传感器课程设计霍尔元件测转速

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1、电控学院传感器课程设计院（系）：电气与控制工程学院专业班级：10级测控2班姓名：学号：指导教师：2013年1月3日目录1.任务12.原理12.1测速原理12.2组成及框图：12.3应用：23.内容23.1电路图23.2器件选择23.2.1单片机23.2.2LED33.2.3霍尔传感器43.3参数计算64.心得体会8霍尔元件测速电路在工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，测量转速的方法分为模拟式和数字式两种。模拟式采用测速发电机为检测元件，得到的信号是模拟量。数字式通常采用电磁编码器，霍尔元件等为检测元件，得到的信号是脉冲信号。随着微型计算机的广泛应用，

2、特别是高性能价格比的单片机的出现，转速测量普遍采用以单片机为核心的数字式测量方法。本文便是运用AT89C51单片机控制，霍尔元件采集信号的智能化转速测量仪。电机在运行过程中，通过霍尔测速元件的开关性能，每次转过一圈，输出一个高电平，再通过单片机的计数功能，将单位时间的高电平数记录下来，这样就可以通过单片机来测量电机的转速，同时通过数码管予以显示。本设计主要用AT89C51作为控制核心，由霍尔传感器、LED数码显像管、及RS232构成。详细介绍了单片机的测量转速系统，充分发挥了单片机的性能。本文重点是利用霍尔元件3144测量速度并通过单片机显示在6位LED数码管

3、上。其优点是硬件电路简单，软件功能完善，测量速度快、精度高、控制系统可靠，性价比较高等特点。1.任务通过AT89C51单片机接收霍尔传感器传来的脉冲信号,单片机根据外部中断，以及内部定时器进行记数计算出电机转速送到LED。2.原理2.1测速原理霍尔传感器检测转速示意图如图2-1所示。在非磁材料的圆盘边上粘贴一块磁钢,霍尔传感器固定在圆盘外缘附近。圆盘每转动一圈,霍尔传感器便输出一个脉冲。通过单片机测量产生脉冲的频率,就可以得出圆盘的转速.。同样道理,根据圆盘(车轮)的转速,再结合圆盘的周长就是计算出物体的位移。如果要增加测量位移的精度,可以在圆盘(车轮)上多增

4、加几个磁钢.。备注:当没有信号产生时,可以改变一下磁钢的方向,霍尔对磁钢方向有要求。没有磁钢时输出高电平,有磁钢时输出低电平。图2-1测速原理图2.2组成及框图：7传感器电路、转速测量、LED显示、电平转换电路设计等将在以下章节作详细地设计。电机霍尔传感器数码管显示单片机图2-2原理框图2.3应用：从实用的角度看，评价一个系统实用价值的重要标准，就是这个系统对社会生活和科技观念有多大的贡献。转速测量系统具有大范围、高精度等优点、测量速度快，这种系统将会有良好的应用。3.内容3.1电路图图3-1电路原理图原理介绍：当磁铁通过霍尔元件时则霍尔输出高电平，没磁时是低

5、电平，所以可以通过单片机让它计数，再通过数码管显示。3.2器件选择3.2.1单片机根据系统功能要求以及单片机硬件电路设计思路（如图3－1）对单片机模块进行设计，要使单片机准确的测量电机转速，并且使测出的数据能显示出来，所以整个单片机部分分为传感器电路、时钟电路、复位电路、执行元件以及7显示电路五个部分。单片机我们采用AT89C51(其引脚图如图3－1)，相较于INTEL公司的8051它本身带有一定的优点。AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存贮器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory）

6、的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。图3-2AT89C51引脚图主要特性：·与MCS-51兼容·4K字节可编程闪烁存储器寿命：1000写/擦循环·数据保留时间：10年·全静态工作：0Hz-24Hz·三级程序存储器锁定·128*8位内部RAM·32可编程I/O线·两个16位定时器/计数器

7、·5个中断源·可编程串行通道·低功耗的闲置和掉电模式·片内振荡器和时钟电路3.2.2LEDa.LED原理LED（Light-EmittingDiode）是一种外加电压从而渡过电流并发出可见光的器件。LED是属于电流控制器件，使用时必须加限流电阻。LED有单个LED和八段LED之分，也有共阴和共阳两种。b.LED结构常用的七段显示器的结构如图3-2所示。发光二极管的阳极连在一起7的称为共阳极显示器,阴极连在一起的称为共阴极显示器。1位显示器由八个发光二极管组成，其中七个发光二极管a~g控制七个笔画（段）的亮或暗，另一个控制一个小数点的亮和暗，这种笔画式的七段显示

8、器能显示的字符较少，字符的开头有些失真