基于PIC16F873的红外数字转速表的设计

　　关于里转速表的设计已经有很多可供参考,但大部分都是由机械式或模拟数字电路来实现的,存在着体积大、精度低、不直观、功耗大、功能少等缺点。由于单片机具有体积小、控制功能强等特点,故它在控制方面得到了广泛的应用。本红外数字转速控制系统就以PIC16F873单片机为核心来实现,由于利用了单片机内部的E2PROM,使系统电路简单可靠,而且该系统还具有功能多、功耗小、直观准确、可显示时间、转速等优点。该转速控制系统包括:信号检测、数据处理、输出显示和其他4部分。这4部分通过对单片机各功能引脚编程协调工作。其完成对信号的输入、处理、输出及保护,最终实现对转速的检测控制。

　　1　硬件系统的设计

　　1.1　PIC16F873简介

　　美国Microchip Technology公司推出的PIC16F87X中档系列单片机。该单片机内含有A/D,PWM,E2PROM等丰富的接口模块和FLASH程序存储器。由于采用在线串行编程、低压编程技术。其内部自带电荷泵升压电路。因而实现读写操作时不需外加高电压;同时PIC16F873具有IAP功能。可实现在应用中编程。PIC16F87X还可以方便地在线多次编程调试。特别适用于在产品的开发阶段使用。具有实用、低价、周期短、指令集小、低功耗、高速度、功能强和简单易学等特点。

　　该系统以PIC16F873单片机为核心。与其他的检测和控制元件等相结合来达到目的。单片机采用PIC16F873芯片。将检测到的脉冲信号经过一定的处理送到CPU中,然后使用适当的算法对信号脉冲进行数据处理。再经过转化之后送至输出部分。达到显示的目的。为节省能源该系统应在低功耗条件下工作,所以对单片机采用了冻结运行方式。该方式的具体运行情况是:当有转动脉冲信号或按键输入时就以中断的形式唤醒CPU工作,平时没有脉冲信号或按键中断。

　　CPU则处于冻结方式。因此大大降低了系统的功耗。其具体结构见图1。

　　1.2　系统信号检测

　　转速系统的信号检测有很多种方法。每一种都有它自己的特点。红外数字转速表采用的红外线探头有直射式和反射式2种。直射式探头、发光管和受光管在被测物的两边,发光发出的光线直接照射到受光管上,当被测物运动时,阻挡光线,产生计数信号,这种探头经常用作光电计数器。反射探头、发光管和受光管在被测物的同侧,当探头接近物体时,接收到红外光的脉冲信号,用它测转速比较方便。

　　测量转速的探头根据测量距离可以采用透镜系统,也可以不采用透镜系统。当被测物体距探头15 cm以内,无需采用透镜。在设计探头时,可以采用小功率发光管5GL和光敏受光管3DU5C。不加透镜接收反射光的探头组装时2管并列放置,2个管子的中心夹角很小,使他们在100~150 mm处相交。这种探头靠近物体上漫反射的光线工作,对全黑物体的接收灵敏度很低,对白色物体和镜面反射物体接收最灵敏,还能接收到其他颜色的发射光,但相应的探头距离要近些。