专利摘要

本发明的目的是一种基于单片机的直流电机测速装置，包括中心控制电路、电机模块、运算放大电路、电压比较电路和显示电路，中心控制电路包括单片机和晶振电路，单片机第9引脚与复位电路连接，中心控制电路、运算放大电路与电压比较电路相连接构成测速电路，显示电路与中心控制电路相连接，电机模块包括直流电机和采样电阻，直流电机的一端连接到VCC，直流电机另一端和采样电阻的一端连接后与运算放大模块的LM358运算放大器第3脚连接，采样电阻另一端与LM358运算放大器第3脚共地连接，通过对此测速装置的改进，在复杂的环境下测量的数据稳定，精准度较高，并且成本低廉，方便实用，使用简单，利用率高，便于携带，市场前景大的优点。

权利要求

1.一种基于单片机的直流电机测速装置，其特征在于：包括中心控制电路、电机模块、运算放大电路、电压比较电路和显示电路，所述的中心控制电路包括单片机和晶振电路，单片机第9引脚与复位电路连接，所述的中心控制电路、运算放大电路与电压比较电路相连接构成测速电路，所述的显示电路与中心控制电路相连接，所述的电机模块包括直流电机和采样电阻，直流电机的一端连接到VCC，直流电机另一端和采样电阻的一端连接后与运算放大模块的LM358运算放大器第3脚连接，采样电阻另一端与LM358运算放大器第3脚共地连接，所述的单片机共有40个引脚，单片机的第40脚和第31脚接VCC，单片机的第20脚接地，所述的晶振电路包括晶振Y1、电容C2和电容C3，晶振Y1的一端分别与电容C2和单片机的第18脚相连，晶振Y1另一端分别与电容C3和单片机的第19脚相连，电容C3另一端与电容C2另一端相连接地，所述的复位电路包括按键S1，电容C1和电阻R1，按键S1的一端分别与电容C1一端和电源VCC相连，按键S1的另一端分别与电容C1另一端和电阻R1的一端相连，电阻R1的另一端与单片机的第9脚相连，所述的显示电路包括FM12864M液晶显示屏，FM12864M液晶显示屏的第2脚、第15脚、第17脚和第19脚同时接VCC，FM12864M液晶显示屏的第1脚和第20脚同时接地，FM12864M液晶显示屏的第4脚至第6脚分别与单片机的第33脚至第35脚连接，FM12864M液晶显示屏的第7脚与单片机的第28脚相连，FM12864M液晶显示屏的第8脚与单片机的第27脚相连，FM12864M液晶显示屏的第9脚与单片机的第26脚相连，FM12864M液晶显示屏的第10脚与单片机的第25脚相连，FM12864M液晶显示屏的第11脚与单片机的第24脚相连，FM12864M液晶显示屏的第12脚与单片机的第23脚相连，FM12864M液晶显示屏的第13脚与单片机的第22脚相连，FM12864M液晶显示屏的第14脚与单片机的第21脚相连，FM12864M液晶显示屏的第1脚、第3脚同时与电感连接后分别与单片机的第40脚、第31脚连接，其特征在于，所述的运算放大电路包括两个LM358运算放大器和TLV2462运算放大器，LM358运算放大器的第4脚与单片机的第20脚连接，LM358运算放大器的第8脚与单片机的第40脚连接，其中一个LM358运算放大器的第2脚与电阻R3连接后连接到电感的一端，电感的另一端与其中一个LM358运算放大器的第3脚相连，其中一个LM358运算放大器的第1脚与电阻R3的另一端相连后与单片机的第10脚相连，另一个LM358运算放大器的第2脚与电阻相连、第5脚与电阻相连后同时与另一个LM358运算放大器的第1脚相连，另一个LM358运算放大器的第6脚与电阻相连后接地，另一个LM358运算放大器的第6脚、第7脚同时连接到电阻的两端，所述的TLV2462运算放大器的第4脚接地，TLV2462运算放大器的第8脚接VCC，TLV2462运算放大器的第1脚与电容相连后连接到TLV2462运算放大器的第3脚。

2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的直流电机测速装置，其特征在于，所述的电压比较电路包括两个LM339电压比较器，LM339电压比较器的第12脚与单片机的第20脚连接，第3脚与单片机的第40脚连接，其中一个LM339电压比较器的第9脚与电感相连，电感的一端连接到电源VCC，电感的另一端接地，其中一个LM339电压比较器的第14脚的一端连接到单片机的第14脚，其中一个LM339电压比较器的第14脚的另一端与电阻相连后连接到电源VCC,另一个LM339电压比较器的第2脚与三个电容并联，并联后的一端与另一个LM339电压比较器的第9脚连接，并联后的另一端接地，另一个LM339电压比较器的第4脚、第8脚分别与电感连接，电感的一端接地，电感的另一端接VCC,另一个LM339电压比较器的第14脚一端与电阻串联后接VCC,另一个LM339电压比较器的第14脚的另一端与电感串联后接地。

3.根据权利要求1所述的一种基于单片机的直流电机测速装置，其特征在于，所述的另一个LM358运算放大器的第7脚连接到另一个LM339电压比较器的第5脚，所述的另一个LM339电压比较器的第14脚与三个电阻串联后连接到所述的TLV2462运算放大器的第3脚，所述的TLV2462运算放大器的第2脚连接到电感的一端，电感的另一端连接到电阻的一端，电阻的另一端连接到其中一个LM339电压比较器的第8脚。

说明书

技术领域

本发明涉及一种测速装置，尤其涉及一种基于单片机的直流电机测速装置。

背景技术

随着社会的发展，人们对物质生活的不断追求，大量的新型工具投入使 用，这必定会造成一系列的环境破坏，因此在灰尘大能见度低温度系数高的 环境下对测速装置也有相当高的要求，市场上多数测量装置不适合用于复杂 的测速环境，因干扰太大的环境不能够得到稳定准确的测量数据。

因此，提供一种基于单片机的直流电机测速装置，以期能对测速装置的改 进，实现了在复杂的环境下测量的数据稳定、精准度较高的要求，这就成为本 领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明主要是在基于单片机的基础上，利用线圈测量的方式方法，加上电 机永磁中间的空隙电动机转动摩擦换向器换向出现的高低脉冲，电感一侧放置 缝隙表面感应辐射出的电磁信号加以处理，变换成TTL电平供单片机识别，仅 需简单的判断每秒钟的脉冲也就是电动机换向次数即可准确测量电动机转速， 该方法测量直流电动机，测量的数据稳定，精准度较高。

为解决背景技术中所述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于单片机的直流电机测速装置，包括中心控制电路、电机模块、运 算放大电路、电压比较电路和显示电路，所述的中心控制电路包括STC12C5A60S2 单片机和晶振电路，STC12C5A60S2单片机第9引脚与复位电路连接，所述的中 心控制电路、运算放大电路与电压比较电路相连接构成测速电路，所述的显示 电路与中心控制电路相连接，所述的电机模块包括直流电机和采样电阻，直流 电机的一端连接到VCC，直流电机另一端和采样电阻的一端连接后与运算放大模 块的LM358运算放大器第3脚连接，采样电阻另一端与LM358运算放大器第3 脚共地连接。

优选地，所述的STC12C5A60S2单片机共有40个引脚，STC12C5A60S2单片 机的第40脚和第31脚接VCC，STC12C5A60S2单片机的第20脚接地。

优选地，所述的晶振电路包括晶振Y1、电容C2和电容C3，晶振Y1的一端 分别与电容C2和STC12C5A60S2单片机的第18脚相连，晶振Y1另一端分别与 电容C3和STC12C5A60S2单片机的第19脚相连，电容C3另一端与电容C2另一 端相连接地。

优选地，所述的复位电路包括按键S1，电容C1和电阻R1，按键S1的一端 分别与电容C1一端和电源VCC相连，按键S1的另一端分别与电容C1另一端和 电阻R1的一端相连，电阻R1的另一端与STC12C5A60S2单片机的第9脚相连。

优选地，所述的运算放大电路包括两个LM358运算放大器和TLV2462运算 放大器，LM358运算放大器的第4脚与STC12C5A60S2单片机的第20脚连接，LM358 运算放大器的第8脚与STC12C5A60S2单片机的第40脚连接，其中一个LM358 运算放大器的第2脚与电阻R3连接后连接到电感的一端，电感的另一端与其中 一个LM358运算放大器的第3脚相连，其中一个LM358运算放大器的第1脚与 电阻R3的另一端相连后与STC12C5A60S2单片机的第10脚相连，另一个LM358 运算放大器的第2脚与电阻相连、第5脚与电阻相连后同时与另一个LM358运 算放大器的第1脚相连，另一个LM358运算放大器的第6脚与电阻相连后接地， 另一个LM358运算放大器的第6脚、第7脚同时连接到电阻的两端，所述的 TLV2462运算放大器的第4脚接地，TLV2462运算放大器的第8脚接VCC，TLV2462 运算放大器的第1脚与电容相连后连接到TLV2462运算放大器的第3脚。

优选地，所述的电压比较电路包括两个LM339电压比较器，LM339电压比较 器的第12脚与STC12C5A60S2单片机的第20脚连接，第3脚与STC12C5A60S2 单片机的第40脚连接，其中一个LM339电压比较器的第9脚与电感相连，电感 的一端连接到电源VCC，电感的另一端接地，其中一个LM339电压比较器的第 14脚的一端连接到STC12C5A60S2单片机的第14脚，其中一个LM339电压比较 器的第14脚的另一端与电阻相连后连接到电源VCC,另一个LM339电压比较器的 第2脚与三个电容并联，并联后的一端与另一个LM339电压比较器的第9脚连 接，并联后的另一端接地，另一个LM339电压比较器的第4脚、第8脚分别与 电感连接，电感的一端接地，电感的另一端接VCC,另一个LM339电压比较器的 第14脚一端与电阻串联后接VCC,另一个LM339电压比较器的第14脚的另一端 与电感串联后接地。

优选地，所述的另一个LM358运算放大器的第7脚连接到另一个LM339电 压比较器的第5脚，所述的另一个LM339电压比较器的第14脚与三个电阻串联 后连接到所述的TLV2462运算放大器的第3脚，所述的TLV2462运算放大器的 第2脚连接到电感的一端，电感的另一端连接到电阻的一端，电阻的另一端连 接到其中一个LM339电压比较器的第8脚。

优选地，所述的显示电路包括FM12864M液晶显示屏，FM12864M液晶显示屏 的第2脚、第15脚、第17脚和第19脚同时接VCC，FM12864M液晶显示屏的第 1脚和第20脚同时接地，FM12864M液晶显示屏的第4脚至第6脚分别与 STC12C5A60S2单片机的第33脚至第35脚连接，FM12864M液晶显示屏的第7脚 与STC12C5A60S2单片机的第28脚相连，FM12864M液晶显示屏的第8脚与 STC12C5A60S2单片机的第27脚相连，FM12864M液晶显示屏的第9脚与STC12C5A60S2单片机的第26脚相连，FM12864M液晶显示屏的第10脚与 STC12C5A60S2单片机的第25脚相连，FM12864M液晶显示屏的第11脚与STC12C5A60S2单片机的第24脚相连，FM12864M液晶显示屏的第12脚与 STC12C5A60S2单片机的第23脚相连，FM12864M液晶显示屏的第13脚与 STC12C5A60S2单片机的第22脚相连，FM12864M液晶显示屏的第14脚与STC12C5A60S2单片机的第21脚相连，FM12864M液晶显示屏的第1脚、第3脚 同时与电感连接后分别与STC12C5A60S2单片机的第40脚、第31脚连接。

一种基于单片机的直流电机测速装置的测速方法，其测速方法包括以下步 骤：

(1)开始，并且开定时器；

(2)然后进行12864初始化后，开机显示界面；

(3)然后通过程序选择是否采用采样电阻法测速，若否，则继续通过程 序选择是否采用线圈感应法测速，若是，则通过线圈感应法计算脉冲个数对 直流电机进行测速，并且将测速的数值通过测速显示界面显示，然后选择是 否继续测速，若否，则结束测速；

(4)若步骤3中选择采样电阻法测速，则直接通过采样测速法计算脉冲 个数对直流电机进行测速，并且将测速的数值通过测速显示界面显示，然后 选择是否继续测速，若否，则结束测速；

(5)若步骤3或步骤4中选择继续测速时，则重新通过程序对采样电阻 法测速和线圈感应法测速进行选择，重复循环步骤3或步骤4，并且以此进 行循环。

本发明的有益效果是：

1)通过对测速装置的改进，达到了在复杂的环境下测量的数据稳定，精准 度较高的要求。

2)此装置具有成本低廉，方便实用，使用简单，利用率高，便于携带，市 场前景大的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是 本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些 附图获得其他的附图。

图1为本发明一种基于单片机的直流电机测速装置具体实施方式的电路图；

图2为本发明一种基于单片机的直流电机测速装置具体实施方式的程序流程图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图 对本发明作进一步的详细介绍。

请参考图1、图2，一种基于单片机的直流电机测速装置，包括中心控制电 路、电机模块、运算放大电路、电压比较电路和显示电路，所述的中心控制电 路包括STC12C5A60S2单片机和晶振电路，STC12C5A60S2单片机第9引脚与复位 电路连接，所述的中心控制电路、运算放大电路与电压比较电路相连接构成测 速电路，所述的显示电路与中心控制电路相连接，所述的电机模块包括直流电 机和采样电阻，直流电机的一端连接到VCC，直流电机另一端和采样电阻的一端 连接后与运算放大模块的LM358运算放大器第3脚连接，采样电阻另一端与 LM358运算放大器第3脚共地连接。

本实施例中，所述的STC12C5A60S2单片机共有40个引脚，STC12C5A60S2 单片机的第40脚和第31脚接VCC，STC12C5A60S2单片机的第20脚接地。

本实施例中，所述的晶振电路包括晶振Y1、电容C2和电容C3，晶振Y1的 一端分别与电容C2和STC12C5A60S2单片机的第18脚相连，晶振Y1另一端分 别与电容C3和STC12C5A60S2单片机的第19脚相连，电容C3另一端与电容C2 另一端相连接地。

本实施例中，所述的复位电路包括按键S1，电容C1和电阻R1，按键S1的 一端分别与电容C1一端和电源VCC相连，按键S1的另一端分别与电容C1另一 端和电阻R1的一端相连，电阻R1的另一端与STC12C5A60S2单片机的第9脚相 连。

本实施例中，所述的运算放大电路包括两个LM358运算放大器和TLV2462 运算放大器，LM358运算放大器的第4脚与STC12C5A60S2单片机的第20脚连接， LM358运算放大器的第8脚与STC12C5A60S2单片机的第40脚连接，其中一个 LM358运算放大器的第2脚与电阻R3连接后连接到电感的一端，电感的另一端 与其中一个LM358运算放大器的第3脚相连，其中一个LM358运算放大器的第1 脚与电阻R3的另一端相连后与STC12C5A60S2单片机的第10脚相连，另一个 LM358运算放大器的第2脚与电阻相连、第5脚与电阻相连后同时与另一个LM358 运算放大器的第1脚相连，另一个LM358运算放大器的第6脚与电阻相连后接 地，另一个LM358运算放大器的第6脚、第7脚同时连接到电阻的两端，所述 的TLV2462运算放大器的第4脚接地，TLV2462运算放大器的第8脚接VCC， TLV2462运算放大器的第1脚与电容相连后连接到TLV2462运算放大器的第3脚， LM358运算放大器测速装置使用了二次比较，因为一次比较的波形会有一些过阻 尼，在一次比较后再用无源低通滤波过滤过阻尼再比较后就实现了完美不失真 波形。

本实施例中，所述的电压比较电路包括两个LM339电压比较器，LM339电压 比较器的第12脚与STC12C5A60S2单片机的第20脚连接，第3脚与STC12C5A60S2 单片机的第40脚连接，其中一个LM339电压比较器的第9脚与电感相连，电感 的一端连接到电源VCC，电感的另一端接地，其中一个LM339电压比较器的第 14脚的一端连接到STC12C5A60S2单片机的第14脚，其中一个LM339电压比较 器的第14脚的另一端与电阻相连后连接到电源VCC,另一个LM339电压比较器的 第2脚与三个电容并联，并联后的一端与另一个LM339电压比较器的第9脚连 接，并联后的另一端接地，另一个LM339电压比较器的第4脚、第8脚分别与 电感连接，电感的一端接地，电感的另一端接VCC,另一个LM339电压比较器的 第14脚一端与电阻串联后接VCC,另一个LM339电压比较器的第14脚的另一端 与电感串联后接地。

本实施例中，所述的另一个LM358运算放大器的第7脚连接到另一个LM339 电压比较器的第5脚，所述的另一个LM339电压比较器的第14脚与三个电阻串 联后连接到所述的TLV2462运算放大器的第3脚，所述的TLV2462运算放大器 的第2脚连接到电感的一端，电感的另一端连接到电阻的一端，电阻的另一端 连接到其中一个LM339电压比较器的第8脚。

本实施例中，所述的显示电路包括FM12864M液晶显示屏，FM12864M液晶显 示屏的第2脚、第15脚、第17脚和第19脚同时接VCC，FM12864M液晶显示屏 的第1脚和第20脚同时接地，FM12864M液晶显示屏的第4脚至第6脚分别与 STC12C5A60S2单片机的第33脚至第35脚连接，FM12864M液晶显示屏的第7脚 与STC12C5A60S2单片机的第28脚相连，FM12864M液晶显示屏的第8脚与 STC12C5A60S2单片机的第27脚相连，FM12864M液晶显示屏的第9脚与STC12C5A60S2单片机的第26脚相连，FM12864M液晶显示屏的第10脚与 STC12C5A60S2单片机的第25脚相连，FM12864M液晶显示屏的第11脚与 STC12C5A60S2单片机的第24脚相连，FM12864M液晶显示屏的第12脚与 STC12C5A60S2单片机的第23脚相连，FM12864M液晶显示屏的第13脚与STC12C5A60S2单片机的第22脚相连，FM12864M液晶显示屏的第14脚与STC12C5A60S2单片机的第21脚相连，FM12864M液晶显示屏的第1脚、第3脚 同时与电感连接后分别与STC12C5A60S2单片机的第40脚、第31脚连接。

一种基于单片机的直流电机测速装置的测速方法，其测速方法包括以下步 骤：

(1)开始，并且开定时器；

(2)然后进行12864初始化后，开机显示界面；

(3)然后通过程序选择是否采用采样电阻法测速，若否，则继续通过程 序选择是否采用线圈感应法测速，若是，则通过线圈感应法计算脉冲个数对 直流电机进行测速，并且将测速的数值通过测速显示界面显示，然后选择是 否继续测速，若否，则结束测速；

(4)若步骤3中选择采样电阻法测速，则直接通过采样测速法计算脉冲 个数对直流电机进行测速，并且将测速的数值通过测速显示界面显示，然后 选择是否继续测速，若否，则结束测速；

(5)若步骤3或步骤4中选择继续测速时，则重新通过程序对采样电阻 法测速和线圈感应法测速进行选择，重复循环步骤3或步骤4，并且以此进 行循环。

在通过示波器对脉冲波进行检测时发现调整线圈放置在电机上的位置时波 形会发生变化，但在固定的一段时间内波形会很稳定，整个系统采用电源台给 电动机和单片机以及其他电路分别供电，用示波器来检测实时的脉冲波形调试。

通过线圈感应法测量直流电动机，测量的数据稳定，精准度较高，并且此 检测方法对电机速度的检测效率较高，可以应用在大批量生产工程中实现电机 在线速度检测。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑， 对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以 用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本 质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

基于单片机的直流电机测速装置专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。