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《基于某霍尔传感器的电机测速装置设计.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、检测与转换技术大作业报告题目院系班级学生日期霍尔传感器在电机转速测量装置上的应用设计利用霍尔传感器，设计了一种电机转速测量装置并提出了相应的测速算法，还设计了转速信号处理电路，将脉冲信号转化为标准的TTL电平，便于AT89C52单片机的计数运算，并通74LS164寄存器将转速信号显示在LED上。该电机测速装置具有线路简单、实时性好、成本低、安装调试方便和节省空间等优点，尤其是在测量空间有限、轴偏心或传感器不便安装的条件下，该测量方法具有明显的优势。第一章测速电路相关元件分析1.1AT89C52单片机AT89C52是一个低电压、高性能CMOS8位单片机，片含8KB的可反复擦写的Fl
2、ash只读程序存储器和256B的随机存取数据存储器（RAM），兼容标准MCS-51指令系统，片置通用8位中央处理器和Flash存储单元。AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读/写口线。AT89C52主要功能特性和引脚图如下所示：·完全兼容MCS-51指令系统·8k可反复擦写FlashROM·全静态操作：时钟频率0-24MHz·三级加密程序存储器·3个16位可编程定时/计数器中断·256x8bit部RAM·32个可编程的双向I/O口·2个外部中断源，共8个中断源·2个读写中断口
3、线·可编程串行UART通道·低功耗空闲和掉电模式·软件设置睡眠和唤醒功能1.2LM317T三端稳压器LM317T是可调节三端正电压稳压器，在输出电压围为1.25V到37V时能够提供超过1.5A的负载电流。此稳压器使用非常容易，只需两个外接电阻来设置输出电压。其主要功能特性如下所示：·输出电流超过1.5安·输出电压在1.2伏和37伏间连续可调·部热过载保护·不随温度变化的部短路电流限制·对高压应用浮空工作·标准3引脚品体管封装·避免置备多种固定电压·输出品体管安全工作区补偿1.3HZL201霍尔传感器1.3.1线性霍尔元件测速原理由霍尔效应原理可知:当霍尔片处于磁场中,并在垂直于磁
4、场的方向上通以电流时,霍尔片上与电流和磁场分别垂直的方向会产生霍尔电势差V=KBI。当通过霍尔片的电流恒定不变时，只要改变磁场的大小，就可以改变V。在电机外壳附近漏磁场因电枢转动会起变化,利用线性霍尔传感器可对其进行检测。由于传感器输出电压信号稳定,只要存在磁场,霍尔元件总是产生相同大小的电压,并且输出信号电压的大小与转速无关。即使是在低转速状态下,仍能够获得较高的检测准确度，但是输出信号的强弱与霍尔器件在电机外壳的安装位置有关。因此,需通过实验确定传感器在电机外壳的安装位置,以获得最佳的信号效果。基于此原理,在直流电机测速中,采用线性霍尔元件作为传感器,感应部分固定在电动机外壳
5、。在定子磁场中,永久磁铁的磁力线通向转子,转子一般采用硅钢片叠压而成,转子铁心一般分为多槽,转子转动过程中引起定子磁通发生周期性的变化,从而引起了霍尔元件输出信号的频率变化。霍尔元件输出的信号无需经过放大处理,可直接用比较器整形后送入单片机进行处理,从而得到电机转速[1]。1.3.2HZL201霍尔传感器国产HZL201霍尔齿轮传感器是一种用于测量速度、角度、转速、长度等的新型传感器。由传感黑色金属齿轮或齿条的齿数转换成电压脉冲信号来测量物体的速度、转速等参量。该传感器红色端接电源正极，黑色端接地，绿色端为输出端。而它的特点在于传感黑色金属目标、输出幅度与齿轮转速无关，低速性能优
6、异，工作频率高达20kHz，具体技术指标如表1所示。HZL201霍尔传感器实物图如下所示：1.474LS164寄存器74LS164是8位串行输入并行输出移位寄存器。当清除端（CLR）为低电平时，输出端（QA-QH）均为低电平。串行数据输入地（A、B）可控制数据：当A、B任意一个为低电平时，则禁止新数据输入，在时钟端（CP）脉冲上升沿的作用下Q0为低电平；当A、B有一个为高电平时，则另一个就允许输入数据，并在上升沿的作用下决定Q0的状态。74LS164由于无并行输出控制端，在串行输入过程中，其输出状态会不断地变化，故在某些应用场合，在74LS164的输出端应接输出三态门控开关，以保
7、证串行输入结束后再输出数据[2]。74LS164引脚功能和封装图如下所示：·CP……时钟输入端·CLR……同步清除输入端（低电平有效）·A、B……串行数据输入端·QA-QH…输出端1.5LED数码管市场上比较常见的数码管是LED数码管，具有亮度高、价格低等优点，非常适合本电路的制作。数码管按发光二极管单元的连接方式可分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳极数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管。共阳极数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字
