八通道交流电机测速仪(附件)【字数：10329】
摘 要进入21世纪后，我国工业发展地非常迅速，庞大的生产数量和越来越高的生产水平意味着工业基础设施必须尽快更新换代。电机测速系统是整个工业生产的基础以及核心，巨大的生产数量要求整个测速系统实现更多的功能以及更高的精度。在过去，国内的电机测速系统往往通过对采集量的模拟处理来测得相应电机的转速，这种测量方法已经不能满足未来工业发展的需要。因此设计全新的电机转速测量系统是必然的，而基于单片机的电机测速仪是最好的解决方案。本文运用Proteus软件，对硬件电路进行了设计；使用Keil uVision对单片机实行了编程；最后运用Proteus软件对相关的电路设计进行仿真，最终设计出了一款基于AT89C51单片机的八通道交流电机测速仪，此测速仪具备数据选择，数据采集和RS485通信等功能，满足人们对其多功能的需求。本文设计出了八通道交流电机测速仪可为今后相似测速仪的设计提供可行性的参考，具有工业实用价值和较大的市场前景。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景和意义 1
1.2主要技术及其特点 1
1.3应用领域及发展方向 1
第二章 系统总体方案 3
2.1设计要求 3
2.2 设计方案论证 3
2.3测速设计原理 3
2.3.1测量转速的方法 3
2.3.2两种测速方法的优缺点 4
2.4系统分析与设计 4
第三章 系统硬件设计 5
3.1测量及控制电路设计 5
3.1.1单片机介绍 5
3.1.2转速传感器 6
3.1.3八通道数据选择器电路 6
3.1.4信号处理电路 7
3.1.5晶振与复位电路 7
3.2显示及按键电路设计 8
3.2.1显示电路 8
3.2.2按键电路 9
3.3存储器 9
3.4 RS485通信串口 10
3.5灯光报警电路 10
第四章 系统软件设计 11 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
4.1主程序设计 11
4.2子程序设计 11
4.2.1显示程序设计 11
4.2.2显示部分程序 12
4.2.3存储程序设计 14
4.2.4存储部分程序 14
4.2.5通信程序设计 15
4.2.6通信部分程序 16
4.3程序编写 16
第五章 系统调试与仿真 18
5.1 Proteus软件介绍 18
5.2系统调试 18
5.3系统仿真 18
5.4 RS485串口仿真 22
结束语 24
致 谢 25
参考文献 26
附录A 27
附录B 28
第一章 绪论
1.1研究背景和意义
近年来计算机已经在生产中有着举足轻重的地位，以单片机为代表的微型计算机也在工农产业上扮演着十分重要的角色。基于单片机的电机转速测量系统凭借其灵活，简便，小巧等诸多优点，在数控机床、机器人以及其他一些使用自动化设备的工业场合运用的非常广泛[1]。目前国内外的电机测速系统将致力于更高精度和智能化的发展。但是目前国内的测速方法与欧美国家的差距比较大[14]，并且随着国内生产规模和水平的不断提高，各行各业对于测速的精度和需要越来越高。因此研究高性能、高可靠性的电机转速测速仪对于工业的生产发展是非常有必要的。
由单片机构成的电机测速系统因为性能强，精度高，体积小以及易于操作的优点适合运用于大规模工业生产中[2]。虽然现今已经发展了很多种基于单片机的转速测量系统，但以后的工业生产中必定还会对测量系统提出更高的要求，希望本次设计可以为基于单片机的电机测速系统的进一步发展打下一个良好的基础。
利用单片机的控制功能强，低能耗，运用灵活等优点，来作为八通道电机测速系统的核心是最为合适不过的的。本论文主要是对八通道交流电机测速仪的开发与设计进行介绍。
1.2主要技术及其特点
八通道交流电机测速仪首先由霍尔传感器测得电机转速从而发出信号，其次由数据选择器进行信号的选择，之后再由信号放大整形电路对这个信号进行放大整形，最后单片机进行计算进而能够把实际转速值以及测量时间显示到屏幕上[11]。
得力于相关电子技术和应用材料的不断发展，近20年的电机转速检测技术已经发生了翻天覆地的变化。再加上原有的模拟测速系统精度和可靠性已经不如人意，已经满足不了现今生产规模的需要。原有的以模拟控制为主的测速系统将逐渐淘汰，向以单片机为主的微型计算机控制转变[3]。在未来的工农业生产中，基于单片机的全数字测速系统将会成为整个测速系统的大势所趋，发挥更加强大的作用。
相比较于传统的模拟测速系统，单片机检测电动机测速凭借其灵活，简便以及小巧，可靠性高等优点，极大的解决了人力资源以及材料的浪费问题，因此广泛的应用于各行各业的生产发展中[15]。另外由于霍尔传感器有价格低廉，简单可靠，性能优秀的优点，加上不易被一些恶劣的工作环境所干扰或破坏，具有较强的抗干扰能力，因此也可运用于一些特种行业的电机测速。
1.3应用领域及发展方向
多通道的全数字化测量系统，在工业以及农业生产过程中都有极大的应用范围。在工业中的应用可谓是非常广泛的，如工厂的自动停开，数控机床的电机转速检测以及其他工业生产所需的自动化设备中。在不同的生产线上，通过检测各个电动机转速确保每个生产线达到不同的生产数量。此外运用的较多的是车辆的里程碑和车速表等，通过对车轮的转速检测从而得出车辆的行驶速度以及行驶总里程数。另外在一些水利设施中也有运用，通过测量多个水泵的转速，从而可以得知抽取的总的水量多大。这一点同样适用于农业的灌溉系统，通过对不同的电机测速，从而确保每个灌溉点都获得所需要的灌溉水量。如果加上传感器优良的抗干扰能力，在一些特殊场合也有很多的运用，例如复杂恶劣的航天航空工作环境。大型军用或民用飞机一般多有2到4个引擎，通过多通道测速仪可以测得不同引擎的转速，从而得到飞机的时速[12]。因此八通道交流电机测速仪具有良好的民用和军用应用前景。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景和意义 1
1.2主要技术及其特点 1
1.3应用领域及发展方向 1
第二章 系统总体方案 3
2.1设计要求 3
2.2 设计方案论证 3
2.3测速设计原理 3
2.3.1测量转速的方法 3
2.3.2两种测速方法的优缺点 4
2.4系统分析与设计 4
第三章 系统硬件设计 5
3.1测量及控制电路设计 5
3.1.1单片机介绍 5
3.1.2转速传感器 6
3.1.3八通道数据选择器电路 6
3.1.4信号处理电路 7
3.1.5晶振与复位电路 7
3.2显示及按键电路设计 8
3.2.1显示电路 8
3.2.2按键电路 9
3.3存储器 9
3.4 RS485通信串口 10
3.5灯光报警电路 10
第四章 系统软件设计 11 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
4.1主程序设计 11
4.2子程序设计 11
4.2.1显示程序设计 11
4.2.2显示部分程序 12
4.2.3存储程序设计 14
4.2.4存储部分程序 14
4.2.5通信程序设计 15
4.2.6通信部分程序 16
4.3程序编写 16
第五章 系统调试与仿真 18
5.1 Proteus软件介绍 18
5.2系统调试 18
5.3系统仿真 18
5.4 RS485串口仿真 22
结束语 24
致 谢 25
参考文献 26
附录A 27
附录B 28
第一章 绪论
1.1研究背景和意义
近年来计算机已经在生产中有着举足轻重的地位，以单片机为代表的微型计算机也在工农产业上扮演着十分重要的角色。基于单片机的电机转速测量系统凭借其灵活，简便，小巧等诸多优点，在数控机床、机器人以及其他一些使用自动化设备的工业场合运用的非常广泛[1]。目前国内外的电机测速系统将致力于更高精度和智能化的发展。但是目前国内的测速方法与欧美国家的差距比较大[14]，并且随着国内生产规模和水平的不断提高，各行各业对于测速的精度和需要越来越高。因此研究高性能、高可靠性的电机转速测速仪对于工业的生产发展是非常有必要的。
由单片机构成的电机测速系统因为性能强，精度高，体积小以及易于操作的优点适合运用于大规模工业生产中[2]。虽然现今已经发展了很多种基于单片机的转速测量系统，但以后的工业生产中必定还会对测量系统提出更高的要求，希望本次设计可以为基于单片机的电机测速系统的进一步发展打下一个良好的基础。
利用单片机的控制功能强，低能耗，运用灵活等优点，来作为八通道电机测速系统的核心是最为合适不过的的。本论文主要是对八通道交流电机测速仪的开发与设计进行介绍。
1.2主要技术及其特点
八通道交流电机测速仪首先由霍尔传感器测得电机转速从而发出信号，其次由数据选择器进行信号的选择，之后再由信号放大整形电路对这个信号进行放大整形，最后单片机进行计算进而能够把实际转速值以及测量时间显示到屏幕上[11]。
得力于相关电子技术和应用材料的不断发展，近20年的电机转速检测技术已经发生了翻天覆地的变化。再加上原有的模拟测速系统精度和可靠性已经不如人意，已经满足不了现今生产规模的需要。原有的以模拟控制为主的测速系统将逐渐淘汰，向以单片机为主的微型计算机控制转变[3]。在未来的工农业生产中，基于单片机的全数字测速系统将会成为整个测速系统的大势所趋，发挥更加强大的作用。
相比较于传统的模拟测速系统，单片机检测电动机测速凭借其灵活，简便以及小巧，可靠性高等优点，极大的解决了人力资源以及材料的浪费问题，因此广泛的应用于各行各业的生产发展中[15]。另外由于霍尔传感器有价格低廉，简单可靠，性能优秀的优点，加上不易被一些恶劣的工作环境所干扰或破坏，具有较强的抗干扰能力，因此也可运用于一些特种行业的电机测速。
1.3应用领域及发展方向
多通道的全数字化测量系统，在工业以及农业生产过程中都有极大的应用范围。在工业中的应用可谓是非常广泛的，如工厂的自动停开，数控机床的电机转速检测以及其他工业生产所需的自动化设备中。在不同的生产线上，通过检测各个电动机转速确保每个生产线达到不同的生产数量。此外运用的较多的是车辆的里程碑和车速表等，通过对车轮的转速检测从而得出车辆的行驶速度以及行驶总里程数。另外在一些水利设施中也有运用，通过测量多个水泵的转速，从而可以得知抽取的总的水量多大。这一点同样适用于农业的灌溉系统，通过对不同的电机测速，从而确保每个灌溉点都获得所需要的灌溉水量。如果加上传感器优良的抗干扰能力，在一些特殊场合也有很多的运用，例如复杂恶劣的航天航空工作环境。大型军用或民用飞机一般多有2到4个引擎，通过多通道测速仪可以测得不同引擎的转速，从而得到飞机的时速[12]。因此八通道交流电机测速仪具有良好的民用和军用应用前景。
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