51单片机红外测速方案实现直流电机速度测量

资源摘要信息:"本方案旨在利用51单片机配合红外线发射接收管实现对低压直流电机转速的测量。在介绍该方案之前，有必要对51单片机、红外线发射接收管以及测速原理进行基础知识铺垫。" 一、51单片机基础 51单片机是一种经典的微控制器，属于8位微处理器系列。由于其结构简单、价格低廉、应用广泛，经常被用在各种测控系统中。51单片机的核心是一块中央处理单元(CPU)，具备一定的RAM、ROM以及I/O端口，能够执行用户编写的程序控制外围设备。它通常使用C或C++语言进行编程。 二、红外线发射接收管基础 红外线发射接收管是红外通信的关键部件。发射管可以发出红外线信号，而接收管则能够检测到反射回来的红外信号。在测速方案中，通常将红外发射管对准一个有反射特性的目标（比如贴在电机轴上的反光纸），当电机运转时，红外线被反射回接收管，通过计算接收管接收到信号的频率可以推算出电机的转速。 三、测速原理 电机转速的测量基于光电效应和时间测量原理。电机轴上的标记会周期性地经过红外发射接收管，每当标记经过时，接收管就会检测到一次信号的变化。通过计算单位时间内的信号变化次数，就可以得到电机的转速。在51单片机系统中，可以通过计数器/定时器模块来实现信号变化次数的统计和时间的测量。 四、方案实现 1. 硬件组成：本方案主要由51单片机、红外线发射接收管、低压直流电机、电源、电机轴标记物（如反光纸）以及一些基础电路元件组成。 2. 软件实现：采用C或C++语言编写程序，利用51单片机的I/O端口来控制红外线发射管的发射频率，同时使用外部中断或定时器来记录红外线接收管接收到的信号次数，计算电机转速。 3. 程序流程：初始化单片机和相关模块，设置中断服务程序和计时器，当红外线接收管检测到信号变化时，进入中断服务程序记录信号次数，并通过计算得出转速，最后将转速值显示或存储起来。 五、技术要点 1. 精确计时：51单片机的计时器/计数器模块需要精确设置，以保证能够准确捕捉信号的变化。 2. 抗干扰设计：在设计电路时，要考虑到电磁干扰等因素，确保信号的稳定接收。 3. 电源管理：由于是测量低压直流电机，电源的设计要确保稳定，同时注意与电机供电分离，以免电磁干扰。 六、应用领域 本测速方案可广泛应用于教育、科研、工业生产等领域，用于测量和控制电机的速度，也可以扩展到其他旋转设备的速度测量。 七、结论 基于51单片机的红外线发射接收管测速方案具有成本低廉、操作简便、准确性高等优点，非常适合用于教学和工业控制系统中。通过对此方案的深入了解和应用，可以进一步推动基于51单片机的测控系统的开发和创新。