數(shù)字轉速計的設計

在工業(yè)控制中經(jīng)常要進行轉速測量,一般采用的是接觸式轉速計，這種轉速計必須頂在轉軸中心才能進行測量，使用起來不方便，而且局限性很大，安全性也不是很好。因此，我們設計了采用光電傳感器的非接觸式轉速計，測量范圍從1．0～9999轉／分鐘，四位數(shù)碼管顯示，當被測轉速小于1000轉／分鐘時，到0.1轉／分鐘。 

1 測量原理 

在被測旋轉軸上貼一片鋁箔作為反光體，當反光體轉到光電傳感器的正前方時，光電傳感器發(fā)出的紅外光束被反射回來，同時被光電傳感器上的紅外接收管接收，產生一個脈沖信號，我們利用這個信號的邊沿觸發(fā)單片機內部的高精度定時器進行計時，精度可達1μs，當反光體再次轉到光電傳感器的正前方時，利用光反射信號的邊沿停止單片機計時。這樣轉軸的旋轉周期t就被地測量出來了，然后單片機把周期換算成轉速并通過LED數(shù)碼管顯示出來。 

2 電路構成及軟件設計 

電路結構見圖1，因為要求體積小巧且顯示亮度高，因此，采用掃描顯示模式，然而，用一片CPU同時完成測量和顯示是不行的，掃描功能將嚴重影響CPU的測量。因此，采用兩片ATMEL公司生產的AT89C2051單片機來分別擔任，AT89C2051具有內置2KB的EEPROM程序存儲器和128個字節(jié)的RAM，且每個引腳能夠吸入20mA的電流等這些良好特性。CPU1用來測量旋轉軸的旋轉周期并換算成轉速，然后把顯示數(shù)據(jù)發(fā)送給CPU2，CPU2平時只是在不斷地掃描顯示數(shù)據(jù)，當CPU1發(fā)送數(shù)據(jù)過來時，CPU2產生中斷，立即接收數(shù)據(jù)，然后更新顯示數(shù)據(jù)，這樣在四位LED數(shù)碼管上的數(shù)據(jù)就被立即更新了。采用兩片CPU的好處是電路結構清晰，編程簡單，實現(xiàn)了模塊化設計。CPU之間采用串行接口方式2，以中斷形式進行通信。