原创《矿用转速测量仪》：本文是一篇关于转速论文范文，可作为相关选题参考,和写作参考文献。
摘 要：文章阐述了矿用转速测量仪的研究背景,在此基础上提出了矿用转速测量仪的一种最优设计方案.
关键词：转速测量仪；处理器
1 转速测量仪的研究背景
随着复杂可编程逻辑器件的广泛应用,将使整个系统大大简化.转速测量仪是当今电子电路技术应用的一个典型例子,在硬件设计方面使用的器件非常多,而且在进行联机操作时异常复杂,并且在运用中容易出现较大的时迟.为了提高该设备的整体操作运用特性,它主要采用的是单一的十进制数字来表示被测设备信号转速的通用测量装置.一般来说,计算单位时间内待测设备信号的时钟脉冲个数,而此时的单位时间称之为闸门时间（通常为1秒钟）.在测量时,被测闸门时间的设定越大,能够测得的转速精确度越高,但时,被测闸门时间的设定越大同时也意味着两次测量的时间间隔也会越长.如果闸门时间设定太短；那么,转速测量所得的数据也就更新的越快,其结果就是测量的准确度自然会降低.
2 转速测量仪设计方案的确定
2.1 设计理念 设计1：采用目前主流处理器ARM7,因为ARM7微处理器具有中断、计数、定时等多种寄存器,这些功能实现动态扫描被测转速测量信号的计数,并把采集的数据完成特定的处理以后,通过数字式显示屏实现实时显示.该设计的原理功能系统图如下图2-1.
图2-1 基于ARM7转速测量仪原理框图
设计2：采用数字电子器件来设计该测量仪主要功能,设计的电子电路主要有时基控制数字电路、逻辑控制数字电路,信号调理电路,计数器逻辑控制电路,闸门控制数字电路,锁存逻辑控制电路,译码显示控制等.该设计的功能系统原理下图2-2所示.
图2-2 基于数字逻辑器件的转速测量仪系统功能图
2.2 设计论证 设计1：本设计是以主流的单片机作为测量仪的核心,将被测物理信号通过信号调理电路进行预处理,把被测得各种复合模拟波形转化为数字脉冲方波.然后,在利用核心单片机数字处理功能完成一系列的运算后,对被测设备采集信号实现计数.利用单片机强大的程序组织功能进行必要的程序编写,就能够实现测量过程中不同量程测量时的自动调节,最终实现把所得的转速被测信号的数据在显示屏实现实时显示.设计2：本设计以数字器件为主要部件,首先将被测量信号通过信号调理电路进行预处理,实现模拟信号转化为时钟脉冲方波信号,该转速的测量和将要被测设备信号的转速信号测量是一样的.和此同时,利用时基逻辑控制电路为被测信号设定基准信号,让基准信号持续1s高电平,当高平信号时钟到来时,测量闸门打开,被测的脉冲数字信号通过,计数器马上实现计数功能, 1s钟结束时关闭闸门,停止被测信号的计数.如果1s钟内单片机计数器所得的脉冲个数是N,那么,就可以计算出被测设备信号转速值为FX等于NHz.
2.3 设计确定 通过对两种设计理念分析可知,设计1是以ARM7处理器为测量仪核心,整个设计元器件使用少,功能电路结构简单,设备调试使用方便简单,不用更改硬件只要修改程序中的部分,就能够在测量范围内实现在不同量程中自动选择.而设计2中由于采用大量的数字逻辑器件,整个功能电路非常复杂,在硬件调试中存在诸多不便.另外,如果被测信号是高频时,就必须修改系统电路加上分频信号电路,会导致整个设备的成本上升.基于以上各种因素考虑,最终确定了设计1.
3 系统整体功能设计
3.1 设计功能概述 本转速测量仪用ARM7-LPC1752作为该设备的核心部件,通过单片机内部的定时及计数功能来实现待测信号的周期或者频率测量, LPC1752单片机内部有两个十六位的定时/计数器,通过程序的编写可以实现定时及计数功能,由中断功能来完成计数时导致的计数溢出调节.利用定时器功能可以实现在被测时间内,每接收到单一机器周期,计数器就能够完成加1功能,这样,就能实现在机器周期基准上测量被测信号的时间间隔.同理,利用计数器功能就可以实现当引脚信号发生变化时,能够让单片机内功能计数器实现自动加1,如此,在计数闸门逻辑控制下,仪器就能够实现待测信号频率的测定.该设计方案充分考虑设备在精度及反应时间的需求.例如,当测量要求所得的频率测量数值必须用三位有效数字显示时,如果待测信号的测量频率是1Hz,就要求计数的闸门宽度一定得不小于1000s.
3.2 最小系统设计 LPC1700系列的单片机芯片是第二代的ARM技术微型控制器,是一款高性能处理能力及功耗低的32位微型处理器.该芯片拥有120MHz操作频率,具有 流水线数据处理功能及哈佛结构,并且还有独立的内部本地指令及数据总线,这些结构和功能能够让该型单片机芯片实现1.25MIPS/MHz,还具有能够支持随机跳转的内部预取指单元. LPC1700系列的ARM微型处理器在结构上还拥有专用的Flash存储器加速模块,这可以让芯片在运行代码可以实现理想的性能.
LPC1700系列的ARM微型处理器（ Cortex-M3内核）外部的主要组件有： 最高达512KB空间的片内闪存以及96KB空间的片内SRAM,还有4KB片内可擦除存储器,8通道的直接内存访问控制器和4个32位的通用定时器、1个8通道的12位数模转换器、1个10位的数模转换器、1个看门狗定时器和RTC等等.
LPC1700系列的ARM微处理器（ Cortex-M3）另外集成了许多通信端口：1个MAC端口、1个USB 2.0端口、5个UART端口、2路CAN、3个SSP接口、1个SPI接口、3个I2C接口、2路I2S输入、输出.
LPC177x/8x系列ARM Cortex-M3增加了硬件CRC计算及校验模块、LCD控制器（只针对LPC178x）、外部存储器扩展接口（EMC）、专用的SD卡接口、最多达165个GPIO引脚.LPC177x和LPC23xx引脚完全兼容,LPC178x和LPC24xx引脚完全兼容.
转速论文参考资料：
结论：矿用转速测量仪为关于转速方面的的相关大学硕士和相关本科毕业论文以及相关转速与速度的关系论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。
