文档介绍：滨江学院
题目: 光电传感器测速
院系: 电子工程系
专业: 电子科学与技术
姓名: 20112321007
成员:20112321010
20112321053
指导教师:
2014年11月15日
目录
引言…………………………………………………………………
1 设计思路……………………………………………………………
2 所需模块……………………………………………………………
光电传感器部分……………………………………………………………………
LM339工作原理及管脚图……………………………………………
整体连线图…………………………………………………………………
3 单片机部分…………………………………………………………
单片机外部连线图…………………………………………………………………
单片机内部主程序流程图…………………………………………………………
4 测速原理……………………………………………………………
5 所需器件……………………………………………………………
6 总结………………………………………………………………
附录1 整体电路图…………………………………………
附录2 源程序代码…………………………………………
附录3 实物图………………………………………………
参考文献…………………………………………………27
引言
在工程实践中,经常会遇到各种需要测量转速的场合。转速是电动机极为重要的一个状态参数,在很多运动系统的测控中,都需要对电机的转速进行测量,不论是直流调速系统还是交流调速系统,只有转速的高精度检测才能得到高精度的控制系统。迄今为止,测速可分为两类:模拟电路测速和数字电路测速。随着微电子技术的发展,计算机技术的广泛应用,出现了以计算机为核心的数字测速装置。这样的速度测量装置测量范围宽、工作方式灵活多变、适应面广,具有普通数字测速装置不可比拟的快速性、精确性和优越性。
1:设计思路
用一个红外发光二极管和一个接受红外光的二极管组成一套光电管。当检测到物表面为黑色时,反射光很弱,接收端检测到的光线可以忽略,使接收端呈现一种状态,例如开关管截止;当被检测物表面为白色时,反射光强烈,发射端发射的红外线被接收端全部接收,使接收端呈现另一种相反的状态,例如开关管开通。这两种相反的状态表现在电路中,就是高低电平组成的脉冲信号。由此,我想到用一个比较器来比较两种接受到的信号,从而输出“0”“1”两种高低电平,并把两种信号传给单片机进行统计,然后利用设定算法进行计算,最后通过数码显示管显示计算结果。
2:所需模块
本测速系统共有两个模块构成,一个为光电传感器部分,用于接收光信号并转换为电信号,即高低电平信号;另一个为单片机部分,用于接收高低电平信号并通过内部计算,然后再通过数码显示管显示测出的结果。
LM339工作原理及管脚图:
LM339类似于增益不可调的运算放大器。每个比较器有两个输入端和一个输出端。
两个输入端中的一个称为同相输入端,用“+”表示,另一个称为反相输入端,用“-”表示。当用作比较两个电压时,任意一个输入端加一个固定电压做参考电压(也称为门限电平,它可选择LM339输入共模范围的任何一点),另一端加一个待比较的信号电压,当“+”端电压高于“-”端时,输出管截止,相当于输出端开路。当“-”端电压高于“+”端时,输出管饱和,相当于输出端接高电位。两个输入端电压差别大于10mV就能确保输出能从一种状态可靠地转换到另一种状态,因此,把LM339用在弱信号检测等场合是比较理想的。
LM339的输出端相当于一只不接集电极电阻的晶体三极管,在使用时输出端到正电源一般须接一只电阻(称为上拉电阻,选3-15K)。选不同阻值的上拉电阻会影响输出端高电位的值。因为当输出晶体三极管截止时,它的集电极电压基本上取决于上拉电阻与负载的值。
下图(1a)给出了一个LM399的基本单限比较器。输入信号Uin为待比较电压,把它加到同相输入端,在反相输入端接一个参考电压(门限电平)Ur。当输入电压Uin>Ur时,输出为高电平UOH。图(1b)为其传输特性。图(1c)为LM339的管脚图。
(c)
图(1)LM339工作原理图及管脚图
整体连线图:如下图(2)所示:
图(2) 比较型光电传感器整体电路图
在上图中, LED灯相当于一个红外线发射管,JP1是红外线接收管,接收光强在上面转换成电流,在R上成为电压信号。当光线照射到白色面上时,光线反射强烈,光线照射到黑色面上时,光线反射较弱。因此当光照在不同颜色面上时,阻