基于单片机的高精度转速测量算法

金色传说

5 S" }2 o5 y& s. v) l摘要：比较了常见的转速测量方法,指出了它们的不足,提出一种基于单片机的转速测量算法。它可
) x  l- J0 s" D8 p以使所测转速的周期数随转速变化而线性变化,文中对算法中参数的选取作了讨论,并根据单片机的特
性提出了基2算法,简化了运算,设计了相关的实验软件。实验表明,该算法能实现高精度、宽范围测
8 f% Q5 X* J. ?- ^量，且实时性较强。

  @8 h" d' R+ i! S4 Q* ]关键词：转速测量高精度测量基⒉算法―单片机
) z. Z* p  b& a6 j) x数字转速测量法主要有两种:测频法和测周
法。测频法在低转速时误差较大,仅适合高转速;
测周法适用于低转速场合。在测周法中,当时基
3 N* w8 B5 t4 S+ \5 L2 y$ lt一定时,则有M×At =N×T(其中M为时基脉
& H; i( s; l6 u4 p* |' J4 J1 P冲数,N为脉冲数,T为相邻两个脉冲之间的时
间)。在测某一转速时,若要提高M,则提高Ⅳ即
3 V0 R0 y0 v3 C9 A  ~可,N不能无原则地取大,取得太大则影响实时性;
取得太小,则提高不了精度。所以N应当是可以
# }( W# s) ]; g* _随转速变化而能线性变化的适当大的值。为解决
以上问题，文献[1]选用浮点定时计数法,但精度和
测量范围仍可以提高。文献[2]是根据不同的转
速事先人为计算出需要测的脉冲数(在文献中由K
表示),但K不是随转速线性变化的,故对不同的
转速适应性不强,且范围不宽、精度不高。本文提
出的算法,能够确保所测的脉冲数Ⅳ随转速而改
& a. d9 P  n) }; `0 Q+ v变。这是通过算法实现的,无须人为判断转速高
低,同时所设计的软件结构简单,所占机时很少。
1转速测量算法
本文讨论快速响应且高精度的转速测量算
  n% _9 ^% H  t6 X  e  F3 o' `% s法。假设转速脉冲信号是方波,且转子转动一转
* V. D" v# b3 s* j7 b对应一个方波。
4 j7 k  W) H* C$ t% {' T由于算法的一个重要步骤就是确定所测的脉
: t6 I: W6 y/ ^* ?7 ?& k冲数N,为保证脉冲数Ⅳ随转速变化而线性变化，
6 d+ u# @/ z% G  k) d2 I' t本文将转速的上次测量值n除以一个常数E后
加1作为本次测量的设定脉冲数N。为了使除法

/ k1 U! b  g& P, K; `8 n, E
8 ]# R# G* M  m) Y2 r7 L9 e
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