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

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

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

1 M/T測量法工作原理

數(shù)字測速中用到的關(guān)鍵部件是光電編碼器，俗稱碼盤。碼盤是一角度傳感器，將角度住處轉(zhuǎn)變成一列脈沖串?？叹€數(shù)m、刻線誤差ε、輸出信號的電特性是碼盤的主要技術(shù)指標(biāo)。碼盤輸出兩路相差90°的矩形脈沖串，每轉(zhuǎn)動一周輸出m個脈沖。通過測量脈沖串的頻率即可測量轉(zhuǎn)速。

本文采用M/T法測速。此法需要一個碼盤脈沖計數(shù)器、一個標(biāo)準(zhǔn)的時間計數(shù)器、一個定時器。定時器設(shè)定測量時間Ts。在測量時間Ts內(nèi)，同時對碼盤脈沖和標(biāo)準(zhǔn)時間信號計數(shù)。測量時間到，產(chǎn)生定時中斷，單片機(jī)執(zhí)行中斷程序，讀出碼盤脈沖計數(shù)器和標(biāo)準(zhǔn)時間計數(shù)的值，由計數(shù)值求出轉(zhuǎn)速。

設(shè)碼盤刻線數(shù)為m，碼盤脈沖倍頻數(shù)為n，標(biāo)準(zhǔn)時間為TC（s），碼盤脈沖計數(shù)值為Cm，標(biāo)準(zhǔn)時間計數(shù)值為Ct，則轉(zhuǎn)速ω=360Cm/mnTcCt(°/s)。

2 碼盤脈沖預(yù)處理的EMP7064S實(shí)現(xiàn)

采用碼盤的數(shù)字測速系統(tǒng)中，對碼盤信號的處理包括倍頻、輸出控制和方向信號的提取。

2.1 碼盤脈沖倍頻電路

對碼盤輸出脈沖倍頻，相當(dāng)于增多碼盤刻線數(shù)，可提高測量準(zhǔn)確度，改善測量的動態(tài)性能。碼盤脈沖計數(shù)值的大小影響刻誤差的大小。對同一個碼盤，輸出信號經(jīng)碼盤脈沖倍頻電路處理后，頻率提高，相同測量時間內(nèi)對碼盤脈沖的計數(shù)值大，測量結(jié)果中刻線造成的誤差小。同時，如果測量時間下限一定，可測的轉(zhuǎn)速下限就低。對碼盤脈沖處理最高可得4倍頻的脈沖信號。處理電路及時序關(guān)系如圖1所示。