基于霍尔传感器的转速测量系统设计

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1、基于霍尔传感器的转速测量系统设计传感器综述报告学生姓名杨儒龙学号081001010140院(系)电气学院专业电气工程自动化题目基于霍尔传感器的转速测量系统设计指导教师梁森2011年5月26基于霍尔传感器的转速测量系统设计摘要转速是发动机重要的工作参数之一,也是其它参数计算的重要依据。针对工业上常见的发动机设计了以单片机STC89C51为控制核心的转速测量系统。系统利用霍尔传感器作为转速检测元件，并利用设计的调理电路对霍尔转速传感器输出的信号进行滤波和整形,将得到的标准方波信号送给单片机进行处理。实际测试表明,该系统能满足发动机转速测量要求。关键词：转速测量，霍尔传感器，信号处理，数据

2、处理26基于霍尔传感器的转速测量系统设计AbstractTherotatespeedisoneoftheimportantparametersfortheengine,anditisalsotheimportantfactorthatcalculatesotherparameters.TherotatespeedmeasurementsystemforthecommonengineisdesignedwiththesinglechipSTC89C51.ThesignaloftherotatespeedissampledbytheHallsensor,anditistransforme

3、dintosquarewavewhichwillbesenttosinglechipcomputer.Theresultoftheexperimentshowsthatthemeasurementsystemisabletosatisfytherequirementoftheenginerotatespeedmeasurement.Keywords:rotatespeedmeasurement,Hallsensor,signalprocessing,dataprocessing26基于霍尔传感器的转速测量系统设计目录1前言42系统概述42.1系统组成42.2处理方法52.3系统工作原

4、理63系统硬件电路设计73.1单片机主控电路设计73.2脉冲产生电路设计93.3按键电路设计103.4数据显示电路设计113.5稳压电源设计133.6串行通信模块设计144系统软件设计165制作调试185.1硬件调试185.2软件调试196测试结果分析19结论21参考文献22致谢23附录A2426基于霍尔传感器的转速测量系统设计1前言在工农业生产和工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，例如在发动机、电动机、卷扬机、机床主轴等旋转设备的试验、运转和控制中，常需要测量和显示其转速。要测速，首先要解决的是采样问题。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

5、，得到的信号是模拟量。早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础，采用运算放大器，非线性集成电路以及少量的数字电路组成，控制系统的硬件部分非常复杂，功能单一，而且系统非常不灵活、调试困难。数字式通常采用光电编码器、圆光栅、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，单片机技术的日新月异，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，使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成，智能化微电脑代替了一般机械式或模拟式结构，并使系统能达到更高的性能。采用单片机构成控制系统，可以节约人力资源和降低系统成本，从而有效的提高工作效率。直流

6、电动机具有良好的起动、制动性能，宜于在大范围内平滑调速。测速电机的电压高低反映了转速的高低，在许多需要调速或快速正反向电力拖动领域中得到了广泛的应用。从控制的角度来看，直流调速还是交流拖动系统的基础。本文介绍一种用STC89C51单片机测量小型电动机转速的方法。系统以单片机STC89C51为控制核心，用NJK-8002D霍尔集成传感器作为测量小型直流电机转速的检测元件，经过单片机数据处理，用8位LED数码管动态显示小型直流电机的转速。2系统概述2.1系统组成系统由传感器、信号预处理电路、处理器、显示器和系统软件等部分组成。传感器部分采用霍尔传感器，负责将电机的转速转化为脉冲信号。信号

7、预处理电路包含待测信号放大、波形变换、波形整形电路等部分，其中放大器实现对待测信号的放大,降低对待测信号的幅度要求，实现对小信号的测量；波形变换和波形整形电路实现把正负交变的信号波形变换成可被单片机接受的TTL/CMOS兼容信号。处理器采用STC89C51单片机，显示器采用8位LED数码管动态显示。系统原理框图如图2.1所示：26基于霍尔传感器的转速测量系统设计图2.1转速测量系统原理框图系统软件主要包括测量初始化模块、信号频率测量模块、浮点数算术运算模块