1、专业课程设计 题目三 直流电动机测速系统设计直流电动机测速系统设计 院院 系系： 专业班级专业班级： 小组成员小组成员： 指导教师：指导教师： 日日 期：期： 2 前言前言 1.1.题目要求题目要求 设计题目：直流电动机测速系统设计 描述：利用单片机设计直流电机测速系统 具体要求：8051 单片机作为主控制器、利用红外光传感器设计 转速测量、检测直流电机速度，并显示。 元件：STC89C52、晶振（12MHz） 、小按键、ST151、数码管以及 电阻电容等 2.2.组内分工组内分工 （1）负责软件及仿真调试：主要由完成 （2）负责电路焊接： 主要由完成 （3）撰写报告：主要由完成 3.3.总体
2、设计方案总体设计方案 总体设计方案的硬件部分详细框图如图一所示: 单片机 PWM 电机驱动 数码管显示 按键控制 3 一、一、 转速测量方法转速测量方法 转速是指作圆周运动的物体在单位时间内所转过的圈数,其大小及变化往往 意味着机器设备运转的正常与否,因此,转速测量一直是工业领域的一个重要问 题。按照不同的理论方法,先后产生过模拟测速法(如离心式转速表) 、同步测速 法(如机械式或闪光式频闪测速仪) 以及计数测速法。计数测速法又可分为机械 式定时计数法和电子式定时计数法。 本文介绍的采用单片机和光电传感器组成的 高精度转速测量系统,其转速测量方法采用的就是电子式定时计数法。 对转速的测量实际上
3、是对转子旋转引起的周期脉冲信号的频率进行测量。 在频率的工程测量中,电子式定时计数测量频率的方法一般有三种： 测频率法:在一定时间间隔t 内,计数被测信号的重复变化次数N ,则被测信号 的频率fx 可表示为 f x =Nt(1) 测周期法:在被测信号的一个周期内,计数时钟脉冲数m0 ,则被测信号频率fx = fc/ m0 ,其中, fc 为时钟脉冲信号频率。 多周期测频法:在被测信号m1 个周期内, 计数时钟脉冲数m2 ,从而得到被测 信号频率fx ,则fx 可以表示为fx =m1 fcm2, m1 由测量准确度确定。 电子式定时计数法测量频率时, 其测量准确度主要由两项误差来决定: 一项是
4、时基误差; 另一项是量化1 误差。 当时基误差小于量化1 误差一个或两个数 量级时,这时测量准确度主要由量化1 误差来确定。 对于测频率法,测量相对误 差为： Er1 =测量误差值实际测量值100 % =1N100 % (2) 由此可见,被测信号频率越高, N 越大, Er1 就越小,所以测频率法适用于高频信 号( 高转速信号) 的测量。对于测周期法,测量相对误差为： Er2 =测量误差值实际测量值100 % =1m0100 % (3) 对于给定的时钟脉冲fc , 当被测信号频率越低时,m0 越大, Er2 就越小,所以测 周期法适用于低频信号( 低转速信号) 的测量。对于多周期测频法,测量相对误 差为： Er3 =测量误差值实际测量值100%=1m2100 % (4) 从上式可知,被测脉冲信号周期数m1 越大, m2 就越大,则测量精度就越高。 4 它适用于高、 低频信号(高、 低转速信号) 的测量。 但随着精度和频率的提高, 采 样周期将大大延长,并且判断m1 也要延长采样周期,不适合实时测量。 根据以上的讨论,考虑到实际应用
