专利名称：测量转速正反方向的转速表的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测量转速正反方向的转速表，属于自动化仪表技术。
转速表属于自动化仪表，按显示方式分为数字式和指针式两种，应用范围比较广泛，在汽车、摩托车、机床等领域已经得到普遍的应用。其市场需求量相当大，产值也非常高。目前，转速表存在的问题是①测量转速和判别方向两部分电路独立，相当于两块仪表；②选用数字电路器件，仪表的成本比较高，体积大。
本发明的目的在于提供一种可以将测量转速和判别方向两部分电路统一起来的转速表，它采用数字式显示，测量转速范围宽，而且成本低。
本发明的转速表由显示器、电源开关、串行RS-232接口、探头插座、测量转速探头、电路板共同电气连接而成，其中，电路板上的电路包括磁敏开关电路、单片机电路、位驱动和译码电路、串行RS-232接口电路，其相互连接关系为显示器与电路板上的位驱动和译码电路相电气连接，串行RS232接口插座与电路板上的单片机相电气连接，测量转速探头插在探头插座上并与电路板上的单片机电路相电气连接，电源开关与电路板的控制电源线相电气连接；两组磁敏开关电路由两个信号输出线分别与单片机的两个计数输入端相电气连接；位驱动和译码电路分别通过译码输入线、译码输出线与单片机、显示器相电气连接；串行RS-232接口的通讯线与单片机的通讯输入、输出线电气连接。
在上述转速表中，磁敏开关电路由电阻R1～R4、磁敏开关器件IC1、IC2电气连接构成；位驱动和译码电路由译码电路IC3、位驱动电路IC4电气连接构成；单片机电路由电容C1和C2、晶振电路MZ、单片机IC5、电阻R5、电容C3电气连接构成；串行接口RS-232电路由串行接口电路IC6、电容C4～C7电气连接构成；显示器为6位LED显示器，由显示数码管LED1～6电气连接构成。
在本发明中，单片机的测量正反方向和转速的软件程序如下当A磁块接近磁敏开关电路IC1时，有低脉冲产生，输出到单片机T0引脚，B磁块接近磁敏开关电路IC2时，有低脉冲产生，输出到单片机T1引脚。开计数器中断T0，关掉中断T1当磁块A接近IC1时，有中断T0产生，计数开始，查询T1，磁块B接近IC2时，有低电平产生，停止T0计数，时间为tAB。开中断T1，关掉中断T0当磁块B接近IC2时，有中断T1产生，计数开始，查询T0，磁块A接近IC1时，有低电平，停止T1计数，时间为tBA。时间差Δt＝tAB-tBA，当Δt＜0时，旋转物体为逆时针方向，显示为“-”号；当Δt＞0时，旋转物体为顺时针方向，显示为“+”号。转速时间测量，开计数器中断T0，关掉中断T1磁块A接近IC1时，中断产生，计数开始，查询T0，第二次为低电平停止计数，即磁块A旋转一周，得到转速时间t，对时间t取倒数，得到转速 由于磁块机械安装时保证α＜180°，有Δt≠0。
本转速表的工作作用原理和电路工作原理如下物体旋转时磁块A和磁块B分别触发磁敏开关电路，磁敏开关电路输出的脉冲信号输入到单片机IC5的计数器T0、T1两个输入端，利用计数器T0测量转速，利用两计数连续、分别计数测量转速的时间，两次时间相减可以判断旋转物体的正反方向。测量的转速信号通过单片机的P1口分别送位驱动和译码电路，经过位驱动和译码电路送LED显示，并通过串行RS-232接口输出。
本发明与现有技术相比有如下的优点和效果(1)测量转速和判断方向利用同一测量电路；(2)本发明的转速表的电路器件少，成本低；(3)测量转速范围宽。
下面结合说明书附图和具体的实施方式对本发明进一步加以说明

图1是本发明的外型结构示意图；图2为本发明的旋转物体和两个磁块安装方式示意图；图3是本发明的电路连接方框图；图4是本发明的电路原理图；图5是本发明的程序框图。
在图1中，1为6位LED显示器、2为机壳、3为电源开关、4为串行RS-232接口、5为探头插座。
在图2中，8为测量转速探头，6和7分别代表旋转磁块A和B，α为两个磁块之间的夹角，α＜180°。
在图1和图2中，上述各部件的相互位置和连接关系为电路板固定安装于机壳2内，LED显示器1安装于机壳2的前面板上部并与电路板上的位驱动和译码电路相电气连接，串行RS232接口插座4安装在机壳2的后面板上并与电路板上的单片机相电气连接，测量转速探头8插在探头插座5上并与电路板上的单片机相电气连接，电源开关3安装于机壳的后面板上部并与电路板的控制电源线相电气连接，旋转磁块6和7安装在被测量旋转物体上。
由图3可见，物体旋转时磁块A和磁块B分别触发磁敏开关电路，磁敏开关电路输出的脉冲信号输入到单片机中，经相关处理可以判断旋转物体的正反方向。测量的转速信号分别送位驱动和译码电路，经过位驱动和译码电路送LED显示，并通过串行RS-232接口输出。
由图4显示，磁敏开关电路由电阻R1～R4、磁敏开关器件IC1、IC2电气连接构成；位驱动和译码电路由译码电路IC3、位驱动电路IC4电气连接构成；单片机电路由电容C1和C2、晶振电路MZ、单片机IC5、电阻R5、电容C3电气连接构成；串行接口RS-232电路由串行接口电路IC6、电容C4～C7电气连接构成；LED显示器由显示数码管LED1～6电气连接构成。在图中，标号相同的线相互连接。
由图5显示，当磁块A接近磁敏开关电路IC1时，有低脉冲产生，输出到单片机T0引脚，磁块B接近磁敏开关电路IC2时，有低脉冲产生，输出到单片机T1引脚。开计数器中断T0，关掉中断T1当磁块A接近IC1时，有中断T0产生，计数开始，查询T1，磁块B接近IC2时，有低电平产生，停止T0计数，时间为tAB。开中断T1，关掉中断T0当磁块B接近IC2时，有中断T1产生，计数开始，查询T0，磁块A接近IC1时，有低电平，停止T1计数，时间为tBA。时间差Δt＝tAB-tBA，当Δt＜0时，旋转物体为逆时针方向，显示为“-”号；当Δt＞0时，旋转物体为顺时针方向，显示为“+”号。转速时间测量，开计数器中断T0，关掉中断T1磁块A接近IC1时，中断产生，计数开始，查询T0，第二次为低电平停止计数，即磁块A旋转一周，得到转速时间t，对时间t取倒数，得到转速 由于磁块机械的安装保证α＜180°，有Δt≠0。
本发明的制作以及各元器件要求如下(1)机壳及面板可选用塑料或其它金属材料，按照图1用通用的方法加工；(2)LED显示器选用通用型号的即可；(3)按图4绘制印刷电路板，然后选择元器件进行焊接及安装调试，其中，IC1和IC2可选US3020型磁敏开关电路；IC3可选译码可驱动电路4513；IC4可选地址译码电路74LS138；IC5可选单片机AT89C51电路；IC6可选通讯接口电路TSC232电路；(4)安装调试好的电路板装于机壳内，并把相响应部分分别与LED显示器、电源开关、串行接口进行连接。
权利要求
1.一种测量转速正反方向的转速表，由显示器、电源开关、串行RS-232接口、探头插座、测量转速探头、电路板共同电气连接而成，其中，电路板上的电路包括磁敏开关电路、单片机电路、位驱动和译码电路、串行RS-232接口电路，其相互连接关系为显示器与电路板上的位驱动和译码电路相电气连接，串行RS232接口插座与电路板上的单片机相电气连接，测量转速探头插在探头插座上并与电路板上的单片机电路相电气连接，电源开关与电路板的控制电源线相电气连接；两组磁敏开关电路由两个信号输出线分别与单片机的两个计数输入端相电气连接；位驱动和译码电路分别通过译码输入线、译码输出线与单片机、显示器相电气连接；串行RS-232接口的通讯线与单片机的通讯输入、输出线电气连接。
2.如权利要求1所述的转速表，其特征在于磁敏开关电路由电阻R1～R4、磁敏开关器件IC1、IC2电气连接构成；位驱动和译码电路由译码电路IC3、位驱动电路IC4电气连接构成；单片机电路由电容C1和C2、晶振电路MZ、单片机IC5、电阻R5、电容C3电气连接构成；串行接口RS-232电路由串行接口电路IC6、电容C4～C7电气连接构成；显示器为6位LED显示器，由显示数码管LED1～6电气连接构成。
3.如权利要求2所述的转速表，其特征在于IC1和IC2选用US3020型磁敏开关电路；IC3选用译码可驱动电路4513；IC4选用地址译码电路74LS138；IC5选用单片机AT89C51电路；IC6选用通讯接口电路TSC232电路。
全文摘要
一种测量转速正反方向的转速表,由显示器、电源开关、串行RS－232接口、探头插座、测量转速探头、电路板共同电气连接而成,其电路部分由磁敏开关电路、单片机电路、位驱动和译码电路、串行RS－232接口电路、显示器共同电气连接构成。本发明可以将测量转速和判别方向两部分电路统一起来,采用数字式显示,测量转速范围宽,成本低。
文档编号G01P3/42GK1374530SQ02115120
公开日2002年10月16日 申请日期2002年4月19日 优先权日2002年4月19日
发明者孙慧卿, 郭志友 申请人:华南师范大学