单片机是整个测量系统的主要部分,担负对前端脉冲信号的处理、计算、以及信号的同步,计时等任务,其次,将测量的数据经计算后,将得到的转速值传送到显示接口中,用数码管显示数值。在本系统中考虑到计数的范围、使用的定时,计数器的个数及I/O口线。
电机转速测量需要经过的4个基本步骤:1是控制方式;2是确定计数方式;3是信号输入方式;4是计数值的读取;单片机完成对电机转速脉冲计数的控制,读取寄存器完成转速频率的确定。
其测量过程是测量转速的霍尔传感器和电机机轴同轴连接,机轴每转一周,产生一定量的脉冲个数,由霍尔器件电路输出。成为转数计数器的计数脉冲。同时霍尔传感器电路输出幅度为12V的脉冲经光电耦合后降为5V,保持同单片机AT89C51逻辑电平相一致,控制计数时间,即可实现计数器的计数值对应机轴的转速值。主CPU将该值数据处理后,在数码管上显示出来。本系统采用89C51中的0INT中断对转速脉冲计数。定时器T0工作于定时方式,工作于方式1。每到1s读一次外部中断0INT计数值,此值即为脉冲信号的频率,可计算出电机的转速。
当直流电机通过传动部分带圆盘旋转时,霍尔传感器根据圆盘上得磁片获得一系列脉冲信号。这些脉冲信号通过单片机系统定时/计数器0INT计数,定时器T0定时。定时器T0完成100次溢出中断的时间T除以测得的脉冲数m,经过单位换算,就可以算得直流电机旋转的速度。 然后判断是否启动系统进行测量。如果是,就启动系统运行。如果不是就等待启动。启动系统后,霍尔传感器检测脉冲到来后,启动外部中断,每来一个脉冲中断一次,记录脉冲个数。同时启动T0定时器工作,每1秒定时中断一次,读取记录的脉冲个数,即电机转速。连续采样三次,取平均值记为一次转速值。再进行数值的判断,若数值高于5000rpm则报警并返回初始化阶段,否则就进行正常速度数码管显示。