CN101545916A - 一种cw型电涡流测功机转速测量电路和测量方法 - Google Patents

Abstract

一种CW型电涡流测功机转速测量电路，包括转速传感器、转速信号处理模块、控制模块、显示模块，所述转速信号处理模块包括信号处理器(PIC16F877)、转速信号整理电路，转速传感器的信号输出端通过转速信号整理电路连接信号处理器的转速信号输入端，信号处理器的显示信号输出端连接所述显示模块的显示信号输入端，信号处理器的控制信号输入端连接控制模块的控制信号输出端；该电路测量精度高、性能稳定，适于不同型号的CW型电涡流测功机使用。另外提供的一种转速测量方法，分别在低转速和高转速时分段采集转速，降低低转速时的运算量，提高高转速时的测量精度，并达到在低转速实施运行监控控制和超速运行时实施报警的目的。

Description

一种CW型电涡流测功机转速测量电路和测量方法

技术领域

本发明涉及CW型电涡流测功机测控技术领域，尤其涉及单片机技术在CW型电涡流测功机的转速测量中的应用以及使用在该技术中的测量方法。

背景技术

由于恒转速特性是电涡流测功机的最重要的性能特征之一，电涡流测功机对转速回路的控制精度要求很高，在恒转速控制方面，目前基本上是采取图1所示的技术方案，该技术方案中除计数电路以及用于输出显示信号的逻辑形成电路、段码驱动电路是数字体制以外，其它均是模拟体制；由于生产装配时齿数、型号的不同，硬件线路需要根据具体的电涡流测功机进行相应的专门焊装，因此导致工序繁琐，部件的生产、配套效率较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种CW型电涡流测功机转速测量电路，采集速度快，测量、显示精度高，抗干扰性能强，可实现实时控制；进一步的目的是提供一种使用在该转速测量电路上的转速测量方法。

一种CW型电涡流测功机转速测量电路，包括转速传感器、转速信号处理模块、控制模块、显示模块，其中：所述转速信号处理模块包括信号处理器、转速信号整理电路，转速传感器的信号输出端通过转速信号整理电路连接信号处理器的转速信号输入端，信号处理器的显示信号输出端连接所述显示模块的显示信号输入端，信号处理器的控制信号输入端连接控制模块的控制信号输出端；所述信号处理器采用单片机PIC16F877。

所述的CW型电涡流测功机转速测量电路，其中：所述转速信号整理电路包括顺次连接的光电耦合器、功率放大器和脉冲信号整形器，光电偶合器的信号输入端连接所述转速传感器的信号输出端，脉冲信号整形器的输出端连接所述信号处理器的转速信号输入端。

所述的CW型电涡流测功机转速测量电路，其中：所述转速信号处理模块还包括一运行监控控制电路，其包括第一开关功率管、第一继电器、第一导向二极管，第一开关功率管的栅极连接所述信号处理器的运行监控控制信号输出端，其源极接地、漏极通过第一继电器的线圈连接供电电源，第一继电器线圈的两端并联第一导向二极管，第一导向二极管的负极连接所述供电电源；第一继电器的常闭开关两端用于连接CW控制系统的电路控制装置。

所述的CW型电涡流测功机转速测量电路，其中：所述转速信号处理模块还包括一超速保护控制电路，其包括第二开关功率管、第二继电器、第二导向二极管，第二开关功率管的栅极连接所述信号处理器的超速保护控制信号输出端，源极接地、漏极通过第二继电器的线圈连接供电电源，第二继电器线圈的两端并联第二导向二极管，第二导向二极管的负极连接所述供电电源；第二继电器的常开开关其中一端连接所述供电电源，另一端用于连接待控制装置的控制开关驱动端。

所述的CW型电涡流测功机转速测量电路，其中：所述CW型电涡流测功机转速测量电路中还包括一上位机通讯模块，该上位机通讯模块的一通讯信号输入输出端连接所述信号处理器的通讯端口，该上位机通讯模块的另一通讯信号输入输出端用于连接上位机。

所述的CW型电涡流测功机转速测量电路，其中：所述的显示电路包括5个8段共阴数码管构成的LED数码管组，其中，每个数码管相同段的阳极连接在一起，分别通过一限流保护电阻与信号处理器的各段码信号输出端一一对应连接，信号处理器的各片选信号输出端通过一用于放大片选信号以驱动数码管的集成阵列块相应连接在对应数码管的共阴极。

所述的CW型电涡流测功机转速测量电路，其中：所述的控制模块包括一矩阵式键盘电路，该矩阵式键盘电路包括MENU、▲、、DONE四个按键，MENU键通过数据线连接在信号处理器的第二行线接口与第一列线接口之间，▲键通过数据线连接在信号处理器的第一行线接口与第一列线接口之间、键通过数据线连接在信号处理器的第二行线接口与第二列线接口之间、DONE键通过数据线连接在信号处理器的第一行线接口与第一列线接口之间；信号处理器的第一、第二列线分别通过一上拉电阻连接到相应电源上。

一种转速测量方法，其中：包括如下步骤：

a)、系统初始化，初始化后进入步骤b)；

b)、判断控制模块中的键盘是否有键按下，若是，进入步骤c)，若否，进入步骤e)；

c)、进入键处理流程，处理结束后，进入步骤d)；

d)、如果有键盘输入，根据键盘的输入，信号处理器控制显示电路显示相应的参数，处理完成后，进入步骤e)，否则直接进入步骤e)；

e)、如果系统是第一次启动测量，则直接进入步骤g)，否则直接进入步骤f)；

f)、判断进行M法采集的标志MFLAG是否为1，若为1则进入步骤g)，否则进入步骤h)；

g)、用M法测量当前转速，后进入步骤i)；

h)、用M/T法测量转速，后进入步骤j)；

i)、判断系统采集到的转速是否大于等于转速采集临界值，若是，进入步骤k)，否则进入步骤l)；

k)、将MFLAG赋值为0，后进入步骤m)；

l)、将MFLAG赋值为1，后进入步骤m)；

j)、判断系统采集到的转速是否小于转速采集临界值，若是，进入步骤l)，否则进入步骤k)；

m)、转速值显示在显示屏上，后进入步骤n)；

n)、判断系统采集到的转速值是否超过预设的超速报警值，若是，控制系统进行报警输出；若否，进入步骤b)。

所述的转速测量方法，其中：其步骤c)中所述的键处理流程包括如下步骤：

1)、将系统信号处理器的第一行线接口置为低电平，第二行线接口置为高电平，进入步骤2)；

2)、读入第一列线接口上的信号，判断第一列线接口上的信号是否为低电平，若是，进入步骤3)，若否，进入步骤4)；

3)、将按键变量J赋值为第三变量，之后进入步骤11)；

4)、读入第二列线接口上的信号，判断第二列线接口上的信号是否为低电平，若是，进入步骤5)，若否，进入步骤6)；

5)、将按键变量J赋值为第一变量，之后进入步骤11)；

6)、将系统信号处理器的第一行线接口置为低电平，第二行线接口置为高电平，进入步骤7)；

7)、读入第一列线接口上的信号，判断第一列线接口上的信号是否为低电平，若是，进入步骤8)，若否，进入步骤9)；

8)、将按键变量J赋值为第四变量，之后进入步骤11)；

9)、读入第二列线接口上的信号，判断第二列线接口上的信号是否为低电平，若是，进入步骤10)，若否，进入步骤11)；

10)、将按键变量J赋值为第二变量，之后进入步骤11)；

11)、键服务程序结束，返回。

一种转速捕捉中断处理方法，其中：包括如下步骤：

①)、从中断入口进入中断服务程序，进入步骤②)；

②)、在一个转速脉冲到达后，将转速脉冲个数计数变量n加1，然后进入步骤③)；

③)、判断n是否已达到预置的捕捉个数N，若是进入步骤④)，否则进入步骤⑤)；

④)、根据公式F_X＝n/m*T₀，计算得到转速，其中m值为捕捉口CCP1寄存器中记录从捕捉开始到结束这期间对内部时钟F_CLK的计数值，T₀为内部时钟内部时钟周期；之后进入步骤⑤)；

⑤)、中断返回。

本发明采用上述技术方案将达到如下的技术效果：

本发明的一种CW型电涡流测功机转速测量电路，将转速传感器捕捉到的转速信号转化成数字信号送入转速信号处理模块处理，转速信号处理电路中的信号处理器采用单片机PIC16F877，利用该单片机PIC16F877的输入信号、时钟脉冲同步捕捉技术，实现转速的同步采集；所述的转速信号整理电路中，光电耦合器起信号隔离的作用，滤除干扰杂波，使测量更为精确，脉冲信号整形器将输入信号处理器的脉冲信号的前后沿处理得更为陡峭，保证很高的转速精度；该转速测量电路是由控制模块设定测量过程的各种参量，由转速信号处理模块将处理结果送往显示模块进行显示，转速测量电路各部分均采用数字体制，实现全数字化处理，采集速度快、测量精确，可适应不同型号的CW型电涡流测功机转速测量用；转速测量电路还设置运行监控控制电路、超速保护控制电路、上位机通讯芯片，分别用于运行监控控制、超速保护和上位机通讯；其显示电路采用5个共阴极的LED段码管，显示精度高；其设置的矩阵式键盘电路，可对齿数、最大值、运行监控、超速报警值等参数测量参数进行设定，实现一键多用，降低设置成本，提高生产效率。另外提供的一种转速测量方法，分别在低转速和高转速时分段采集转速，降低低转速时的运算量，提高高转速时的测量精度，并达到在低转速实施运行监控控制和超速运行时实施报警的目的。本发明还提供了一种转速捕捉中断处理方法，在转速测量的过程中，可实时、准确地得到转速脉冲的个数从而计算得到实时、精确的转速值。

附图说明

图1为现有技术中一种针对电涡流测功机的转速测量电路原理框图；

图2为本发明的一种CW型电涡流测功机的转速测量电路原理图；

图3为本发明的一种转速测量方法流程图；

图4为图3所示转速测量方法中键处理流程的具体流程图；

图5为本发明的一种转速捕捉中断处理流程图；

图6为M法采集转速信号的示意图；

图7为M/T法采集转速信号的示意图；

图8为图2中显示模块所采用8段共阴数码管的管脚示意图。

具体实施方式

实施例：

一种CW型电涡流测功机转速测量电路，包括转速传感器、转速信号处理模块、控制模块、显示模块，其中：所述转速信号处理模块包括信号处理器N1、转速信号整理电路，转速传感器的信号输出端通过转速信号整理电路连接信号处理器N1的转速信号输入端，信号处理器N1的显示信号输出端连接所述显示模块的显示信号输入端，信号处理器N1的控制信号输入端连接控制模块的控制信号输出端。

本转速测量电路的原理图如图2所示，所述信号处理器N1采用型号为PIC16F877的单片机；所述转速信号整理电路包括顺次连接的光电偶合器N5、功率放大器N4和脉冲信号整形器N3，光电偶合器N5的信号输入端连接转速传感器的信号输出端5脚，脉冲信号整形器N3的输出端(10、12脚合并)连接所述信号处理器N1的转速信号输入端17脚(CCP1捕捉口)和时钟脉冲同步计数触发端15脚(时钟脉冲计数器T1CK1同步输入引脚)。

转速传感器采用HE16M型霍尔转速传感器，其4脚为电源端，连接12V电源，5脚为输出端，转速传感器把由转速磁盘旋转形成的转速信号检测到其内部处理电路中，再通过输出端5脚与12V电源之间连接的上拉电阻R1将感应到的转速数变成脉冲信号送给光电偶合器N5；光电偶合器N5主要起隔离的作用，滤除干扰杂波，提高转速测量电路的抗干扰性；光电偶合器N5将转速信号隔离处理后从其输出端7脚送至功率放大器V4的基极，驱动功率放大器V4导通，经功率放大器V4进行功率放大后送给脉冲整形器N3；脉冲整形器N3为一六反相器，它的主要作用就是对输入的转速脉冲信号进行处理整形，利用其六对反相输入输出接脚，将功率放大器V4输送来的脉冲信号整理的前后沿更陡峭，脉冲整形器N3的10、12脚为其输出端，它把整形后的转速信号同时送给信号处理器N1(单片机PIC16F877)的转速信号输入端17脚和时钟脉冲同步计数触发端15脚。

信号处理器N1(单片机PIC16F877)的17脚为CCP1捕捉输入端(CCP1捕捉指的是采集转速脉冲信号)，15脚为T1CK1同步输入引脚(T1CK同步输入指的是输入计数器的转速脉冲信号，该时钟脉冲信号是由单片机外部电路产生的。转速信号通过17、15脚并联使转速信号实现同步触发、计数、完成了转速的M、M/T法的测量；单片机PIC16F877将由17、15脚输入的转速信号进行数字处理，在低转速(300r/min)下采用M转速采集，判断转速高于预设值时(本实施例中预设值为300r/min)再转换为M/T法进行采集处理，使转速的测量范围和精度大为提高。

所述转速信号处理模块还包括一运行监控控制电路，该运行监控控制电路包括第一开关功率管V3(采用25n60)、第一继电器K1(采用HJR-3FF-S-Z)、第一导向二极管V1，第一开关功率管V3的栅极连接所述信号处理器N1的运行监控控制信号输出端24脚，其源极接地、漏极通过第一继电器K1的线圈连接5V供电电源，第一继电器K1线圈的两端并联第一导向二极管V1，第一导向二极管V1的负极连接所述5V供电电源；第一继电器K1的常闭开关两端(图2中所示的6、7脚)用于连接CW控制系统的电路控制装置；信号处理器N1的RC5脚(24脚)输出的是运行监控控制信号，当发动机起动后转速值上升到50r/min或以上时该端就会输出一高电平，使功率管V3导通，继电器K1上电吸合，其常闭接点断开，将5V电压与CW控制系统的电路控制装置断开，根据这个状态CW控制系统即可进行PID控制。

所述转速信号处理模块还包括一超速保护控制电路，该超速保护控制电路包括第二开关功率管V2(25n60)、第二继电器K2(HJR-3FF-S-Z)、第二导向二极管V5，第二开关功率管V2的栅极连接所述信号处理器V1的超速保护控制信号输出端16脚，其源极接地、漏极通过第二继电器K2的线圈连接5V供电电源，第二继电器K2线圈的两端并联第二导向二极管V5，第二导向二极管V5的负极连接所述5V供电电源；第二继电器K2的常开开关其中一端连接所述5V供电电源，另一端用于连接待控制装置的控制开关驱动端；当发动机起动后转速值上升到预先设定的超速转速(本实施例现设为2500r/min)以上时信号处理器N1的16脚就要输出一高电平，使功率管V2导通，继电器K2上电吸合，5V电源对CW控制系统的超速报警电路供电，实施报警，CW控制系统还根据这个5V电压控制相关部件实现超速保护(如关断油门等)。在信号处理器N1(PIC16F877)内部通过判断当前转速，若大于或等于设定的超转速值(2500r/min)，就将其16脚(即接脚RC1)置成高电平信号，否则将其16脚(RC1)恢复为低电平信号。

所述一种CW型电涡流测功机转速测量电路中还包括一上位机通讯芯片N2(为通信转换芯片MAX485)，该上位机通讯芯片N2的一通讯信号输入输出端(4脚、1脚、合并连接的2、3脚)对应连接所述信号处理器N1的SPI通讯端口(即信号处理器N1的25脚、26脚、10脚)，该上位机通讯芯片的另一通讯信号输入输出端(6脚、7脚)用于连接上位机的485通讯端口。

另外，信号处理器N1的23/RC4和18/RC3脚为I²C通信端口，本实施例中I²C通信端口目前为备份。

所述的显示电路包括5个8段共阴数码管构成的LED数码管组，8段共阴数码管的管脚示意图如图8所示，其段码端有a、b、c、d、e、f、g、h共8个管脚，其位选端是一个x管脚；5个共阴数码管相同段的阳极连接在一起，分别通过一限流保护电阻(对应的限流保护电阻分别为R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12)与信号处理器N1的各段码信号输出端(信号处理器N1对应的各管脚分别为19、20、21、22、27、28、29、30脚)一一对应连接，信号处理器N1的各片选信号输出端(即40、39、36、33、9脚)通过一用于放大片选信号以驱动数码管的集成阵列块N4相应连接在对应共阴数码管的位选端x管脚。

本实施例中，共阴极数码管采用SW12050，显示转速是采用动态显示的方式；数码管的显示方式分为动态和静态两种：动态显示是指数码管的段码信号和位选信号是间断提供的，如10ms左右为间隔，通过位选信号点亮该数码管5ms，之后位选信号停止而使数码管熄灭，由于人眼有视觉暂留的现象，故人眼看数码管是一直亮着；比如要显示12345这个数值，那么这个数要在5个数码管上动态显示，就需要控制它们的位选信号，此时RB7、RB6、RB3、RB0、RE1、分别表示个、十、百、千、万位的数码管的位选信号。则显示顺序如下：首先选通个位的位选信号，同时将个位数码管要显示的段码发送到个位数码管段码信号端，此时其他数码管的位选信号都是禁止的，让个位数码管亮上几毫秒之后，就将个位数码管位选信号禁止，然后将十位数码管位选信号选通，同时将十位数码管要显示的段码发送到十位数码管段码信号端，然后让该数码管亮上几毫秒之后，再禁止十位数码管的位选信号从而十位数码管现在熄灭，同理依次类推再同样方式控制百、千、万位的数码管，万位处理完后又从头开始从个位到万位一直循环下去。利用人眼视觉暂留现象达到动态显示的效果，它们控制集成阵列块N4的输入端按处理得到转速值计算产生个、十、百、千、万位的输出，使显示板上的数码管呈现出当前的转速值；另外，集成阵列块N4采用MC1413，它可输出满载500mA的电流，以驱动5只共阴极数码管SW12050，进行数码管的位控制。

所述的控制模块包括一矩阵式键盘电路，该矩阵式键盘电路包括MENU、▲、、DONE四个按键，MENU键通过数据线连接在信号处理器N1的第二行线接口RB2与第一列线接口RB4之间，▲键通过数据线连接在信号处理器的第一行线接口RB1与第一列线接口RB4之间、键通过数据线连接在信号处理器的第二行线接口RB2与第二列线接口RB5之间、DONE键通过数据线连接在信号处理器的第一行线接口RB1与第一列线接口RB4之间；信号处理器的第一、第二列线RB4、RB5分别通过一上拉电阻R25、R26连接到5V电源上。矩阵式键盘电路中的按键MENU、DONE、▲、可用来调整滤波次数、齿数(CW测功机主机磁盘的齿数)最大值标定、运行监控、超转速值设定、实现一键多用，提高效率。

矩阵式键盘的工作原理简述如下：如图2所示，信号处理器N1的第一、第二列线接口RB4、RB5分别通过上拉电阻R25、R26连接到5V电源上；因此当无键按下时，各列线接口RB4、RB5均为高电平状态；当第一行线接口RB1、第二行线接口RB2分别输出低电平时，若有键按下，相应的列线接口RB4或RB5上会出现低电平。根据此原理，但信号处理器N1(PIC16F877)对整个键盘进行扫描，即信号处理器N1(PIC16F877)不断对各行线接口轮流置低电平，然后检查各列线接口电平状态，再读入按键情况。如图2，在确定有键按下后，先把第一行线接口RB1置为低电平“0”，第二行线接口RB2置为高电平“1”，再读入两列线接口RB4、RB5的值，若第二列线接口RB5为高电平“1”，第一列线接口RB4为低电平“0”，则判断为▲键按下；若第二列线接口RB5为低电平“0”，第一列线接口RB4为高电平“1”，则DONE键按下；若B4、B5皆为“1”，则证明按下的键不在该行，应进行下一行的扫描。下一行的扫描时，置第一行线接口RB1为高电平“1”，第二行线接口RB2为低电平“0”，判断方法同理，这里不再赘述。

另外，5V电源还通过一发光二极管LED6和分压电阻R16的串联电路连接运行监控控制电路中V3的漏极，作用是通过V3导通时，5V电源通过其D-S极与地接通，点亮LED6发光报警。V1二极管是K1继电器的续流管。同理发光二极管LED7和分压电阻R13的串联电路是超速保护控制电路中起通路和续流作用的。

信号处理器N1的输出信号一面经8个段码信号输出接脚RD0～RD7(即19、20、21、22、27、28、29、30脚)和5个位选信号输出接脚RB7、RB6、RB3、RB0、RE1(即40、39、36、33、9脚)分别对应送至显示模块5个共阴数码管的各段码输入端和各共阴数码管的位选端，以显示测得的转速，以及通过上位机通讯芯片N2为上位机提供实测数据；另一面信号处理器N1的I²C通信端口(接脚RC4，即23脚和接脚RC3，即18脚)通过上拉电阻R22、R23与相关芯片(如位置处理芯片)进行数据交换。

如上可见，图2所示的转速处理电路利用其信号处理器N1(PIC16F877)可完成转速的测量、显示、处理、控制等要求；另外，本实施例采用的转速传感器HE16M的芯片内部装有处理放大电路，又设计有高通滤波器，能够输出稳定的数字信号，输出幅度与齿盘转速无关，有近零速度和高达100KHz的工作频率，同时供电电压范围宽(4.5—24V)，输出幅度大(为电源电压的0.95倍)，输出电流可达40mA；齿宽只要大于0.8mm就能工作，容许的间隙0.2mm—3mm，也便于安装，完全克服了电磁传感器存在的问题，可满足不同型号CW电涡流测功机系统的采集要求，因此，本转速处理电路适于不同型号CW电涡流测功机系统的转速测量、显示、处理、控制等要求；此外，转速信号整理电路中的光电偶合器N5可将转速传感器进入的干扰滤除掉一部分，使转速处理电路的可靠性、稳定性和抗电磁干扰能力都有很大的提高。

一种转速测量方法，流程图如图3所示，其具体步骤如下：

a)、系统初始化，初始化后进入步骤b)；

b)、判断控制模块中的键盘是否有键按下，若是，进入步骤c)，若否，进入步骤e)；

c)、进入键处理流程，处理结束后，进入步骤d)；

d)、如果有键盘输入，根据键盘的输入，信号处理器控制显示电路显示相应的参数，处理完成后，进入步骤e)，否则直接进入步骤e)；

e)、如果系统是第一次启动测量，则直接进入步骤g)，否则直接进入步骤f)；

f)、判断MFLAG标志是否为1，若为1则进入步骤g)，否则进入步骤h)；

g)、用M法测量当前转速，后进入步骤i)；

h)、用M/T法测量转速，后进入步骤j)；

i)、判断系统采集到的转速是否大于等于转速采集临界值，若是，进入步骤k)，否则进入步骤l)；

k)、将MFLAG赋值为0，后进入步骤m)(注：MFLAG为是否进行M法采集的标志，)；

l)、将MFLAG赋值为1，后进入步骤m)；

j)、判断系统采集到的转速是否小于转速采集临界值，若是，进入步骤1)，否则进入步骤k)；

m)、转速值显示在显示屏上，后进入步骤n)；

n)、判断系统采集到的转速值是否超过预设的超速报警值，若是，控制系统进行报警输出；若否，进入步骤b)。

这种M法、M/T法分段采集转速的转速测量方法，在转速低时，节省信号处理器的计算量，转速高时，可保证测量的精确；如此，其即保证了运行监控范围(50r/min)内的运行监控正确控制，又实现了超速报警和全转速范围内的测量的精确度。

转速的同步采集过程中，首次采集转速信号时先使用M法；转速采集M法的原理如图6所示：是在单位时间T内(一般是1秒)，通过计数器记录转速脉冲的个数为m’个，这样转速fx＝m’，但是由于当1秒时间到时，不一定正好是一个整数转速脉冲，用此方法测的转速有±1个脉冲所引起的误差，这种方法仅适于转速较低时进行测量，若转速大于300rpm，则需启动M/T法采集转速。

M/T法的原理如图7所示，如在T1时刻捕捉一次TMR1计数器中时钟脉冲的个数，T2时刻时再次捕捉此时TMR1计数器中时钟脉冲的个数，在T1、T2时刻之间的时间段里，信号处理器N1的CCP捕捉口17脚共捕捉了n个转速脉冲，计数器TMR1中两个时刻的时钟脉冲个数之差为m个时钟脉冲，由于捕捉的功能从硬件上保证了记录转速脉冲和时钟脉冲开始时的同步，从而保证了记录的转速脉冲个数是整数个，故该方法测量的转速的误差是由于±1个时钟脉冲引起的，设定时钟脉冲的周期t₀足够小，就可使误差达到要求；这样可得转速fx＝n/(m*t₀)。

该转速测量方法由M法和M/T法的分段采集，实现了宽范围的转速精确测量，本实施例中设定转速在50r/min下进行运行监控输出(该运行监控输出具体是监控发动机是否已经运行)、转速50-20000r/min范围内进行超速保护报警输出(本实施例中超速保护报警控制电路的输出端连接有励磁绕组、油门执行器、健留接触器等)，转速测量范围为0-20000r/min。

上述转速测量方法步骤c)中所述的键处理流程具体包括如下的步骤：

1)、将系统信号处理器的第一行线接口RB1置为低电平，第二行线接口RB2置为高电平，进入步骤2)；

2)、读入第一列线接口RB4上的信号，判断第一列线接口RB4上的信号是否为低电平，若是，进入步骤3)，若否，进入步骤4)；

3)、将按键变量J赋值为第三变量，之后进入步骤11)；(按键变量J赋值为第三变量即说明MENU键被按下)

4)、读入第二列线接口RB5上的信号，判断第二列线接口RB5上的信号是否为低电平，若是，进入步骤5)，若否，进入步骤6)；

5)、将按键变量J赋值为第一变量，之后进入步骤11)；(按键变量J赋值为第一变量即说明键被按下)

6)、将系统信号处理器的第一行线接口RB1置为低电平，第二行线接口RB2置为高电平，进入步骤7)；

7)、读入第一列线接口RB4上的信号，判断第一列线接口RB4上的信号是否为低电平，若是，进入步骤8)，若否，进入步骤9)；

8)、将按键变量J赋值为第四变量，之后进入步骤11)；(按键变量J赋值为第四变量即说明▲键被按下)

9)、读入第二列线接口RB5上的信号，判断第二列线接口RB5上的信号是否为低电平，若是，进入步骤10)，若否，进入步骤11)；

10)、将按键变量J赋值为第二变量，之后进入步骤11)；(按键变量J赋值为第二变量即说明DONE键被按下)

11)、键服务程序结束，返回。

上述键处理流程见图4所示。

在转速测量的过程中，为实时、准确地得到转速脉冲的个数从而计算得到转速，本发明还提供了一种转速捕捉中断方法，其流程图如图5所示，其具体步骤如下：

①)、从中断入口进入中断服务程序，进入步骤②)；

②)、在一个转速脉冲到达后，将转速脉冲个数计数变量n加1，然后进入步骤③)；

③)、判断n是否已达到预置的捕捉个数N，若是进入步骤④)，否则进入步骤⑤)；(注：N是预置要捕捉转速脉冲的个数，根据实际转速的大小算出下一次要捕捉转速脉冲的个数。)

④)、根据公式F_X＝n/m*T₀，计算得到转速，其中m值为捕捉口CCP1寄存器中记录从捕捉开始到结束这期间对内部时钟F_CLK的计数值，T₀为内部时钟内部时钟周期；之后进入步骤⑤)；

⑤)、中断返回。

本发明利用单片机PIC16F877的独特性能，满足了电涡流测功机转速的测量、显示、传送、控制输出的要求；利用单片机PIC16F877的捕捉技术，实现了转速的同步采集；通过在控制模块的控制面板上操作按键MENU、DONE、▲、，既可实现数字设定、数字操作、数字显示。

Claims (10)

1、一种CW型电涡流测功机转速测量电路，包括转速传感器、转速信号处理模块、控制模块、显示模块，其特征在于：所述转速信号处理模块包括信号处理器、转速信号整理电路，转速传感器的信号输出端通过转速信号整理电路连接信号处理器的转速信号输入端，信号处理器的显示信号输出端连接所述显示模块的显示信号输入端，信号处理器的控制信号输入端连接控制模块的控制信号输出端；所述信号处理器采用单片机PIC16F877。

2、如权利要求1所述的CW型电涡流测功机转速测量电路，其特征在于：所述转速信号整理电路包括顺次连接的光电耦合器、功率放大器和脉冲信号整形器，光电偶合器的信号输入端连接所述转速传感器的信号输出端，脉冲信号整形器的输出端连接所述信号处理器的转速信号输入端。

3、如权利要求2所述的CW型电涡流测功机转速测量电路，其特征在于：所述转速信号处理模块还包括一运行监控控制电路，其包括第一开关功率管、第一继电器、第一导向二极管，第一开关功率管的栅极连接所述信号处理器的运行监控控制信号输出端，其源极接地、漏极通过第一继电器的线圈连接供电电源，第一继电器线圈的两端并联第一导向二极管，第一导向二极管的负极连接所述供电电源；第一继电器的常闭开关两端用于连接CW控制系统的电路控制装置。

4、如权利要求1至3任一项所述的CW型电涡流测功机转速测量电路，其特征在于：所述转速信号处理模块还包括一超速保护控制电路，其包括第二开关功率管、第二继电器、第二导向二极管，第二开关功率管的栅极连接所述信号处理器的超速保护控制信号输出端，源极接地、漏极通过第二继电器的线圈连接供电电源，第二继电器线圈的两端并联第二导向二极管，第二导向二极管的负极连接所述供电电源；第二继电器的常开开关其中一端连接所述供电电源，另一端用于连接待控制装置的控制开关驱动端。

5、如权利要求1至3任一项所述的CW型电涡流测功机转速测量电路，其特征在于：所述CW型电涡流测功机转速测量电路中还包括一上位机通讯模块，该上位机通讯模块的一通讯信号输入输出端连接所述信号处理器的通讯端口，该上位机通讯模块的另一通讯信号输入输出端用于连接上位机。

6、如权利要求1至3任一项所述的CW型电涡流测功机转速测量电路，其特征在于：所述的显示电路包括5个8段共阴数码管构成的LED数码管组，其中，每个数码管相同段的阳极连接在一起，分别通过一限流保护电阻与信号处理器的各段码信号输出端一一对应连接，信号处理器的各片选信号输出端通过一用于放大片选信号以驱动数码管的集成阵列块相应连接在对应数码管的共阴极。

7、如权利要求1至3任一项所述的CW型电涡流测功机转速测量电路，其特征在于：所述的控制模块包括一矩阵式键盘电路，该矩阵式键盘电路包括MENU、▲、

DONE四个按键，MENU键通过数据线连接在信号处理器的第二行线接口与第一列线接口之间，▲键通过数据线连接在信号处理器的第一行线接口与第一列线接口之间、

键通过数据线连接在信号处理器的第二行线接口与第二列线接口之间、DONE键通过数据线连接在信号处理器的第一行线接口与第一列线接口之间；信号处理器的第一、第二列线分别通过一上拉电阻连接到相应电源上。

8、一种转速测量方法，其特征在于：包括如下步骤：

a)、系统初始化，初始化后进入步骤b)；

b)、判断控制模块中的键盘是否有键按下，若是，进入步骤c)，若否，进入步骤e)；

c)、进入键处理流程，处理结束后，进入步骤d)；

d)、如果有键盘输入，根据键盘的输入，信号处理器控制显示电路显示相应的参数，处理完成后，进入步骤e)，否则直接进入步骤e)；

e)、如果系统是第一次启动测量，则直接进入步骤g)，否则直接进入步骤f)；

f)、判断进行M法采集的标志MFLAG是否为1，若为1则进入步骤g)，否则进入步骤h)；

g)、用M法测量当前转速，后进入步骤i)；

h)、用M/T法测量转速，后进入步骤j)；

i)、判断系统采集到的转速是否大于等于转速采集临界值，若是，进入步骤k)，否则进入步骤l)；

k)、将MFLAG赋值为0，后进入步骤m)；

l)、将MFLAG赋值为1，后进入步骤m)；

j)、判断系统采集到的转速是否小于转速采集临界值，若是，进入步骤l)，否则进入步骤k)；

m)、转速值显示在显示屏上，后进入步骤n)；

n)、判断系统采集到的转速值是否超过预设的超速报警值，若是，控制系统进行报警输出；若否，进入步骤b)。

9、如权利要求8所述的转速测量方法，其特征在于：其步骤c)中所述的键处理流程包括如下的步骤：

1)、将系统信号处理器的第一行线接口置为低电平，第二行线接口置为高电平，进入步骤2)；

2)、读入第一列线接口上的信号，判断第一列线接口上的信号是否为低电平，若是，进入步骤3)，若否，进入步骤4)；

3)、将按键变量J赋值为第三变量，之后进入步骤11)；

4)、读入第二列线接口上的信号，判断第二列线接口上的信号是否为低电平，若是，进入步骤5)，若否，进入步骤6)；

5)、将按键变量J赋值为第一变量，之后进入步骤11)；

6)、将系统信号处理器的第一行线接口置为低电平，第二行线接口置为高电平，进入步骤7)；

7)、读入第一列线接口上的信号，判断第一列线接口上的信号是否为低电平，若是，进入步骤8)，若否，进入步骤9)；

8)、将按键变量J赋值为第四变量，之后进入步骤11)；

9)、读入第二列线接口上的信号，判断第二列线接口上的信号是否为低电平，若是，进入步骤10)，若否，进入步骤11)；

10)、将按键变量J赋值为第二变量，之后进入步骤11)；

11)、键服务程序结束，返回。

10、一种转速捕捉中断处理方法，其特征在于：包括如下步骤：

①)、从中断入口进入中断服务程序，进入步骤②)；

②)、在一个转速脉冲到达后，将转速脉冲个数计数变量n加1，然后进入步骤③)；

③)、判断n是否已达到预置的捕捉个数N，若是进入步骤④)，否则进入步骤⑤)；

④)、根据公式F_x＝n/m*T₀，计算得到转速，其中m值为捕捉口CCP1寄存器中记录从捕捉开始到结束这期间对内部时钟F_CLK的计数值，T₀为内部时钟内部时钟周期；之后进入步骤⑤)；

⑤)、中断返回。

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