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摘要 在电机控制系统中，转速测量的精确度、实时性和稳定性直接影响电机调速系统的性能。文中设计了一种基于LabVIEW软件平台的电机转速监测系统，选择绝对式光电编码器和单片机作为前端转速信号的采集系统，通过RS-232串口通信将数据传送至上位机；利用LabVIEW的数据处理和显示动能，对转速信号进行实时地处理、显示和保存。该设计在开关磁阻电机调速系统中进行了实验测试，结果证明，该方法人机界面良好、测速范围宽、精度高、响应速度快、抗干扰能力强。
关键词 LabVIEW；绝对式光电编码器；单片机

LabVIEW是美国国家仪器司(National Instrument)开发的一种虚拟仪器平台，是一种用图标代码来代替文本式编程语言的开发工具。其通过在表示不同功能节点的图标之间连线来完成上位机的程序，在这一点上，其完全不同于以往基于文本的传统开发语言。LabVIEW功能强大、操作灵活，使用图形化的编程语言，大幅节省了程序的开发周期，且其运行速度不受影响，体现出较高的效率，被广泛应用于自动测量系统、工业过程自动化、实验室仿真等领域。
以往利用LabVIEW设计数据采集监测系统时，通常采用数据采集卡进行前端信号的采集，但是其价格昂贵。文中设计了一种基于LabVIEW和STC12系列单片机的电机转速监测系统，不仅节约了设计成本，且系统操作简便，稳定可靠，满足电机的测速要求。

1 系统的总体方案设计
系统由上位机和下位机组成。下位机采用STC12C5410AD单片机作为主控芯片，绝对式光电编码器的脉冲输出信号通过信号调理电路后送至单片机，单片机通过自带的脉冲捕获模块，接受连续的编码器脉冲信号并计算电机转速；上下位机采用RS-232串行接口进行通信，将转速计算值传送到上位机LabVIEW，通过LabVIEW对转速值进行实时处理、显示和保存。基于LabVIEW的电机转速监测系统总体方案如图1所示。

2 电机的测速原理
2．1 绝对式光电编码器简介
系统采用A-JXW-12A-11-G8-30C绝对式光电编码器，该编码器为11位绝对式轴角编码器，具有零点固定、单值函数、抗干扰能力强等特点。结构上采用防尘、防潮措施、耐冲击、耐振动、体积小、重量轻。能够测量角位移，旋转速度等，并能将所测结果以自然二进制码形式输出。供电电压12 V，集电极开路输出，图2为A-JXW-12A-11-G8-30C绝对式光电编码器实物图。

2．2 转速计算方法
设计采用T法测速，即利用计数器对已知频率为的高频时钟脉冲进行计数，测出电机相邻两个转子位置脉冲信号的时间间隔来计算电机的转速。在T法测速中，测速时间T是通过记录高频时钟脉冲个数m得出，即
T=m／f (1)
电机转动一周转子位置信号含有的脉冲个数为PN，设计采用编码器的最低位进行计算，因此PN为1 024，则转速计算公式为

高频时钟脉冲为单片机的晶振频率2分频所得，即22．1184／2 MHz，当电机转速为500r／min时，理论上高频时钟脉冲计数值m为1296，若记录值m为1 295或1 297，T法计算的电机转速分别为500．4 r／min或499．6 r／min，计算误差为-0．08％≤△e≤0．08％；当电机转速为1 500 r／min，理论上高频时钟脉冲计数值m为432，若记录值m为431或433，T法计算的电机转速分别为1503．5r／min或1496．5r／min，计算误差为-0．23％≤△e≤0．23％。本方法完全满足所试验的开关磁阻电机调速系统的误差范围，且测量方法简单可靠，实用性强。

关键词： 系统 设计 监测 转速 LabVIEW 电机 基于