1.2 国内外研究现状

1.3本课题的主要研究内容

（一）硬件设计部分会对选用不同类型传感器而造成的其对整个系统的测量精度以及测量范围的影响进行比较。

（二）定性分析测周法、测频法和周频并测法，并分别分析其造成误差的原因和测速适用范围。本次设计将采用测频率法，即“M”法。

（三）考虑到转速显示装置与电机分开两地的情况，信号的有线传输方式将受到距离因素制约，文中将会介绍一款包含无线数据传输模块的转速测量系统。

（四）给出主程序流程图和相关子程序流程图，并根据具体电路编程。

2 转速测量系统设计的总体方案

2.1测速系统的构成

  一般测速系统由信号采集电路、倍频整形电路、单片机等部分构成，其具体组成如图2-1框图所示。

图2-1 测速系统的框图

  （一）信号采集

人体通过感官来感受声音、味道、色彩等，机器与之类似。单片机将处理的信号正是通过某些传感器获取来的被测物的相关参数。转速信号获取是整个系统的前端，没有它们，单片机就是没有感官的躯干。以往，传统传感器一般获得的都是模拟量，单片机和信号间需要添加一模数转换模块。

信号采集具体方法包括：由敏感元件获取、由传感器获取、由测量仪表获取。

三种方法各有千秋，考虑到敏感元件不适用于模拟电路，而测速仪表专业性强且价格昂贵，本次设计的信号采集部分将使用传感器方式获取信号。将敏感元件和其所需的外围电路封装在一起，即为传感器。其具体类型，实际用处可根据具体环境需要确定。同时，传感器输出信号类型可根据内部传递结构，为模拟量或是数字量。

  （二）倍频整形

单片机所能处理的只有数字信号，在整个转速测量系统中，所需处理的数字信号可由两种方式得到：第一种，传感器自身输出数字量。第二种。单片机通过A/D模块得到。本次设计使用的传感器为集成霍尔速度传感器，其OC输出为数字信号，属于第一种。信号的质量通常会受到众多因素影响，由信号调节电路，传感器本身属性以及传输距离而产生的影响尤为突出。单片机通过计量由外部中断口接受的传感器传输而来的脉冲信号进行对转速的测量。准确的说，外部中断口是利用上升沿触发进行计数。一般由传感器传输而来的脉冲信号，其信号并不是标准的脉冲形式，需要经过整形电路，即施密特触发器的整形，才能让中断口获得精准的上升沿或者下降沿信号。此外，由于低转速而导致的测量精度问题将由倍频电路来解决。

  （三）单片机

本次设计拟使用AT89S51单片机。单片机是整个测量系统的控制核心，肩负着对信号采集后的数据处理任务，同时也担负着将数据显示的责任。功能强大的单片机将提升整个测速系统的性能。关于AT89S51，后文有详细的介绍。来`自^优尔论*文-网www.youerw.com

  （四）驱动和显示

选用LED数码管作为工业测控系统的输出，虽然具有亮度高且经济的优点，但为了优化电路，本文拟使用LCD1602液晶显示模块，LCD自己集成了驱动电路，接口电路相对LED较简单，但是编程相对复杂。其具体内容将在后面阐述。

2.2硬件设计总体方案

    硬件设计的首要工作是对整个系统进行版图设计，之后本文将对整个设计中各部分会用到的元器件进行选型。合理的元器件选型和版图设计会对整个测速系统的性能有所保证和提高。