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1、 引言 在工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合。转速是电动机极为重要的一个状态参数，在很多运动系统的测控中，都需要对电机的转速进行测量，不论是直流调速系统还是交流调速系统,只有转速的高精度检测才能得到高精度的控制系统。迄今为止,测速可分为两类：模拟电路测速和数字电路测速。随着微电子技术的发展，计算机技术的广泛应用,出现了以计算机为核心的数字测速装置。这样的速度测量装置测量范围宽、工作方式灵活多变、适应面广,具有普通数字测速装置不可比拟的快速性、精确性和优越性。一:设计思路 用一个红外发光二极管和一个接受红外光的二极管组成一套光电管。当检测到物表面为黑色时，反射光很弱,接收端检测到的光线
2、可以忽略，使接收端呈现一种状态，例如开关管截止;当被检测物表面为白色时，反射光强烈，发射端发射的红外线被接收端全部接收,使接收端呈现另一种相反的状态,例如开关管开通。这两种相反的状态表现在电路中，就是高低电平组成的脉冲信号。由此,我想到用一个比较器来比较两种接受到的信号,从而输出“0”“1”两种高低电平，并把两种信号传给单片机进行统计，然后利用设定算法进行计算，最后通过数码显示管显示计算结果。二：所需模块 光电传感器 基于红外反射式的测速机 本测速系统共有两个模块构成，一个为光电传感器部分,用于接收光信号并转换为电信号，即高低电平信号；另一个为单片机部分,用于接收高低电平信号并通过内部计算，然
3、后再通过数码显示管显示测出的结果。（一）光电传感器部分（1)L33工作原理及管脚图：LM33类似于增益不可调的运算放大器。每个比较器有两个输入端和一个输出端。两个输入端中的一个称为同相输入端,用“+”表示，另一个称为反相输入端，用“-”表示。当用作比较两个电压时，任意一个输入端加一个固定电压做参考电压（也称为门限电平，它可选择 LM339 输入共模范围的任何一点）,另一端加一个待比较的信号电压，当“+”端电压高于“-”端时,输出管截止,相当于输出端开路。当“-”端电压高于“”端时，输出管饱和，相当于输出端接高电位。两个输入端电压差别大于mV 就能确保输出能从一种状态可靠地转换到另一种状态，因此
4、,把M339 用在弱信号检测等场合是比较理想的。L339 的输出端相当于一只不接集电极电阻的晶体三极管，在使用时输出端到正电源一般须接一只电阻(称为上拉电阻，选-15)。选不同阻值的上拉电阻会影响输出端高电位的值。因为当输出晶体三极管截止时，它的集电极电压基本上取决于上拉电阻与负载的值。下图（1）给出了一个 LM399 的基本单限比较器。输入信号 Un 为待比较电压,把它加到同相输入端，在反相输入端接一个参考电压（门限电平）Ur。当输入电压 UinUr 时,输出为高电平 UOH。图(1b)为其传输特性。图(c）为 LM33的管脚图。(c）图（1）LM39 工作原理图及管脚图 （2)整体连线图:
5、如下图（）所示：图(2）比较型光电传感器整体电路图 在上图中，LED 灯相当于一个红外线发射管，JP1 是红外线接收管,接收光强在上面转换成电流，在 R 上成为电压信号。当光线照射到白色面上时,光线反射强烈,光线照射到黑色面上时,光线反射较弱。因此当光照在不同颜色面上时,阻值会发生明显的变化。将阻值的变化值与 RA1 的标准值进行比较,就可以从 LM39 输出逻辑电平给单片机。（二）单片机部分()单片机外部连线图:如下图(3)所示 ALEWRRDRXDTXDINT0EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134
6、P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10VCC40GND20U189C52PSENP10P11P12P13P14P15P16P17T0T1INT1P00P01P02P03P04P05P06P07P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P27P20P21P22P23abfcgdeDPY117 4 2 1 105ab cd e fg3dpdpabfcgd
7、edpabfcgdedpabfcgdedpC06C28C39C412LEDDPY 4-LED1 2 3 4 5 6 7 8161514131211109R1KP00P01P02P03P04P05P06P075V 图(3）单片机连线图 在上接线图中,可在数码管与单片机之间接上一个分压电阻，起到保护作用。单片机型号选 5或 89C52 都行。在试验板上把图(1）中的 2 管脚(逻辑电平输出管脚)和图(2)中的 1管脚（中断输入管脚）连接,即可构成整个测速系统。（2）单片机内部主程序流程图 主程序是控制单片机系统按照预定的操作方式运转，它完成人机对话和各种控制功能,是单片机系统程序的框架。主程序的主
8、要任务是完成系统自检、初始化、处理键盘命令等功能。在本实验中,未涉及到键盘命令。本系统的主程序流程如下图(4)所示。图（4)主程序流程图 图（5）外部中断 0 中断程序流程图 在该测速系统的程序中,主程序执行的过程中共执行了 个中断程序,即外部中断 0 中断、外部脉冲计数 0 中断和定时器 中断。图（）所示为外部中断 中断程序流程图。外部中断 中断程序主要用于测速起始。当测速开始时,执行外部中断 中断，外部脉冲计数加 1，并判断 T、T1 是否开启,若没有开启则开启,再判断 1 定时到了没有,若 1S 定时到计算转速，并关 IN、T0、软件清零。图（6)为 T0 中断程序流程图。T0 对内部时钟脉冲计数，T 为 8 位定时器，定时的内部时钟脉冲超过了 T0 上限，故采用软件延时计数。图（7)为 T1 中断程序流程图，T1 定时 1S,当一秒定时到,则置位标志位。