用P89C51RC+IA和EMP7064S实现转速测量

2.3 方向信号提取电路

当测转速时，不仅要给出速度的大小，还要给出速度的方向。由采用的测量原理可知，测量过程中不能得出方向的信息，转动方向只能通过码盘输出脉冲得到。设顺时针转时，A超前B90°；反之，B超前A90°。根据这一关系可得到方向信号。实现此功能的电路及时序如图3所示。D为不同电平分别代表不同的转动方向。

3 测量系统的构成

测量过程中用到一个定时器，一个带捕获功能的码盘脉冲计数器和一个带捕获功能的标准时间计数器。 P89C51RC+IA有三个定时器TIME0～0和一个 PCA可编程计数阵列。其中定时器2和PCA阵列具有计数捕获功能。根据采用的测量方法构成如图4所示的测量框图。由图4可知，定时器2用于码盘脉冲计数，PCA阵列用作标准时间信号计数，定时器1用于定测量时间，这样就构成基本的测量系统。在测量时定测量时间，这样就构成基本的测量系统。在测量时间Ts内同时对码盘脉冲Fm(倍频后的信号)和标准时间信号计数。定时器1每隔时间Ts就产生一次中断。定时器2和PCA计数阵列都为下降沿捕获。捕获寄存器在a、b时刻的值分别是计数器在ti、ti+1时刻的计数值。设定时器2和PCA阵列捕获寄存器在a、b时刻的值分别为Cti、Cti+1和Cmi、 Cmi+1。则转速为ω=[90（Cmi+1-Cmi）/mTc(Cti+1-Cti)](°/s)。

4 软件设计

本文介绍了以M/T法为基础，为PHILIPS P89C51RC+IA和ALTERA EMP7064S实现转速测量的数字测量法。由于P89C51RC+IA单片机定时器2、PCA可编程计数器捕获功能的特殊结构及EMP7064S的可编程功能，大大简化了电路设计，提高了系统的可靠性。此仪器被做成PC ISA卡的个人仪器，既可利用PC机的资源，又可简化测量系统。此设计已成功应用于模拟仿真试验转台的速率测量中。