zhuǎn)向霍爾開關(guān)，霍爾開關(guān)將輸出一個(gè)脈沖，計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)，就可以判斷旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速。 速系統(tǒng)方案的選擇 在 以上的 五種測 量電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速 的 方法中，離心式轉(zhuǎn)速表測速法和測速發(fā)電機(jī)測速法所使 用的 全 是現(xiàn) 已做 成的 做好的 測速 儀器 儀表， 這些能夠輕易地買到 。 不過 轉(zhuǎn)速表 和被測量的電 機(jī) 全 要 和 電機(jī)同軸連接 才可以完成轉(zhuǎn)速的測量 ， 這不但 增加了電機(jī)機(jī) 的 組安裝難度，而且有時(shí) 有 的 微電機(jī)功率 很 小，轉(zhuǎn)速表 和 測速機(jī) 所需要 的 電 功率占 據(jù)了 微電機(jī) 的 大部分， 4 甚 到有的 微電機(jī) 的所需電功率 甚 至拖不 起 這些儀表 。因此 對(duì) 于離心式轉(zhuǎn)速表測速法， 微特電機(jī)的測速 以及測速發(fā)電機(jī)測速法這兩種 方法不適 合 。 而 閃光測速法 在目前的社會(huì)應(yīng)用中還不是很多 ，主要 原因是由于 光源 對(duì)于條件要求 的問題。光電 測 速法 和 霍爾元件測速法的測 量電機(jī)轉(zhuǎn) 速 的 方法 大致相同 ，都是在 同一個(gè)電機(jī) 轉(zhuǎn)軸上 安 裝一個(gè)很 小 巧的 光電式 傳感器，使 電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng) 速度 信號(hào)通過磁 (霍爾元 器 件 )或 者 光 (光電碼盤 )轉(zhuǎn)換為 相應(yīng)的 電脈沖， 再 通過計(jì)算電脈沖個(gè)數(shù)來 進(jìn)行相應(yīng)的處理來得到所 測 電機(jī)的轉(zhuǎn) 速 ，同時(shí)這兩種測量電機(jī)方法成本較低。所以 本 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)所要采用的方法就是從這兩種方法中來選擇其中 一種可行性的方法。 案一：霍爾傳感器測量方案 霍爾傳感器利用的是霍爾效應(yīng)，其核心元部件是依據(jù)霍爾效應(yīng)的原理制成為霍爾傳感器。下面介紹了泵傳動(dòng)軸霍爾轉(zhuǎn)速傳感器測量速度。霍爾傳感器的結(jié)構(gòu)原理圖如圖 2爾速度傳感器接線原理圖如圖 2 在圖 1上有兩個(gè)相互垂直的繞組定子，纏繞粘霍爾芯片的 B，轉(zhuǎn)子的永久磁鐵中心線有兩個(gè) 的傳感器，霍爾元件的 和 霍爾電極連接傳感器的輸出。 圖 2霍爾測速結(jié)構(gòu)原理圖 5 圖 2爾轉(zhuǎn)速的傳感器連線圖 此方案的特點(diǎn)：霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的信號(hào)進(jìn)行采樣，采樣有時(shí)不準(zhǔn)確，因?yàn)樗且揽扛惺苊}沖磁感應(yīng)強(qiáng)度的，使用時(shí)間長了會(huì)出現(xiàn)磁性減弱而影響采樣精度。 案二： 光電傳感器方案 光電傳感器是采用光電元件作為檢測元件的傳感器。它首先把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光 信號(hào) 的變化，然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。光電傳感器一般由光源、光學(xué)通 路和光電元件三部分組成。光電式傳感器是以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器。它可用于檢測直接引起光量變化的非電量，如光強(qiáng)、光照度、輻射測溫、氣體成分分析等；也可用來檢測能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量，如零件直徑、表面粗糙度、應(yīng)變、位移、振動(dòng)、速度、加速度，以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識(shí)別等。 光電傳感器的信號(hào)發(fā)送端和接收端如下圖 2 6 圖 2些方案特點(diǎn)： 具有精度高、反 應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，而且可測參數(shù)多， 傳感 器 的結(jié)構(gòu)簡單，形式靈活多樣，因此 ,光電式傳 感器在 檢測和控制中應(yīng)用非常廣泛。 綜上所述，本設(shè)計(jì)的最佳測量方法選擇方案二，即用光電傳感器測速系統(tǒng)來測量電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 統(tǒng)設(shè)計(jì)總體框圖 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體框圖如圖 主要由光電傳感器信號(hào)產(chǎn)生部分，信號(hào)采集電路、信號(hào)處理電路、轉(zhuǎn)速顯示電路四部分組成。 圖 2光 電 傳 感器 信號(hào)采集電路 信號(hào)處理電路 （單片機(jī)） 轉(zhuǎn)速顯示 7 8 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 速測量原 理 本設(shè)計(jì)中采用的是光電傳器來進(jìn)行對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的測量 統(tǒng)在正常工作時(shí) ,光電 傳感器 對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換后 輸出 相應(yīng)的電壓脈沖 信號(hào) ,然后 經(jīng)整形 電路 可得到相應(yīng)的方波脈沖信號(hào) 個(gè)數(shù)，在一定的測量時(shí)間內(nèi)，統(tǒng)計(jì)取轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)生的脈沖個(gè)數(shù)（或頻率），再進(jìn)行相應(yīng)的處理算出實(shí)際的電機(jī)轉(zhuǎn)速。假設(shè)一定的測量時(shí)間為 T ，計(jì)數(shù)器計(jì)取的脈沖個(gè)數(shù) N，假定脈沖發(fā)生器每秒轉(zhuǎn)輸出 應(yīng)被測轉(zhuǎn)速為 n（ r/，就可算出實(shí)際轉(zhuǎn)速值 n=60N/ ( n 電機(jī)的轉(zhuǎn)速 ,單位 :轉(zhuǎn) / 分鐘； N 采樣時(shí)間內(nèi)所計(jì)取的脈沖個(gè)數(shù)； T 采樣時(shí)間 ,單位 :秒； x 電機(jī)每轉(zhuǎn)一周所產(chǎn)生的脈沖個(gè)數(shù) (通常指測速碼盤的齒數(shù) ) 光電 傳感器部分 電傳感器原理 光電傳感器是采用光電元件作為檢測元件的傳感器。它首先把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號(hào) 的變化，然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成 。 其 常用的有以下五種類型 (1)漫反射式光電傳感器 ： 這是一種將發(fā)射器及接收器為一體的光電傳感器，一旦有被檢測到物體經(jīng)過的時(shí)候，物體就會(huì)將光電感器的發(fā)射器發(fā)射的紅外光線反射至接收器，因此光電開關(guān)就產(chǎn)生了相應(yīng)大小的電信號(hào)。當(dāng)被檢測物體的表面很光亮或其反光率很高時(shí)，則漫反射式光電開關(guān)就是首選的檢測模式。 (2) 鏡反射式光電傳感器： 這種傳感器也是將發(fā)射器用接收器于一體，光電發(fā)射器發(fā)出光線經(jīng)過反射鏡反射至接收器，一旦檢測物體經(jīng)過的時(shí)候就會(huì)使接收傳感器檢測而產(chǎn)生相應(yīng)電信號(hào)。 9 (3) 對(duì)射式光電傳感器： 這種傳感器結(jié)構(gòu) 上是相互分離的，發(fā)射機(jī)的發(fā)射器與接收器的光軸是相對(duì)放置的，發(fā)射器會(huì)發(fā)出光再直接進(jìn)入接收器，當(dāng)物體發(fā)射器與接收器之間阻擋光線，光電傳感器就會(huì)產(chǎn)生信號(hào)。當(dāng)被檢測物體是不透明的，這種傳感器是最合適的檢測設(shè)備 。 (4) 槽式光電傳感器： 它通常是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 射機(jī)和接收機(jī)位于兩個(gè) 形成一個(gè)光軸，當(dāng)被測物體后， 電傳感器就會(huì)產(chǎn)生光電信號(hào)。槽式光電開關(guān)比較適合檢測快速移動(dòng)的物體，它可以區(qū)分透明和半透明物體，使用安全可靠。 (5) 光纖式光電傳感器： 它采用塑料或玻璃光纖傳感器來引 導(dǎo)光線，可以檢測被檢測對(duì)象的距離。一般通過光束和漫反射光纖到光纖傳感器。 外傳感器的工作原理 反射式光電傳感器常用的光源有很多種類，時(shí)常見到的有紅外發(fā)光二極管，普通發(fā)光二極管，和激光二極管，前兩個(gè)很容易受到外部光源的干擾，但是激光二極管發(fā)出的光的頻率密度很高，不太會(huì)被擾亂，但傳感器只能獲得很窄的頻率范圍內(nèi)的光，其價(jià)格比較昂貴。理論上反射式發(fā)光二極管發(fā)出紅外線，經(jīng)反射區(qū)反射后能夠被接收區(qū)的光電三極管接收到，其光電傳感器就可以正常實(shí)現(xiàn)光電檢測的任務(wù)。測量區(qū)域反射面可能會(huì)受到外界的干擾，因而這是一 個(gè)理想的結(jié)果。其干擾因素包括許多因素，如反射面的形狀，顏色，表面處理，日光，熒光燈等不確定性的因素。如果直接使用發(fā)射器和接收管來衡量，如果排除干擾等的錯(cuò)誤信號(hào)，反射光強(qiáng)度給予加強(qiáng)，則就可以提高系統(tǒng)的可靠性和準(zhǔn)確性。紅外線反射光強(qiáng)的測量原理是傳輸信號(hào)經(jīng)調(diào)制后送紅外管發(fā)射器，光電二極管接收調(diào)制的紅外信號(hào)，如在圖 3 10 圖 3射式光電傳感器光照與光電電壓的關(guān)系 反射面電壓輸出信號(hào) 是成一定的函數(shù)，設(shè)置反射面含有相同的物質(zhì)時(shí)， X 和 如圖 2所示。當(dāng)輸出電壓達(dá)到一定值時(shí)作為目標(biāo)值，不同的閾值電壓的目標(biāo)是不一樣的。我們可以使用它的顏色敏感的特點(diǎn)，當(dāng)檢測表面是黑色的時(shí)候，反射光較弱的接收端的光可以忽略，使接收器顯示不變的狀態(tài)，如始終打開開關(guān) ;當(dāng)檢測表面是白色的，反射的紅外線很強(qiáng)，同時(shí)發(fā)射器發(fā)射接收端，以便接收器表現(xiàn)出相反的狀態(tài)，如開關(guān)始終打開。這兩個(gè)相反狀態(tài)在電路中就是高和低的脈沖信號(hào)。 感器型號(hào)的選定 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中所要使用的光電傳感器是根據(jù)光敏二極管的工作原理制造的一種感應(yīng)接收光強(qiáng)度變化的反射式電子元 器件，當(dāng)發(fā)射二極管發(fā)出紅外光被電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)盤反射時(shí)，則做為傳器感應(yīng)接收端的光電三極管會(huì)產(chǎn)生出相應(yīng)的脈沖信號(hào)。光電式傳感器不僅獨(dú)立而且相對(duì)放置，由光電發(fā)射器和光電收光傳感器組成。本設(shè)計(jì)選用的傳感器為 示 圖 3射式光電傳感器原理圖 感器采用高發(fā)射功率紅外光電二極管和高靈敏度光電晶體管組成，輸出信號(hào)經(jīng)施密特電路整形，穩(wěn)定可靠。 實(shí)物圖如圖 3 應(yīng)用場合： （ 1） （ 2） （ 3） （ 4） 11 1. 外形尺寸： 長 327 2. 工作電壓： V薦工作電壓為 5V 1點(diǎn)距離為 3在 感器上， 傳感器的紅外發(fā)射二極管不斷發(fā)射紅外線，當(dāng)發(fā)射出的紅外線沒有被反射回來或被反射回 來但強(qiáng)度不夠大時(shí)，光敏三極管一直處于關(guān)斷狀態(tài)，此時(shí)模塊的輸出端為低電平，指示二極管一直處于熄滅狀態(tài)；被檢測物體出現(xiàn)在檢測范圍內(nèi)時(shí)，紅外線被反射回來且強(qiáng)度足夠大，光敏三極管飽和，此時(shí)模塊的輸出端為高電平，指示二極管被點(diǎn)亮。 其原理圖如下圖 3 12 圖 3號(hào)采信電路 在傳感器的應(yīng)用中， 被測的量經(jīng)傳感器后轉(zhuǎn)化為電阻值，電流，電壓，電感，等一些電氣參數(shù)的變化，再通過信號(hào)分析，處理，放大，計(jì)算，顯示和記錄等，而在 設(shè)計(jì)中采用的是光電傳感器采集信號(hào) ,這種傳感器是把電機(jī)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速變?yōu)橄鄳?yīng)頻率的脈沖個(gè)數(shù) ,然后由測量電路測出電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率 ,再由頻率值就可以處理得到所測電機(jī)的轉(zhuǎn)速值。這種以光電感器為主要測量元件的測量方法具有系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單、測理值可靠、測量精度高的特點(diǎn)。在目前的電機(jī)轉(zhuǎn)速測量實(shí)踐中是常用的一種測量轉(zhuǎn)速的方法。 由于 本設(shè)計(jì) 系統(tǒng) 中采用 的是反 射式光電傳感器測量電機(jī)轉(zhuǎn)速 ，所以 當(dāng)不透光的物體擋住發(fā)射 管發(fā)射的紅外線時(shí)，就會(huì)將發(fā)射管發(fā)出的紅外線反射到接收管接收管時(shí) ， 光電開關(guān)接通 ，反之 光電開光斷 開。 所以 可以制作一個(gè) 反射 光葉片如 圖 3裝在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上，當(dāng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，光電開關(guān)產(chǎn)生脈沖信號(hào)。當(dāng)葉片數(shù)較多時(shí)，旋轉(zhuǎn)一周可以獲得多個(gè)脈沖信號(hào)。 如果 系統(tǒng)采用 8個(gè)葉片，在一分鐘內(nèi)產(chǎn)生 的脈沖數(shù)為 10000個(gè) ，則電 動(dòng) 機(jī)的轉(zhuǎn)速就為 1250r/ 圖 3機(jī)的轉(zhuǎn)盤 根據(jù)本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的需要設(shè)計(jì)了如下圖 3中， 限流的作用， 輸出電阻， 分流作用。因此當(dāng)轉(zhuǎn)盤上的電機(jī)轉(zhuǎn)片所反射的發(fā)射二極管所發(fā)出的紅外線到接收紅線的三極管時(shí)，輸出低電平；當(dāng)通光孔被遮住時(shí)，電路的輸出端就為高電平，反之輸出端輸出為低電平。從光源發(fā)出的光線通過齒槽到達(dá)光電元件上，使感光光電元件感光。齒槽旋轉(zhuǎn)一周，轉(zhuǎn)速齒輪會(huì)產(chǎn)生 8個(gè)電脈沖，每一次就能感受到感光 13 元件辦輸出值的變化。光電測速齒輪安裝在發(fā)射光（紅外線發(fā)光二極管）和光接收設(shè)備（紅外接收二極管）上，紅外發(fā)光二極管（規(guī)格 責(zé)發(fā)出光信號(hào)，紅外接收三極管（規(guī)格 3負(fù)責(zé)接收光 電信號(hào)，然后產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)，每個(gè)輪齒光線通過一個(gè)正弦周期產(chǎn)生正弦脈沖信號(hào)。因?yàn)榧t外光為不可見的，所以不能用肉眼判斷其是否在工作，所以紅外輸出電路串聯(lián)連接到一個(gè)共同的光電二極管的發(fā)光信號(hào)就可以確定光電傳感器工作與否。 定工作電流為 20通電壓為 選的發(fā)光二極管的正向電壓下降為 流 10 R=(12以得到： 65 ,25。設(shè)所選擇的電阻值為 430（ R 光電傳感器輸出的電壓幅值在 0 且為正弦波變化的 ,所以可知紅外線接收三極管的光電信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的電壓 一般為 ,需要進(jìn)行相應(yīng)的處理，來使得測量電路更加合理。 圖 3電脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路 光電開關(guān)能通過光強(qiáng)度的變化來反映發(fā)射器和接收端之間的電流的變化，以達(dá)到檢測 14 速度的目的。光電開關(guān)輸出電路和輸入電路電氣隔離（即電緣絕地），因此它可以在許多場合應(yīng)用。光電傳感器具有線性度好，分辨率高，噪音低，精度高，非接觸式，非機(jī)械碰撞， 響應(yīng)速度快，控制精度高，并能識(shí)別顏色等優(yōu)點(diǎn)。 號(hào)處理電路 號(hào)處理電路的核心 片機(jī) 類 功耗 低 、性能 高的 控制器，具有 8K 在系統(tǒng) 內(nèi) 可編程 的儲(chǔ)器。在單 個(gè) 芯片上，擁有靈 活 的 8 位 在系統(tǒng) 內(nèi) 可編程 的 得 嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活 性及 超有效的解決方 式 。 其 具有以下 的標(biāo)準(zhǔn)功能： 8 512字節(jié) 的 32 位 I/O 口線， 看門狗定時(shí)器 ，內(nèi)置 4個(gè) 16 位 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6向量 2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。另外 降至 0態(tài)邏輯操作，支持 2種 軟件 可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下， 止工作，允許 時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下， 蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率 356T/12片機(jī)如圖 3 圖 3片機(jī)實(shí)物圖 (1) 與 (2)8 15 (3) 1000次擦寫周期 (4) 全靜態(tài)操作： 0335) 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 (6) 32個(gè)可編程 I/O 口線 (7)三個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 (8)八個(gè)中斷源 (9) 全雙工的 行通道 (10) 低功耗的空閑和掉電兩種模式 (11) 中斷可在掉電后被喚醒 (12) 看門狗定時(shí)器 (13) 雙數(shù)據(jù)指針 (14) 掉電符 腳功能 圖 3腳圖 電源 地 16 ： 位的向漏極開路的雙向 I/于輸出口，每一位能夠驅(qū)動(dòng) 8個(gè) 寫入“ 1”時(shí)，引腳就為高阻抗的輸入。當(dāng)訪問外部的數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)器時(shí)， 位地址 /數(shù)據(jù)的復(fù)用口。在這樣的模式下， 程序的校驗(yàn)過程中，輸出字節(jié)指令。當(dāng)程序校驗(yàn)的時(shí)候，其需要在外部接上拉電阻。 ： 于一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， 輸出緩沖器能夠驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) 輯電平。向 口寫“ 1”時(shí)，其內(nèi)部上拉電阻把端口拉為高，這時(shí)作為輸入口來使用。用來輸入使用的時(shí)候，由于外部拉低的引腳改變內(nèi)部電阻的原因，將輸出值電流（ 另外， 計(jì)數(shù)器 2外部計(jì)數(shù)輸入（ 2）和時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2觸發(fā)輸入（ 2具體如下表所示。在 1口接收低 8位地址。 引腳號(hào) 第二功能 時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出 時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 重載折觸發(fā)信號(hào)及方向控制） 系統(tǒng)的編程時(shí)用） 系統(tǒng)的編程時(shí)用） 系統(tǒng)的編程時(shí)用） ： 是作為具有上拉電阻的內(nèi)部 8 位雙向 I/口， 出的緩沖器能夠驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) 輯電平。向 寫入“ 1”時(shí)，內(nèi)部的上拉電阻全把端口的電阻值拉高，這時(shí)可以用作輸入口來使用。用作輸入口來使用時(shí)，會(huì)被外部拉低的引腳原因，將輸出電流（ 當(dāng)訪問外部程序有存儲(chǔ)器 或者用 16位地址的讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， 輸出高八位的地址。在這種運(yùn)用中， 口使用很高的內(nèi)部上拉來發(fā)送 1。當(dāng)使用 8位的地址（如 T）來訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的時(shí)候， 的輸出 位地址的控制信號(hào)。 ： 是具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， 輸出緩沖器能夠驅(qū)動(dòng) 4 個(gè)輯電平。在向 口寫版主“ 1”時(shí)，其內(nèi)部的上拉電阻會(huì)把端口的阻值拉高，這時(shí)可以用作輸入口來使用。當(dāng)用作輸入口來用時(shí)，會(huì) 被外部拉低的引腳因?yàn)閮?nèi)部電阻的因素，會(huì)輸出電流（ 殊功能（第二功能）使用。當(dāng) 17 引腳號(hào)第二功能 行輸入） 行輸出） 部中斷 0) 部中斷 0) 時(shí)器 0外部輸入） 時(shí)器 1外部輸入） 部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的寫選通 ) 部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的寫選通 ) 其作用是復(fù)位 輸入。當(dāng)晶振在工作時(shí)， 個(gè)機(jī)器周期的高電平來使單片機(jī)復(fù)位。當(dāng)看門狗折計(jì)時(shí)完成以后， 能輸出 96個(gè)高電平，為晶體振蕩的高電平。其特殊寄存器折 的 地址鎖存控制信號(hào)（ 當(dāng)它訪問外部程序存儲(chǔ)器的時(shí)候，鎖存的低8 位地址輸出脈沖。當(dāng) 程的時(shí)候，這個(gè)引腳（ 可以用來編程輸入脈沖。一般情況下， 晶振六分之一固定頻率輸出相應(yīng)的脈沖，作為外部定時(shí)器和時(shí)鐘來使用。但 是，特別強(qiáng)調(diào)，錄每次訪問的為外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的時(shí)候， 一需要的話會(huì)通過將地址為 8位變?yōu)椤?1”，此時(shí) 個(gè)位置為“ 1”， 是在執(zhí)行 然， 會(huì)被微弱地拉高。此 能標(biāo)志位的設(shè)置對(duì)于微控制器在外部執(zhí)行模式下時(shí)無效。 部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)（ 它是外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。當(dāng) 在訪問外部數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器的時(shí)候， 問外部程序存儲(chǔ)器的控制信號(hào)。是使能端從 0000外部程序存儲(chǔ)器的讀取指令， 使其執(zhí)行內(nèi)部程序的指令， 接 2伏的 蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。 蕩器反相放大器的輸出端。 18 時(shí) /計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu) 定時(shí) /計(jì)數(shù)器的實(shí)質(zhì)是加 1計(jì)數(shù)器（ 16位），由高 8位和低 8位兩個(gè)寄存器組成。 計(jì)數(shù)器的工作方式寄 存器，確定工作方式和功能； 制 1的啟動(dòng)和停止及設(shè)置溢出標(biāo)志。定時(shí) /計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)如圖 3 圖 3時(shí) /計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu) 時(shí) /計(jì)數(shù)器的控制 計(jì)數(shù)器的工作由兩個(gè)特殊功能寄存器控制。 于設(shè)置其工作方式； (1) 計(jì)數(shù)器工作方式，其低四位用作 的四位用作 的格式如下表 3 表 3存器格式 控位。 0時(shí)，以運(yùn)行控制位 =0， 1)來啟動(dòng)定時(shí) /計(jì)數(shù)器運(yùn)行； 1時(shí)，要用軟件使 ，同時(shí)外部中斷引腳或也為高電平時(shí)，才能啟動(dòng)定時(shí) /計(jì)數(shù)器工作； 19 C/C/T=1時(shí)，選擇計(jì)數(shù)器模式，計(jì)數(shù)器對(duì)外部輸入引腳 外部脈沖計(jì)數(shù)； C/T=0時(shí)，選擇定時(shí)器模式。 工作方式設(shè)置位。定時(shí)計(jì)數(shù)器有四種工作方式，由 表 31(2) 位地址用來控制外部中斷 ,已在前面介紹。 位用來控制定時(shí)/計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)和中斷申請(qǐng)。格式如下表 3 表 3制寄存器 位 7 6 5 4 3 2 1 0 字節(jié)地址： 88H 1。 。 些， 用作查詢測試結(jié)果的標(biāo)志。 或清 0，其校果和硬件置 1或清 0一樣。 時(shí)， 時(shí)， 和清 0。因此，運(yùn)用軟件可以控制定時(shí) /計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)與停止。 20 功能與 同。 的功能和 斷控制 的，如表 3 表 3斷繼存器 位 7 6 5 4 3 2 1 0 字節(jié)地址： 88H E 外部中斷 0允許位； 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 外部中斷 0允許位； 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 串行口中斷允許位； 允許）位。 時(shí) /計(jì)數(shù)器方式 1邏輯結(jié)構(gòu) 21 圖 3時(shí) /計(jì)數(shù)器方式 1邏輯結(jié)構(gòu) 此時(shí)，定時(shí) /計(jì)數(shù)器為 16位的計(jì)數(shù)器，由 X=0， 1）的低 5位和 位組成。 位溢出則向 統(tǒng)選擇定時(shí) /計(jì)數(shù)方式 1，以 10生 100次中斷后，對(duì) 出轉(zhuǎn)速。 （ 1） 用于定時(shí)工作方式，其定時(shí)時(shí)間為： T=（ 216振蕩周期 12 此設(shè) 計(jì)采用的是 12晶振，定時(shí)器 0參數(shù)帶入公式 ： 55365536； 換成十六進(jìn)制，則 所以對(duì)于定時(shí)器 ， 0 0 0 （ 2） 用于計(jì)數(shù)工作方式，計(jì)數(shù)長度為： 216=65536(個(gè)外部脈沖 ) 由此可知規(guī)定時(shí)間（ 1s）內(nèi)外部脈沖個(gè)數(shù)不超過 65536即可。 號(hào)處理的主控單元 單片機(jī)最小系統(tǒng) 單片機(jī)的最小系統(tǒng)是單片機(jī)實(shí)現(xiàn)其它擴(kuò)展功能的基礎(chǔ)，所以任 何有關(guān)單片機(jī)的設(shè)計(jì)，都離不開單片機(jī)的最小系統(tǒng)。單片機(jī)的最小系統(tǒng)主要由復(fù)位電路和時(shí)鐘晶振電路兩部分組成 。 單片機(jī) 復(fù)位電路 是單片機(jī)復(fù)位的控制電路，如圖 3單片機(jī) 在 運(yùn)行 之前 ,需要重置 ,其 作用是使 從那開始的這個(gè)狀態(tài) 開始才正常運(yùn)行 。因此 ,復(fù)位 是一個(gè)非常重要的操作模式。在單片機(jī)本身 內(nèi)部 是不會(huì)自動(dòng) 復(fù)位的 ,所以 必須 通過 外部電路 來進(jìn)行復(fù)位 。 22 圖 3片機(jī) 復(fù)位電路 （ 1） 復(fù)位 功能 ： 復(fù)位電路的基本 功能是：系統(tǒng)上 全部引腳或管腳恢復(fù)到系統(tǒng)穩(wěn)定的狀態(tài)，撤銷復(fù)位之前的所有信號(hào)，使其作為一個(gè)可靠的，穩(wěn)定的系統(tǒng)。 單片機(jī) 的 復(fù)位 是由外部的 電路 來 實(shí)現(xiàn)的 。復(fù)位電路是通過一個(gè) 斯密特觸發(fā)器 重置 復(fù)位 觸發(fā)器 來進(jìn)行的。 復(fù)位電路通常采用功率自動(dòng)復(fù)位 實(shí)現(xiàn)。其原理圖如圖 3a)和按鈕復(fù)位如圖 3b)這兩種方式。 23 圖 3（ 2） 單片機(jī)復(fù)位 以 后的狀態(tài) : 復(fù)位操作使單機(jī)其進(jìn)入初始化狀態(tài)，包括程序計(jì)數(shù)器 000H，它表明了程序從地址0000片機(jī)的冷啟動(dòng)，作為一個(gè)隨機(jī) 值的片上 位操作的操作不改變片上 21個(gè)特殊功能寄存器復(fù)位狀態(tài)，以確定在表 1所示的值。 值得注意的是，記下一些特殊功能寄存器的復(fù)位后的值和狀態(tài)，有必要了解單片機(jī)的初始狀態(tài)減少的部分 ：表 3 *” 為隨機(jī)狀態(tài) 。 表 3寄存器復(fù)位后狀態(tài) 表 特殊功能寄存器 初始狀態(tài) 特殊功能寄存器 初始狀態(tài) A B 0H 00H 00H 0H 00H 00H 0 P 7H 00H 00H *00000B 0*00000B 0H 00H 00H 不定 00H 0*B 00 H,表明選寄存器組 0為工作寄存器 ; 07 H,表明堆棧指針到芯片上 00 H,表明 ,選擇 0組工作寄存器組 ; 07 H,顯示堆棧指針 所處的位置 (7 H 字節(jié)單元 ),這是 根據(jù)堆棧操作先加后壓的 原則 ,它 是第一個(gè)被寫 入 的內(nèi)容到 08中的 ; 明必須每個(gè)端口 1 號(hào)線在這段時(shí)間可以使用每個(gè)端口 ， 不僅可以用 于輸入 還可以用于 輸出。 0000 B,表明每個(gè)中斷源在一個(gè)低優(yōu)先級(jí) ; 000000 B, 顯示每個(gè) 24 中斷都被關(guān)閉 ;系統(tǒng)重置是任何計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行的第一步 ,使整個(gè)控制芯片回到默認(rèn)的硬件條件 51單片機(jī)復(fù)位 腳，該引腳超過 24個(gè)振蕩周期階段， 51個(gè)單片機(jī)芯片內(nèi)部復(fù)位狀態(tài)，并已在此狀態(tài)下等待直到 檢查 果芯片內(nèi)部電壓為高，則低的程序代碼將執(zhí)行一個(gè)外部程序。 51單片機(jī)系統(tǒng)中的重置其內(nèi)部寄存器設(shè)置為特定值的內(nèi)部值， 變 片機(jī)的晶振電路 晶振是晶體振蕩器的的簡稱，在電氣上相當(dāng)于一個(gè)電容器和一個(gè)電阻并聯(lián)在一起的兩終端網(wǎng)絡(luò)，電氣工程的網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)諧振點(diǎn)，以低的為頻率中的串聯(lián)諧振。高頻的為并聯(lián)諧振。 于構(gòu)成振蕩器。 放大器芯片的晶體諧振器作為反饋元件一起構(gòu)成自激振蕩器。外部石英晶體諧振器，電容器 2組成一個(gè)并聯(lián)諧振電路連接到放大器的反饋環(huán)路。嚴(yán)格的要求，外部電容值，電容的大小會(huì)影響振蕩器的頻率水平，振蕩器 的穩(wěn)定性，起效迅速和溫度穩(wěn)定性。因此，本系統(tǒng)的 12容應(yīng)該可以選擇陶瓷電容器，約 30 安裝焊接印刷電路板，晶體振蕩器和電容附近的單芯片，以減少寄生電容，更好地保證振蕩器工作穩(wěn)定可靠。晶體振蕩器電路如圖 3負(fù)載電容值 是 晶振 的 一個(gè)重要的參數(shù)， 它 選擇與負(fù)載電容 的數(shù)值 相 同 的并聯(lián)電容，就可以得到晶振標(biāo)稱的諧振頻率。 25 圖 3體振蕩電路 號(hào)處理電路 在下圖中， 2振， 9口為復(fù)位接口，通過開關(guān)控制。用來衡量通過 1 1的信號(hào)脈沖數(shù)。定時(shí)器計(jì)數(shù)器 隔 10新數(shù)碼管，產(chǎn)生 500個(gè)中斷（即， 5S），再由單片機(jī)進(jìn)行處理轉(zhuǎn)換后得到電機(jī)的速度。四個(gè)數(shù)碼管顯示電機(jī)的轉(zhuǎn)速。如圖 3 圖 3片機(jī)處理電路 示電路 示原理 很多電子產(chǎn)品的工作狀態(tài)都用跳動(dòng)的數(shù)碼管來顯示，事實(shí)上，數(shù)字顯示的數(shù)字由 8個(gè)發(fā)光二極管組成，每一個(gè)都會(huì)加上適當(dāng)?shù)碾妷簳r(shí)該段才會(huì)亮。 為兩種，一種為 共陽 數(shù)碼管，一種為 共陰 數(shù)碼管，而 把這些 作為一個(gè)引腳 與高電平相接 ，就叫共陽 數(shù)碼管 ，相反 地 ，就叫共陰 應(yīng)用時(shí)這 兩 個(gè)腳就分別接 26 同 這樣的 8 字裝在一起 的多個(gè) 就成了多位的數(shù)碼管。 實(shí)物如圖 3 3碼管 共陽型 （圖 3 八個(gè)發(fā)光 二極 管的正極 全 連在 同一根導(dǎo)線上 作為一條引線 ， 字符的筆畫 的數(shù)碼段為 ， 是 小數(shù)點(diǎn)，每一段控制 AG個(gè)管的滅與亮 。 其 內(nèi)部 電路圖如下 : 圖 3陽 型 陰 型 （圖 3 八個(gè)發(fā)光 二極 管的 負(fù) 極 全 連在 同一根導(dǎo)線上 作為一條引線 ， 字符的筆畫 的數(shù)碼段為 ， 是 小數(shù)點(diǎn)，每一段控制 AG個(gè)管的滅與亮 。 圖 3陰型 27 數(shù)碼管顯示正常，需要使用驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管段，從而顯示出數(shù)字，所以，我們根據(jù)數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)方式可分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的類別劃分。 靜態(tài)驅(qū)動(dòng)，也稱為直流驅(qū)動(dòng)，由單片機(jī)的 I / O 端口驅(qū)動(dòng)，或使用如 個(gè)數(shù)字控制每個(gè)代碼段 - 十進(jìn)制解碼器解碼。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡單，顯示屏的亮度高 ，缺點(diǎn)是占用 I / 驅(qū)動(dòng) 5個(gè)數(shù)碼管顯示就要 5 8= 40根 I / / 2個(gè)，所以實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候需要增加譯碼驅(qū)動(dòng)器，所以硬件電路較復(fù)雜。 動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：數(shù)碼動(dòng)態(tài)顯示的接口是單片機(jī)應(yīng)用中最廣泛的一種顯示方式， 動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將 全部 數(shù)碼管的 8個(gè)顯示 二極管 a,b,c,d,e,f,g,同名端連在一起 ，以增加門選通控制電路控制的 I/ O 線，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，全數(shù)字化控制，每個(gè)數(shù)字公共用相同的字體代碼，但什么是數(shù)碼管將顯示的形狀，取決于單片機(jī)控制選 通 以我們只需要顯示數(shù)碼管選通控制打開，而不是讓 不亮。通過分時(shí)來反過來控制各種數(shù)字控制的 此，數(shù)碼管依次顯示控制，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示過程中的每一個(gè)數(shù)碼管燈的通斷為 1 2毫秒，由于人的視覺暫留現(xiàn)象和發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管不停地變化數(shù)碼管的滅亮，但只要掃描速度足夠快人就會(huì)感覺是一直在顯示的。因此這樣可以節(jié)省大量的 I / 段碼表 表 3顯示字符 共陰極段選碼 共陽極段選碼 顯示字符 共陰極段選碼 共陽極段選碼 0 1 2 3 4 36H 56H 9H 0H 99H 5 6 7 8 9 67H 72H 82H 0H 90H 28 態(tài)顯示電路連接圖 在本設(shè)計(jì)中， 將測量的信號(hào)通過 1進(jìn)入 片機(jī)，定時(shí)器計(jì)數(shù)器 時(shí)器計(jì)數(shù)器 0 500個(gè)中斷后，進(jìn)行一次電機(jī)轉(zhuǎn)速的處理，然后通過 電機(jī)轉(zhuǎn)速值。 示 ： 圖 3機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng) 本設(shè)計(jì)中采用的是直流 36電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)片擋住紅外發(fā)射管發(fā)射的紅線線時(shí)，就就產(chǎn)生反射傳到接收管，此時(shí)反射式光電開關(guān)斷開，反之打開。 29 機(jī)裝置的安裝 本設(shè)計(jì)所采用的檢測裝置與實(shí)際傳感器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的位置的檢測設(shè)備相同。如圖3電速度傳感器的對(duì)面就是信號(hào)板。光電速度傳感器連接 4根 導(dǎo)線用于連接發(fā)光二極管和光敏三極管，發(fā)光二極管的陰極連接到紅線，綠線連接其負(fù)面光敏三級(jí)管的紅線連接到其集電極，綠線連接到他們的發(fā)射器。測量頭安裝在光電速度傳感器和信號(hào)板兩端測頭相同的距離。測量器件封裝，永久安裝的位置接近信號(hào)板和光電元件，信號(hào)盤旋轉(zhuǎn)可以輸出交替周期正負(fù)變化的脈沖信號(hào)。在一個(gè)周期內(nèi)所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)等于電機(jī)轉(zhuǎn)片的齒數(shù)。因此，頻率脈沖信號(hào)的大小反映了電機(jī)轉(zhuǎn)速的水平。該設(shè)備具有獨(dú)立的轉(zhuǎn)速，而且在所測范圍內(nèi)輸出信號(hào)與幅度無關(guān)，可以測量 1R/秒 104 R / S 以上，精度很高。 圖 3電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測裝置示意圖 機(jī)轉(zhuǎn)速的控制 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用的是直流 35該電機(jī)的轉(zhuǎn)速便于控制，在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，采用一個(gè)電位器和直流電機(jī)的串聯(lián)，通過調(diào)節(jié)電位器的阻值的大小，進(jìn)而可以控制加在直流電機(jī)兩側(cè)的電壓大小，依據(jù)電機(jī)兩側(cè)電壓的變化從而就可以引起電機(jī)轉(zhuǎn)速的不斷變化，從而實(shí)現(xiàn)在一定的電壓變化范圍內(nèi)就可以得到相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度 0 置如圖 3 圖 3物系統(tǒng)硬件實(shí)物圖 31 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) 件編程的目的和要求： 本 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的目的是為了實(shí)現(xiàn)利用光電（紅外線）反射式傳感器測量電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，軟件系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能是將光電傳感器產(chǎn)生的電壓脈沖經(jīng)過 片機(jī)處理電路后所得的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，同時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的處理和換算后得到所測電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速值然后并通過 所以軟件編程的功能就是實(shí)現(xiàn)這些功能。 件編程語言的選擇 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用的處理器是 此我們可以采用面向 其中包括 編語言編程和 級(jí)語言編程，這兩種語言各有各自的特點(diǎn)。 常用來編寫與系統(tǒng)硬件相關(guān)的程序，比如中斷處理程序、訪問 I/O 端口、實(shí)時(shí)控制程序、實(shí)時(shí)通信程序等程序的編寫；而對(duì)于數(shù)學(xué)運(yùn)算程序則更適合于用 級(jí)語言編寫，這是因?yàn)橛?是它的編程簡單，更接近于實(shí)際的應(yīng)用語言，二是所編寫的程序便于人們閱讀。三是可以提高編程效率特別是對(duì)于一具有復(fù)雜關(guān)系的編程，同時(shí)可以提高應(yīng)用程序的可靠性。 還有一種很常用的編程語言是 是一種非常通用的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言，在社會(huì)的實(shí)際編程應(yīng)用上十分流行。 可用來編寫計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的程序，還可以用來編寫一般實(shí)際應(yīng)用的程序。在 多數(shù)的計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)主要就是采用匯編語言來編寫的，這相對(duì)于單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)來說同樣也是采用的是匯編語言編寫程序。但是由于匯編語言程序其可讀性和可移植性能都比較差，通常采用匯編語言編寫其單片機(jī)應(yīng)用程序的周期一般都較長，而且調(diào)試和檢查錯(cuò)誤也比較困難，所以慢慢地 C 語言就逐漸地替代了匯編語言在編程方面的地位。這種以 達(dá)性能和運(yùn)算能力也較強(qiáng)。 （ 1） 簡潔，使用靈活方便。 （ 2） 32 （ 3） （ 4） （ 5） （