数字转速计的设计

在工业控制中经常要进行转速测量,一般采用的是接触式转速计，这种转速计必须顶在转轴中心才能进行测量，使用起来不方便，而且局限性很大，安全性也不是很好。因此，我们设计了采用光电传感器的非接触式转速计，测量范围从1．0～9999转／分钟，四位数码管显示，当被测转速小于1000转／分钟时，到0.1转／分钟。 

1 测量原理 

在被测旋转轴上贴一片铝箔作为反光体，当反光体转到光电传感器的正前方时，光电传感器发出的红外光束被反射回来，同时被光电传感器上的红外接收管接收，产生一个脉冲信号，我们利用这个信号的边沿触发单片机内部的高精度定时器进行计时，精度可达1μs，当反光体再次转到光电传感器的正前方时，利用光反射信号的边沿停止单片机计时。这样转轴的旋转周期t就被地测量出来了，然后单片机把周期换算成转速并通过LED数码管显示出来。 

2 电路构成及软件设计 

电路结构见图1，因为要求体积小巧且显示亮度高，因此，采用扫描显示模式，然而，用一片CPU同时完成测量和显示是不行的，扫描功能将严重影响CPU的测量。因此，采用两片ATMEL公司生产的AT89C2051单片机来分别担任，AT89C2051具有内置2KB的EEPROM程序存储器和128个字节的RAM，且每个引脚能够吸入20mA的电流等这些良好特性。CPU1用来测量旋转轴的旋转周期并换算成转速，然后把显示数据发送给CPU2，CPU2平时只是在不断地扫描显示数据，当CPU1发送数据过来时，CPU2产生中断，立即接收数据，然后更新显示数据，这样在四位LED数码管上的数据就被立即更新了。采用两片CPU的好处是电路结构清晰，编程简单，实现了模块化设计。CPU之间采用串行接口方式2，以中断形式进行通信。