紅外對(duì)射模塊做小變壓器繞線計(jì)數(shù)器時(shí)，重復(fù)中斷的解決方法

ID:224003 · 發(fā)表于 2018-6-28 21:54

前幾天看到論壇里的舊帖《自己動(dòng)手制作 “POV LED” 旋轉(zhuǎn)LED顯示屏》，文中樓主提到......外部中斷函數(shù)產(chǎn)生了兩次以上......
估計(jì)就是霍爾傳感器接到外部中斷IO上。實(shí)際磁鋼每次經(jīng)過(guò)霍爾元件時(shí)，單片機(jī)觸發(fā)了兩次或多次外部中斷。這使我想起前一陣子的自制繞線機(jī)的事情。
前一陣子，有個(gè)電路上需要壓電陶瓷片，得用自制磁芯變壓器。初級(jí)10繞制00圈，次級(jí)是30和60圈。
希望繞線時(shí)能控制銅線位置，這樣初級(jí)每層銅線比較整齊，所以要求繞線速度必須要低。后來(lái)發(fā)現(xiàn)用兩節(jié)七號(hào)鎳氫電池給TT直流減速電機(jī)供電，轉(zhuǎn)速差不多一秒一圈。速度低，比較合適，我可以拉著銅線，適時(shí)調(diào)整繞線銅線位置。
減速電機(jī)軸一端套上碼盤，另一端套上變壓器骨架的。當(dāng)時(shí)，先用的紅外對(duì)射模塊（其他名稱有測(cè)速傳感器模塊計(jì)數(shù)器模塊電機(jī)測(cè)試模塊槽型光耦模塊等等），碼盤上有20個(gè)孔，用黑膠帶封了19個(gè)，只留下一個(gè)孔，這樣碼盤轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，紅外模塊只會(huì)輸出一次下降沿。
單片機(jī)程序下載后，運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)，實(shí)際數(shù)碼管上的計(jì)數(shù)數(shù)值不是按一遞增的，大多數(shù)時(shí)候是按二遞增的，偶爾會(huì)按一遞增或按三、四遞增的。
以為是紅外模塊有故障，換了一個(gè)，現(xiàn)象依舊。換傳感器，在碼盤邊緣粘上一個(gè)小磁鋼，換用霍爾傳感器模塊，單片機(jī)運(yùn)行時(shí)也是同樣的現(xiàn)象。
奇怪了，當(dāng)時(shí)因?yàn)橹庇米儔浩鳎瑳]再分析故障了，在代碼里面計(jì)數(shù)數(shù)值除以二，結(jié)果再顯示在數(shù)碼管上。按此方法繞制了磁芯變壓器，裝上電路可正常工作的。后來(lái)就沒有再查找這個(gè)計(jì)數(shù)故障了。

直到看到那個(gè)舊帖，才想起來(lái)，也有人遇到同樣的問題了（樓主當(dāng)時(shí)還是個(gè)初中生，真厲害�。。�。
但對(duì)樓主分析的原因不敢茍同，于是翻了翻單片機(jī)教程和幾本書，有了自己的想法。
以下是個(gè)人看法，業(yè)余水平，歡迎各位看官拍磚。
無(wú)論是紅外對(duì)射模塊，還是霍爾傳感器，其實(shí)電路上就是運(yùn)放比較器，比較器是能穩(wěn)定可靠工作的，應(yīng)該不是故障源頭。問題應(yīng)該集中在紅外發(fā)射接收對(duì)管和霍爾元件裝置上。
紅外發(fā)射管發(fā)射的紅外線光束是散射的。不像激光那樣筆直和纖細(xì)。減速軸上安裝的碼盤也沒有和紅外對(duì)射模塊嚴(yán)格定位，做到碼盤平面與對(duì)射光軸嚴(yán)格垂直。由于碼盤還在運(yùn)動(dòng)，難免有抖動(dòng)的。那么光電接收管收到的紅外光很可能既有發(fā)射管直射過(guò)來(lái)的，也包括從碼盤小孔側(cè)壁上反射過(guò)來(lái)的，甚至還可能還包括衍射過(guò)來(lái)的紅外光。
主要因?yàn)闄C(jī)械抖動(dòng)或振動(dòng)，紅外線的傳播有了多個(gè)路徑，多個(gè)路徑傳播的紅外線中就有那么幾個(gè)光線強(qiáng)度足以致模塊輸出了低電平信號(hào)，也就有了下降沿。霍爾元件和磁鋼也是類似的。若是有示波器或邏輯分析儀，抓取一段，就能看到這個(gè)直觀現(xiàn)象的。
還記得機(jī)械按鍵嘛，使用時(shí)必須“消抖”，否則就可能出現(xiàn)多次中斷的情況。既然如此，那就“消抖”是了。
人手按按鍵，前后幾十毫秒的時(shí)間，和機(jī)械按鍵不一樣的是，這里機(jī)械抖動(dòng)或振動(dòng)很可能不到一毫秒，需要實(shí)測(cè)才知道的。我沒有那些測(cè)試設(shè)備，那么就用笨辦法，一個(gè)一個(gè)地試驗(yàn)。哪位有條件的，抽空抓取一段看看。所以，消抖的方法不能像機(jī)械按鍵那么簡(jiǎn)單的。
我想到的辦法是單穩(wěn)態(tài)電路。
收到外部觸發(fā)信號(hào)后，電路被觸發(fā)，進(jìn)入單穩(wěn)態(tài)；
單穩(wěn)態(tài)時(shí)間要稍長(zhǎng)，這樣就無(wú)視后來(lái)的幾個(gè)觸發(fā)信號(hào)了；
單穩(wěn)態(tài)時(shí)間也不能太長(zhǎng)，以免影響下一次正常的觸發(fā)信號(hào)。

我用的是555時(shí)基集成電路，多試了幾個(gè)電容和電阻，調(diào)整了RC參數(shù)，計(jì)數(shù)就正確了。最后用的是0.1微法的電解電容和150歐姆的電阻，計(jì)算時(shí)間常數(shù)是1.1*0.1*150=16.5微秒。想通了，就簡(jiǎn)單了！

后來(lái)，換用碼盤，沒有遮孔的，計(jì)數(shù)也正常了。減速電機(jī)換用4節(jié)鎳氫電池供電，提高轉(zhuǎn)速（大概2、3圈每秒），計(jì)數(shù)也是正常的。

準(zhǔn)備繞線了。

視頻太大附件也傳不了的。

繞完了。

當(dāng)然了，若是用在其他更高速的地方，估計(jì)還得再調(diào)整RC參數(shù)的。

單片機(jī)源程序如下:

#include<reg52.h>
sbit flashLed=P1^1; //閃爍燈
unsigned char T0RH = 0; //T0重載值的高字節(jié)
unsigned char T0RL = 0; //T0重載值的低字節(jié)
unsigned int uiCount=0;
bit flag200ms=0;
unsigned char code Tab[18]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E,0x7F,0xFF};
unsigned char ledChar[8]={0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff};
/* 配置并啟動(dòng)T0，ms-T0定時(shí)時(shí)間 */
void ConfigTimer0(unsigned int ms)
{
unsigned long tmp;
tmp = 11059200 / 12;
tmp = (tmp * ms) / 1000;
tmp = 65536 - tmp;
tmp = tmp + 18;
T0RH = (unsigned char)(tmp>>8);
T0RL = (unsigned char)tmp;
TMOD &= 0xF0;
TMOD |= 0x01;
TH0 = T0RH;
TL0 = T0RL;
ET0 = 1;
TR0 = 1;
}
void LedScan()
{
static unsigned char i = 0; //動(dòng)態(tài)掃描索引
unsigned char location=0x01;
P0=0xFF; //關(guān)閉所有段選位，顯示消隱
P2=0xff;
location=location<<i;
location=~location;
P0=ledChar[i];
P2=location;
i++;
i=i%8;
}
/* T0中斷服務(wù)函數(shù)，執(zhí)行數(shù)碼管掃描顯示 */
void InterruptTimer0() interrupt 1
{
static unsigned char tc=0;
tc++;
TH0 = T0RH; //重新加載重載值
TL0 = T0RL;
if(tc==200)
{
tc=0;
flag200ms=1;
flashLed=~flashLed;
}
LedScan(); //數(shù)碼管掃描顯示
}
//外部中斷函數(shù)
void INT0_Count() interrupt 0
{
uiCount++;
}
void main(void)
{
unsigned char k=0;
unsigned int uiTmp=0;
EX0=1; //允許外部中斷INT0中斷
IT0=1; //外部中斷INT0采用脈沖負(fù)跳變觸發(fā)方式
EA = 1;
uiCount=0;
ConfigTimer0(1); //配置T0定時(shí)1ms
while (1)
{
if(flag200ms)
{
flag200ms=0;
uiTmp=uiCount;
for(k=0;k<8;k++)
ledChar[k]=0xff;
ledChar[7]=Tab[uiTmp%10];
if(uiTmp>=10)
……………………
…………限于本文篇幅余下代碼請(qǐng)從51黑下載附件…………