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文档简介
1、脱粒滚筒转速计量控制系统设计,电气信051班 李海娇,研究的主要内容,自动化无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便和巨大的经济效益是不可否认的,其中转速的自动检测就能给工作者带来很大的方便。现在人们对它的要求越来越高,对其性价比提出了更高的要求。研究的主要问题是设计出性能较好而价格便宜的监视系统。,测量方法比较,M法(测频法) T法(测周期法) M/T法,分辨率 测量精度 检测时间,从测量分辨率来看, T法测低速时的分辨率较高,高速时分辨率较差,适合测量低速; M法相反,高速时分辨率较高,低速时较差,适合测量中高速;同步M /T法在整个转速范围内有较高的分辨率,但M /T法响应速度慢实时
2、性差,在宽转速范围内,测速误差逐渐增大,不利于整个转速范围内实现高精度测量,脱粒滚筒的转速监测控制系统设计,总体方案,复位电路,时钟电路,4位LED显示电路,数字采集电路,单片机,传感器的选择,一般地,传感器即感受被测信号,并将信号传递出去。传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路部分组成。测速传感器就是将被测轴的转速信号转换为电脉冲信号的一种变换装置。常用的转速测量传感器有磁电式测速传感器、霍尔元件测速传感器和光电式测速传感器。本文选用的是霍尔转速传感器。,传感器的结构原理,霍尔转速传感器的结构原理如图所示,该传感器主要有霍尔开关集成电路和小磁钢两部分组成,原理是利用霍尔开关测转速。待测物上
3、粘贴一对或多对小磁钢,霍尔开关固定在小磁钢附近,小磁钢越多,分辨率越高。待测物以角速度旋转时,每当一个小磁钢转过霍尔开关集成电路,霍尔开关就产生一个相应的脉冲。检测出单位时间的脉冲数,即可确定待测物的转速。霍尔传感器分线性型和开关型,线性型的输出电压与外加磁场强度呈线性关系,开关型的输出电压仅为高低变化的电平。本设计应用的是开关型霍尔传感器,传感器的特点,从应用角度来看,霍尔开关集霍尔开关集成电路成电路有如下特点: 无触点这是主要的优点;寿命长 ,无磨损部分,寿命是半永久的; 高可靠,可以与TTL等电路相比; 无火花,不产生干扰噪声; 无自激振荡抗干扰能力强: 作频率范围宽; 温度性能好; 抗
4、污染能力强,除了磁体以外,任何物体的存在都不会影响正常的工作; 输出可直接驱动TTL和MOS电路、输出信号数字化,可以直接与计算机接口,实现了传感器技术的数字化、是理想的数字传感器; 构造简单、坚固、体积小、耐冲击。,传感器的安装位置,专门设计一个不导磁的圆形塑料信号盘,在信号盘一侧的周边均匀的密布很多小磁钢,将信号盘放在皮带轮内侧,将霍尔传感器集成电路封装后,放在与小磁钢对应的位置,用螺栓固定在机体上,这样安装的优点是:信号盘可以单独加工,加工工艺性较好,磁钢个数的设置不受转轴直径影响,传感器分辨率有保证。,单片机的选择,ATMEL公司的89系列单片机片内有4KB Flash程序存储器,这种
5、工艺的存储器,用户可以进行电擦除或改写,因此它对开发设备的要求较低,开发时间也大大缩短。其中,AT89C51单片机目前售价比8031还低,市场供应也较充足。AT89C51单片机是以8031为内核构成的,与8051系列单片机是兼容系列。它不仅继承了MCS251原有的功能,而且又做了进一步的扩展。,AT89C51的主要特性,主要特性:与MCS-51 兼容 4K字节可编程闪烁存储器 寿命:1000写/擦循环 数据保留时间:10年全静态工作:0Hz-24Hz三级程序存储器锁定,128*8位内部RAM32可编程I/O线两个16位定时器/计数器5个中断源 可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时
6、钟电路,总电路图,主机电路,主机电路包括CPU、时钟电路及复位电路,其原理如图,主机采用上电复位方案由R1及C1构成,当通电瞬间,由于C1通过R1在RST端出正脉冲,主机自动复位。主机时钟电路由一个晶体振荡器和两个电容器组成的自激振荡电路接于XTAL1和XTAL2之间,把振荡器发出的脉冲直接送入内部时钟电路。时钟电路产生的振荡脉冲经过触发器进行二分频后,成为单片机的时钟脉冲电路。,电源电路,此电路将220V交流电经变压整流后转换为13-15V直流电压,再通过一块三端稳压集成电路7805转换为5V稳压直流输出,供单片机、传感器等供电。,显示电路,由程序中标度变换出的代表相应转速的8位数字信号由P1口经8只三极管驱动同时送给4个8段LED数码管a-h段。至于哪位显示出相应的数字,对于共阴极LED管来说,其阴极要加一低电位,这个低电位是通过分时扫描方式加给4只数码管,而这个分时扫描方低电平是由89C51的P3口输出L1-L4低电平
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