用AT89C51制作四位数字转速测量计

轴承技术 2005 年第 2 期 · 21 · 用 AT89C5 1 制作四位数字转速测量计 ( 洛阳东升轴承有限公司) 李永平 王峰辉 摘要：用 A'r89C51 单片机实现四位转速测量计 的设计 ，给出了硬件电路和软件框图。 关键词：A'r89C51 单片机 ；数显 在生产过程 中经常发现由于原来使用的部 分工件轴转速表因故障无法正常使用或无法准 确显示转速。工件在磨削过程中由于磨削线速 度调整不当，造成工件烧伤或粗糙度值增大 ；若 工件转速与砂轮转速之 比成整数倍时 ，还会在 工件磨削面上产生多棱形，影响产品的质量和 使用寿命 。针对此情况设计 了一种转速测量 计 ，可广泛应用于磨加工 中工件轴转速 的测量 和显示 ，比目前使用的模拟量转速表更可使操 作人员在磨削速度的作业范 围内，对工件轴转 速进行准确直观的调整 ；同时，在老设备改造过 程中，可用此代替 PLC 的高速计数模块 ，节约 改造成本 。鉴于电路中光耦的响应速度以及实 际的工作需要 ，用 A'r89c51 单片机设计制作 了 此电路 ，采用四位数码管显示 ，设计测量转速范 围为 0 —9999 转／分 ，分辨率为 ±5 转。 AT89C5l 是美国 ATMEL 公 司生产 的 A'r89 系列单片机中一种，它与 MCS 一51 系列 的许多 机种都具有兼容性，并具有广泛的代表性。其内 部结构与 MCS 一51 系列中的MCS 一8051 的内部 结构基本相同，由 CPU、片内 RAM、片内 4KB 的 FLASH存储器以及四个标准输入输出 I／O 口等 组成 ，由于本转速测量计的程序不超过 4KB，因 此无需扩展外部的程序存储器。 1 系统设 计原理 其原理方框图如图 1 所示。 装在工件端的圆盘上有 l2 个 凹槽 ，当工件 每转一周 ，接近开关接通 l 2 次，若 电机最高转 速为 1500 转／分 ，转化 为按秒 计算 ，则为 1500 ÷60 = 25 转／秒 ，由此接近开关在 电机旋转时 每秒应接通次数为 25 ×12 = 300 次 ，此信号通 过光 耦 进 行 电平 转 换 送 至 74LS08 的一 端 ， 74LS08 作为计数 闸 f-j ，74LS08 的另一 端连接 IS 门控信号 ，实 际制作 中连接 A'r89c51 的 l l 脚( P3．1) 当此脚 为高电平时 ，闸门打开 ，低 电 平时，闸门关闭，其电平的高低可通过指令加以 控 制。 闸 门 开 时 ，计 数 脉 冲 送 人 1D 端。 A'r89c51 内有两个 l6 位的计数器 ，这里 ，1D用 作脉 冲计数器 ，Tl 用作定 时器 ，单 片机统计 1 秒内所测得的计 数脉 冲先乘 以 5 ，转化为实际 转速，以前面 1500 转／分为例 ，1 秒 内测得 的脉 冲数应为300 个 ，300 再乘以 5，即可得 1500 ，但 此数还是二进制数 ，需要再进行二进制转 十进 制运算 ，然后将结果送到显示缓 冲区进行显示。 图 l 2硬件 电路设计 完整的电路 图如 图 2 所示 ，A'r89C51 外接 晶振为 12MHz，两个 20PF 的电容是微调电容。 上电复位电路 中，电阻和电容的选 择是要 保证电容 充 电时 间大 于两个 机 器 周期 ，对 应 12MHz 晶振，机器周期为 l laS ，因此充电时 RST 维普资讯 http://www.cqvip.com · 22 · 轴承技术 2005 年第 2 期 引脚上高电平维持时间只要为 2p．,S，即可达到要 以了。 求 ，取电阻 Rl 为 10k，电容 c3 为 2o 16V 就可 图 3 I 关fijTO TI闸门 l I计数值送储存单元 l ； 调= 避 制转B0 码程序 图 2 数码管 显示器 为共 阳极数 码管 ，Po．0 一 Po．3 为数 码管 的位选 信号 ，驱 动采用 74I_．S07 去驱动 ，P2．0 一P2．7 为数码管 的段选信号 ，驱 动也采用 74I_．S07 去驱动 ，接近开关的信号端接 光耦 的 l 脚 ，经过光耦 的电平转换接到 74LS08 的 l 脚 ，74I_．S08 的 2 脚接 到 AT89C51 的 l l 脚 ( P3．1) ，用来控制 闸门的开启 ，74I_．S08 的 3 脚 接至 AT89C5l 的 l4 脚( P3．4 ) ，输入计数脉冲。 5V，24V 电源可 由...