用P89C51RC+IA和EMP7064S實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速測(cè)量

轉(zhuǎn)速測(cè)量是伺服控制系統(tǒng)重要組成部分。迄今為止，測(cè)速可分為兩大類(lèi)：模擬電路測(cè)速和數(shù)字電路測(cè)速。微電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字測(cè)速技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)字測(cè)速性能的提高，使數(shù)字測(cè)速受到人們的重視。

隨著微電子技術(shù)的發(fā)展、計(jì)算機(jī)技術(shù)的成熟，出現(xiàn)了以計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)字測(cè)速裝置。這樣的速度測(cè)量裝置測(cè)量范圍寬、工作方式靈活多變、適應(yīng)面廣，具有普通數(shù)字測(cè)速裝置不可比擬的優(yōu)越性。本文應(yīng)用M/T法測(cè)速原理，借助PHILIPS P89C51RC+IA和ALTERAEPM7064S實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速測(cè)量。

1 M/T測(cè)量法工作原理

數(shù)字測(cè)速中用到的關(guān)鍵部件是光電編碼器，俗稱(chēng)碼盤(pán)。碼盤(pán)是一角度傳感器，將角度住處轉(zhuǎn)變成一列脈沖串?？叹€(xiàn)數(shù)m、刻線(xiàn)誤差ε、輸出信號(hào)的電特性是碼盤(pán)的主要技術(shù)指標(biāo)。碼盤(pán)輸出兩路相差90°的矩形脈沖串，每轉(zhuǎn)動(dòng)一周輸出m個(gè)脈沖。通過(guò)測(cè)量脈沖串的頻率即可測(cè)量轉(zhuǎn)速。

本文采用M/T法測(cè)速。此法需要一個(gè)碼盤(pán)脈沖計(jì)數(shù)器、一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間計(jì)數(shù)器、一個(gè)定時(shí)器。定時(shí)器設(shè)定測(cè)量時(shí)間Ts。在測(cè)量時(shí)間Ts內(nèi)，同時(shí)對(duì)碼盤(pán)脈沖和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)計(jì)數(shù)。測(cè)量時(shí)間到，產(chǎn)生定時(shí)中斷，單片機(jī)執(zhí)行中斷程序，讀出碼盤(pán)脈沖計(jì)數(shù)器和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間計(jì)數(shù)的值，由計(jì)數(shù)值求出轉(zhuǎn)速。

設(shè)碼盤(pán)刻線(xiàn)數(shù)為m，碼盤(pán)脈沖倍頻數(shù)為n，標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間為T(mén)C（s），碼盤(pán)脈沖計(jì)數(shù)值為Cm，標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間計(jì)數(shù)值為Ct，則轉(zhuǎn)速ω=360Cm/mnTcCt(°/s)。

2 碼盤(pán)脈沖預(yù)處理的EMP7064S實(shí)現(xiàn)

采用碼盤(pán)的數(shù)字測(cè)速系統(tǒng)中，對(duì)碼盤(pán)信號(hào)的處理包括倍頻、輸出控制和方向信號(hào)的提取。

2.1 碼盤(pán)脈沖倍頻電路

對(duì)碼盤(pán)輸出脈沖倍頻，相當(dāng)于增多碼盤(pán)刻線(xiàn)數(shù)，可提高測(cè)量準(zhǔn)確度，改善測(cè)量的動(dòng)態(tài)性能。碼盤(pán)脈沖計(jì)數(shù)值的大小影響刻誤差的大小。對(duì)同一個(gè)碼盤(pán)，輸出信號(hào)經(jīng)碼盤(pán)脈沖倍頻電路處理后，頻率提高，相同測(cè)量時(shí)間內(nèi)對(duì)碼盤(pán)脈沖的計(jì)數(shù)值大，測(cè)量結(jié)果中刻線(xiàn)造成的誤差小。同時(shí)，如果測(cè)量時(shí)間下限一定，可測(cè)的轉(zhuǎn)速下限就低。對(duì)碼盤(pán)脈沖處理最高可得4倍頻的脈沖信號(hào)。處理電路及時(shí)序關(guān)系如圖1所示。