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轉(zhuǎn)速計是日常生活中比較重要的計量儀表之一，在汽、電子、紡織、造紙等方面有廣泛的應(yīng)用。但是由于過去的技術(shù)比較落后轉(zhuǎn)速計一般都使用機械式或機電式的機構(gòu)。其結(jié)構(gòu)原理如下：
這樣的機構(gòu)雖然原理非常簡單，設(shè)計也比較方便，但其缺點也是顯而易見的。例如：
·機械接觸式設(shè)計會影響被測件的正常工作，低速運轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生較大影響
·傳動式結(jié)構(gòu)使測量器件壽命變短，間接提高了產(chǎn)品價格，影響其市場占有率
·采用測速電機，增加了整個系統(tǒng)的成本降低了測量精度
·功率消耗大，無便攜性可言
可見，這樣的設(shè)計給市場推廣帶來了很大的阻礙，而且降低了測量精度。從而給很難占領(lǐng)市場。
相比之下本文介紹的智能轉(zhuǎn)速計避免了老式轉(zhuǎn)速計的以上缺點。采用光電測量的方法。
結(jié)構(gòu)框圖如下：
   
光電測量部分原理：
檢測齒輪上有10個齒均勻分布在輪盤周圍，并被直接固定在被測軸上，安裝時光電耦合器的發(fā)光二極管和光敏三極管正對齒輪上的齒，當(dāng)被測軸轉(zhuǎn)動時帶動檢測齒輪轉(zhuǎn)動，光電耦合器通過對檢測齒輪上的齒進行耦合從而產(chǎn)生數(shù)字脈沖。脈沖經(jīng)過放大送向單片機的計數(shù)端。
單片機部分工作原理：
本文采用的單片機為AT89C51，內(nèi)有兩個定時/計數(shù)器。在程序設(shè)計時筆者將T0定時/計數(shù)器作為1秒定時使用，將T1定時/計數(shù)器作對脈沖的計數(shù)器使用。單片機計數(shù)端在接收到脈沖后對脈沖進行計數(shù)，每隔1秒提取TH1和TL1中的計數(shù)數(shù)據(jù)，并進行相應(yīng)的運算，對16進制數(shù)據(jù)進行處理，得到10進制數(shù)據(jù)，送顯示緩存進行顯示輸出。
在對TH1和TL1數(shù)據(jù)整合處理時使用到了C程序中的結(jié)構(gòu)和共用的概念
union
{ unsigned int word;
struct
{ unsigned char high;
unsigned char low;
} bytes;
} result;
…
result.bytes.high=TH1;
result.bytes.low=TL1;
counter=result.word;
這樣一來就可以把兩個無符號字符型變量數(shù)據(jù)按高低字節(jié)合并成一個整型變量來處理了。在本文中四位7段LED能夠顯示0~9999的數(shù)值，根據(jù)下文提供的計數(shù)值與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系可確定計數(shù)值范圍必須達到0~1667，很顯然這樣的數(shù)據(jù)通過字節(jié)來處理是非常不方便的，但如果通過上述方法轉(zhuǎn)化成整型變量來處理值域變?yōu)?/SPAN>0~65535，足以容納0~1667中的任何一個整型數(shù)值。
具體計數(shù)值與轉(zhuǎn)速之間的數(shù)學(xué)關(guān)系如下：
轉(zhuǎn)速（round/minute）=
并將轉(zhuǎn)速值通過動態(tài)掃描電路和程序顯示在4位7段LED數(shù)碼管上。
其優(yōu)點如下：
·采用單片機控制，精度高，穩(wěn)定性好，測量范圍大
·功率小，易于提高其便攜性能，突出產(chǎn)品優(yōu)勢
·產(chǎn)品成本低廉，整套系統(tǒng)價格不超過15元人民幣
·抗干擾能力強，可避免外界電磁干擾和其他干擾因素的影響
·非接觸式測量，采用光電器件測量，無連接軸，對被測件無任何影響，提高測量精度
·電子式測量方法縮小整個系統(tǒng)的體積，使便攜式產(chǎn)品的開發(fā)更具可操作性
·非機械式測量方法，采用電子器件，提高設(shè)備的壽命，間接降低成本
通過以上比較不難看出智能轉(zhuǎn)速計不管從成本上、精度上還是便攜性能上都比原有的機電式設(shè)備好得多。從市場開發(fā)的角度來看各方面都比較出色。
該產(chǎn)品通過改進還可以做成出租車?yán)锍逃�、水文監(jiān)測以及氣象監(jiān)測的有關(guān)儀器儀表。
#include "reg51.h"
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar code disptab[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};
uchar code bittab[]={0x01,0x02,0x04,0x08};
uchar data dispbuf[]={0,0,0,0};
void main(void)
{
void disp();
EA=1;ET0=1;
TMOD=0x51;
TH0=0x3c;TL0=0xb0;
TR0=1;TR1=1;
for(;;)
{
disp();
}
}
void disp(void)
{
uchar i,deley;
for(i=0;i<4;i++)
{P1=bittab[i];
P2=disptab[dispbuf[i]];
for(deley=0;deley<200;deley++);
}
}
void timer(void) interrupt 1 using 1
{
static uchar i;
uint counter;
union
{uint word;
struct
{uchar high;
uchar low;
} byte;
} result;
TH0=0x3c;TL0=0xb0;
i++;
if(i==10)
{result.byte.high=TH1;
result.byte.low=TL1;
counter=result.word;
counter*=6;
dispbuf[0]=counter%10;
dispbuf[1]=counter%100/10;
dispbuf[2]=counter%1000/100;
dispbuf[3]=counter/1000;
}
}
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