單片機是整個測量系統(tǒng)的主要部分,擔負對前端脈沖信號的處理、計算、以及信號的同步,計時等任務,其次,將測量的數據經計算后,將得到的轉速值傳送到顯示接口中,用數碼管顯示數值。在本系統(tǒng)中考慮到計數的范圍、使用的定時,計數器的個數及I/O口線。
電機轉速測量需要經過的4個基本步驟:1是控制方式;2是確定計數方式;3是信號輸入方式;4是計數值的讀?。粏纹瑱C完成對電機轉速脈沖計數的控制,讀取寄存器完成轉速頻率的確定。
其測量過程是測量轉速的霍爾傳感器和電機機軸同軸連接,機軸每轉一周,產生一定量的脈沖個數,由霍爾器件電路輸出。成為轉數計數器的計數脈沖。同時霍爾傳感器電路輸出幅度為12V的脈沖經光電耦合后降為5V,保持同單片機AT89C51邏輯電平相一致,控制計數時間,即可實現計數器的計數值對應機軸的轉速值。主CPU將該值數據處理后,在數碼管上顯示出來。本系統(tǒng)采用89C51中的0INT中斷對轉速脈沖計數。定時器T0工作于定時方式,工作于方式1。每到1s讀一次外部中斷0INT計數值,此值即為脈沖信號的頻率,可計算出電機的轉速。
當直流電機通過傳動部分帶圓盤旋轉時,霍爾傳感器根據圓盤上得磁片獲得一系列脈沖信號。這些脈沖信號通過單片機系統(tǒng)定時/計數器0INT計數,定時器T0定時。定時器T0完成100次溢出中斷的時間T除以測得的脈沖數m,經過單位換算,就可以算得直流電機旋轉的速度。 然后判斷是否啟動系統(tǒng)進行測量。如果是,就啟動系統(tǒng)運行。如果不是就等待啟動。啟動系統(tǒng)后,霍爾傳感器檢測脈沖到來后,啟動外部中斷,每來一個脈沖中斷一次,記錄脈沖個數。同時啟動T0定時器工作,每1秒定時中斷一次,讀取記錄的脈沖個數,即電機轉速。連續(xù)采樣三次,取平均值記為一次轉速值。再進行數值的判斷,若數值高于5000rpm則報警并返回初始化階段,否則就進行正常速度數碼管顯示。
單片機的轉速測量完成,定時器T0作為內部定時器,外部中斷來的時候讀取TH0,TL0,并同時清零TH0、TL0,使定時器再次循環(huán)計內部脈沖。此外,對于低速情況下,我們還要設定一個軟件計數器VTT,當外部中斷還沒來而內部定時器已經溢出,產生定時器0中斷時,增加VTT,作為三字節(jié)中的高字節(jié)。三字節(jié)組成除數,上面的常數為四字節(jié),所以計算程序實際上就是調用一個四字節(jié)除三字節(jié)商為兩字節(jié)的程序。 為數碼管能夠顯示出來,需將二進制轉換為十進制,在將十進制轉換為非壓縮BCD碼后,才能調用查表程序,zui后送顯示。 單片機轉速計算程序 由于本次設計的系統(tǒng)要實現的功能是將霍爾傳感器的信號送到單片機的外部中斷口,再對周期方波進行內部計數,調用計算程序把轉速測出來??梢哉f是核心部分。
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