基于单片机的霍尔电流检测装置硬件开发毕业设计
基于某单片机的霍尔测速报警系统
2.报警模块，当速度过低或过高时，启动此模块。
3.显示模块，通过单片机处理得出转速，送显示模块显示。
4.单片机模块，用以对脉冲计数，对外部信号进行处理。
5.电源模块，这里使用现有电源，初步确定为5v直流电源，故不再设计。
此外由于单片机有计数功能，计数模块在单片机模块中讨论
其中：n为电机转速，N为栅格数，即磁钢的个数。N1为中断次数，m为在规定时间内测得的脉冲数，T为T0的溢出时间。
2.1.2单片机模块的论证与选择
此系统十分简单，数据处理不大，采用8位单片机完全能满足需要，基于国内8位单片机领导厂商宏晶公司生产的ＳＴＣ系列单片机的低价格，高性能的优势，我选用了ＳＴＣ系类90Ｃ51八位单片机，编程和使用与一般80c51单片机一样。
2.4小结
通过本小计，对本设计的基本模块进行了选择，确定了显示，报警，计数，传感器，单片机选择的可行性。并在实现仪器功能的基础上充分考虑了成本问题。
4.2程序流程图
测量过程是测量转速的传感器和电机同轴连接。电机每转过一圈产生一个脉冲。经电压比较器整形后成为单片机计数器的输入脉冲，控制计数的时间就可以得到相应的转速，然后确定是否在所需量程以内，在则送数码管显示，不在则启动报警器。
电机计算转速的公式为：
n=60*m/(N1*T*N) (r/min）
3.2.2报警模块————————————————————7
3.2.3 LED数码管———————————————————8
3.2.4 STC90C51单片机——————————————————10
第四部分软件设计
4.1程序设计步骤———————————————————12
4.2程序流程图————————————————————13
(完整版)基于51单片机和霍尔开关传感器的转速测量仪毕业论文
基于５１单片机和霍尔传感器的转速测量仪摘要系统由传感器、信号处理、系统软件等部分组成。
传感器采用霍尔开关传感器（ＪＫ８００２Ｃ），负责将转速转化为脉冲信号；信号处理电路（反相器７４ＬＳ１４）包含待测信号整形反相等部分，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TTLCMOS兼容信号。
处理器采用５１单片机，显示器采用单片机开发板自带的8位LED数码管动态显示。
课题背景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，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，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。
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。
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。
本课题，是要利用霍尔传感器来测量转速。
由磁场的变化来使霍尔传感器产生脉冲，由单片机计数，经过数据计算转化成所测转速，再由数码管显示出来。
1.硬件部分概述１.１系统组成框图系统框图原理如图１－１所示，系统由传感器、信号处理、数码管显示、蜂鸣器超速报警和系统软件等部分组成。
传感器采用霍尔开关传感器（ＪＫ８００２Ｃ），负责将转速转化为脉冲信号。
信号处理电路反相器７４ＬＳ１４）包含待测信号波形变换、波形整形等部分，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TTLCMOS兼容信号。
处理器采用５１单片机，显示器采用8位LED数码管动态显示。
１.２霍尔传感器测转速原理及特性霍尔传感器是对磁敏感的传感元件，由磁钢、霍耳元件等组成。
测量系统的转速传感器选用SiKO 的ｊｋ８００２ｃ的霍尔传感器，其响应频率为100KHz，额定电压为5-30（V）、检测距离为10（mm）。
基于霍尔传感器的电流检测系统设计
[3]1 概述同，量程分为：±5A、±20A、±30A。
由于地震发生前，将会产生一些物理输入与输出基本成线性关系（在量程的范或化学变化的影响，某些动物可以觉察出围之内），它的系数Sensitivity分别为：一些异常变化，但是动物的异常行为有可185 mV/A、100 mV/A、66 mV/A。
其输图2 系统框图能是由其他的原因引起，并非是地震因素出加于0.5倍的V 之上。
ACS712的V 电源cc cc （1）A/D转换电路。
本次设计使用产生。
为了对临震前动物行为异常与电磁使用的是5 V，其输出电压值在0.5 V~4.5 V 的A/D转换芯片是ADC0809。
它有A/D转异常关系的研究，需要设计一款探测电磁之间。
换器八位、多路开关八路以及相关组件。
信号的仪器，本文主要根据探测仪探头的ACS712ELCTR-05B输入输出曲线如它是逐次逼近式的A/D转换器，而且可以需求，设计了一款基于霍尔传感器的电流图1所示，无输入电流时（即电流为0直接和单片机相连接。
检测系统，便于对动物行为异常与电磁异时），输出2.5 V电压，精确度是185 ADC0809的组成部分是：八路模拟常的检测。
mV/A（即斜率）。
当V =5 V时，其输入CC 开关、八路A/D转换器、三态输出锁存[4-5]将半导体薄片放置在磁场中，电流流输出关系式为：器、地址锁存与译码器电路组成。
其中过时，在垂直于电流和磁场的方向产生电（1）A/D转换完的数字量锁存在三态输出锁存动势，此物理现象由物理学家霍尔（美）器之中，OE为高电平时，数据方可传送发现，我们称之霍尔效应，利用霍尔效应出去，具体如图3所示。
制成的电流测试装置称为电流霍尔传感[1]器。
它具有结构简单、运行可靠、价格便宜，维修保护方便，寿命长等优点。
本文利用ACS712霍尔传感器设计了简单的电流检测系统，基于仿真和实验平台验证了设计的正确性。
图1 ACS712ELCTR-05B输入输出曲线2 ACS712工作原理3 电流检测系统设计本次使用的ACS712芯片完全基于霍 3.1 硬件设计尔感应的原理进行设计，组成部分为：①本系统具体实现大体分为五个部分，图3 ADC0809原理框图霍尔传感器的电路；②铜箔（接近IC表如图2所示。
基于霍尔传感器的计数器--大学毕业设计论文
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，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，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。
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。
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。
本次实验是要利用霍尔传感器来测量转速。
由磁场的变化来使霍尔传感器产生脉冲，由单片机计数，经过数据计算转化成所测转速，再由数码管显示出来。
目录一、设计目的---------------------------- 1二、设计任务与要求- ------------------------- 12.1 设计任务-------------------------- 12.2 设计要求-------------------------- 1三、设计步骤及原理分析------------------------ 23.1 设计方法-------------------------- 3 3.2 设计步骤-------------------------- 53.3 设计原理分析 ------------------------ 7四、课程设计小结与体会------------------------ 8五、参考文献- ---------------------------- 9一、设计目的利用强磁铁与霍尔元件组成测试转体转速的测量电路，包括计数与显示电路。
二、设计任务与要求2.1 设计要求1. 实现基本功能2 ．完成3000 字设计报告3. 画出电路图4. 发挥部分，设计超速报警，完成信号传输。
基于霍尔传感器的电流检测模块设计
基于霍尔传感器的电流检测模块设计Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998目录一、绪论------------------------------------------------------ 2概述----------------------------------------------------- 2霍尔传感器的发展趋势------------------------------------- 2二、整体设计方案-------------------------------------------- 3三、硬件电路的设计----------------------------------------- 4传感器模块----------------------------------------------- 4 A/D转换模块---------------------------------------------- 5数码管显示模块------------------------------------------- 6电源电路模块--------------------------------------------- 7复位模块------------------------------------------------- 8时钟模块------------------------------------------------- 8 四、系统的软件设计----------------------------------------- 9电流检测装置软件程序流程图------------------------------- 9系统程序设计--------------------------------------------- 94.2.1 定时器计数程序------------------------------------------ 94.2.2 外部中断程序-------------------------------------------- 104.2.3 初始化MCU程序------------------------------------------ 114.2.4 ADC启动、读取、转换程序-------------------------------- 114.2.5 霍尔传感器ACS712的计算函数程序------------------------- 134.2.6 数码管显示程序------------------------------------------ 134.2.7 主程序-------------------------------------------------- 14五、结论与展望---------------------------------------------- 16六、心得体会------------------------------------------------- 17七、附录------------------------------------------------------ 18八、参考文献------------------------------------------------- 21基于霍尔传感器的电流检测模块设计一、绪论概述近几年来，单片机已逐步深入应用到工农业生产各部门以及人们生活的各个方面。
基于单片机的电流检测装置
基于单片机的电流检测装置作者：张铭朗郭昭利袁申何英昊姜绍君来源：《物联网技术》2019年第05期摘要：随着电子技术的发展和进步，小信号在电路中的使用愈加广泛，在实际应用中对于小电流信号的采集和监控越来越重要。
因此电路中的电流需要能够被简单、方便、准确、实时地测量。
文中设计并实现了一套基于单片机的电流检测系统。
该系统使用功率放大电路及单片机完成信号的放大及测量。
经实验验证，该系统的电流测量精度优于5%，频率测量精度优于1%。
关键词：电流测量;放大电路;STC单片机;TDA2030;频率测量;信号采集中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2019）05-00-030 引言随着电子技术的发展和进步，小信号在电路中的使用愈加广泛，实际应用中对于小电流信号的采集和监控也越来越重要。
在电路中，通过对电流信号的检测可以在第一时间掌握电路系统或设备的实际运行情况，若出现问题，及时处理。
同时，也可通过对电路中电流的检测了解和分析用户对设备的使用情况。
事实上，电流检测系统可以应用在很多电子设备上，比如智能化家居产品，通信电源等。
小信号检测技术及装置虽然已是一种相对比较成熟的技术，但就检测技术和装置本身而言仍有很大的发展空间。
本系统利用STC15系列单片机和功率放大电路等模块，在实现检测电流大小目标的同时还可以放大该电流[1]。
1 设计方案图1所示为本系统的整体设计框图。
结合实际需求，该系统由以单片机为核心的主控模块和功率放大模块、显示模块及测幅测频模块等构成。
主控部分接收、处理由测幅模块提供的数据，并将分析结果通过显示模块呈现，保证使用者可随时查看系统电流的大小。
1.1 主控模块主控模块使用贴片式增强型STC15系列单片机，具有功耗低、内部自带高速A/D转换模块，宽电压和价格低廉等优点。
1.2 功率放大电路功率放大的主要作用是对设备采集的微小电流信号进行放大。
攻率放大模块是基于TDA2030的功率放大模块，性能优良，被广泛应用于汽车立体声收录音机、中功率音箱等设备。
基于51单片机和霍尔传感器的测速
基于51单片机和霍尔传感器的测速1. 小项目简介主要采用stc89c51/52单片机作为主控，由霍尔传感器作为测速的基本模块，采用按键控制速度快慢，数码管显示当前速度。
最后成品图如下：2.电源部分1.电源供电的功率尽可能的稍微大一些，我是采用罗马仕充电宝供电（5V，2.1A输出口）。
因为电源功率过小，将造成电机无法带动，或者数码管闪烁等硬件上的bug。
2.如果电源的电压高于5V，需要在电源输入端使用一个稳压电路，将输入电压稳压到5V给单片机，和其他外设供电。
防止电压过高造成器件损坏。
3.硬件部分1. stc89c51/52的最小系统注意：如果使用一般的USB接口供电，当电机转动时候，可能照成单片机的管脚供电不稳定，所以需要在单片机的IO的外接上拉排阻。
P3口不需要。
9针排阻如下：有小点的一端是公共端，需要和电源5V连接，其余口和单片机管脚一一对应焊接就行。
2. 霍尔传感器注意引脚，窄的一面来看引脚顺序：这里的VOUT口可以直接连接单片机的外部中断1口，可以经过一个电压比较器lm393之类的在给单片机。
3. 直流电机马达驱动51单片机的IO口输出的电流过小，驱动直流电机马达效果不明显，达不到后期变速，需要使用一个三极管（9015\9013这类都可以）放大电路去驱动马达：示范电路如下：（电阻根据自己需要修改）4. 共阴数码管//数码管位选sbit S1=P2^4;sbit S2=P2^5;sbit S3=P2^6;sbit S4=P2^7;//数码管段选：P1的八个IO口。
连线的时候一定根据下列图示的段选（注意注意注意：容易连错）4.软件部分1.软件工程整体图：2.main.c文件代码：自己创建一个51单片机的keil工程文件，将下面代码拷贝到自己工程文件下的main.c文件替换即可/************************************************************** ************************* 基于51单片机测速* 实现现象：按下按键K1减速按下按键K2加速外部中断1对应IO口P3^3注意事项：电机速度不能过快，否则会造成数码管显示不稳定*************************************************************** ************************/#include 'reg52.h' //此文件中定义了单片机的一些特殊功能寄存器typedef unsigned int u16; //对数据类型进行声明定义typedef unsigned char u8;//测试端口（根据自己需要决定）sbit led=P0^0; //将单片机的P0.0端口定义为led/************************************************************** ****************************************************核心部分**************************************************************************************************************** ************************///占空比u16 time = 0; // 定义占空比的变量u16 count=30; //定义占空比上限sbit PWM=P0^1;// P0.1输出pwm//速度u16 zhuansu=0; //转速初值为0u16 jishu = 0; //jishu的变量初值为0u8 flag = 0; //定时器1计数变量//按键sbit k1=P2^0;sbit k2=P2^1;sbit k3=P2^2;sbit k4=P2^3;//数码管位选sbit S1=P2^4;sbit S2=P2^5;sbit S3=P2^6;sbit S4=P2^7;//数码管位选：P1的八个IO口//共阴数码管段选u8 code smgduan[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};//显示0~F的值//数码管存储中间变量unsigned char Display_data[4];/************************************************************** ****************** 函数名 : delay* 函数功能 : 延时函数，i=1时，大约延时10us*************************************************************** ****************/void delay(u16 i){while(i--);}//定时器和外部中断1的初始化函数void InitSyetem(){//配置外部中断1：采集霍尔传感器触发下降沿IT1 = 1; //选择下降沿触发EX1 = 1; //打开外部中断1//定时器0，1工作方式1TMOD=0x11; //定时或者计数模式控制寄存器//定时器0配置：产生PWM波TH0=(65536-10)/256;//赋初值定时10usTL0=(65536-10)%256;//sET0=1;//开定时器0中断TR0=1;//启动定时器0//定时1：测速TH1=(65536-10000)/256;//赋初值定时10msTL1=(65536-10000)%256;ET1=1;//开定时器0中断TR1=1;//启动定时器0PX1=1;//设置优先级PT1=1;//设定定时器1为最高优先级EA=1;//开总中断}//外部1中断服务函数void Service_Int1() interrupt 2{jishu++; //霍尔下降沿一次就记一次数if(jishu == 100) //累加计数有100次，总时间为100 * 10ms = 1s{led^=led; //led闪烁}}//定时0处理函数产生PWM 调速原理———在PWM高电平时候驱动电机转动在PWM低电平时候让电机停止转动void Service_Timer0() interrupt 1{TR0=0;//赋初值时，关闭定时器TH0=(65536-10)/256;//赋初值定时TL0=(65536-10)%256;//0.01msTR0=1;time++; //计数变量if(time>=100) time= 0; //清零标志变量if(time<=count) //小于设定值，输出高电平{PWM = 1;}elsePWM = 0;}//定时器1中断处理显示转速void Service_Timer1() interrupt 3{TR1=0;//赋初值时，关闭定时器TH1=(65536 - 10000) / 256;TL1=(65536 - 10000) % 256;//定时10msTR1=1;flag++; //计数变量加if(flag==100) //计时到达1s 测量此时的转速{// led=~led; //led状态取反zhuansu = jishu; //监测霍尔传感器总共计数次数jishu=0; //转速置0flag=0; //清除计数变量}}//数码管处理函数void Deal_data(){Display_data[3]=smgduan[zhuansu/1000]; //数码管高位Display_data[2]=smgduan[zhuansu/100%10];//去第二位Display_data[1]=smgduan[zhuansu/10%10];Display_data[0]=smgduan[zhuansu%10]; //数码管低位}/************************************************************** ****************** 函数名 : DigDisplay* 函数功能 : 数码管动态扫描函数，循环扫描4个数码管显示*******************************************************************************/void DigDisplay(){u8 i;for(i=0;i<4;i++){switch(i) //位选，选择点亮的数码管，{case 0 : S1 = 0; S2 = 1; S3 = 1; S4 = 1;break; //点亮第一位数码管case 1 : S2 = 0; S1 = 1; S3 = 1; S4 = 1;break;case 2 : S3 = 0; S1 = 1; S2 = 1; S4 = 1;break;case 3 : S4 = 0; S1 = 1; S2 = 1; S3 = 1;break;}P1=Display_data[i];//发送段码delay(5); //间隔一段时间扫描时间越少，一起亮且显示越稳定；时间越多，是流水点亮P1=0x00;//消隐时间过快时，每个数码管将会有重影}}/************************************************************** ****************** 函数名 : keypros* 函数功能 : 按键处理函数，判断按键K1是否按下*************************************************************** ****************/void keypros(){if(k1==0) //检测按键K1是否按下{delay(100); //消除抖动一般大约10ms 时间的估算100*n=1(s) if(k1==0) //再次判断按键是否按下{led=~led; //led状态取反count+=10;if(count >= 90) //设置一个上限count+=90;}while(!k1); //检测按键是否松开为假时候说明按键没有释放}if(k2==0) //检测按键K1是否按下{delay(100); //消除抖动一般大约10msif(k2==0) //再次判断按键是否按下{led=~led; //led状态取反count-=10;if(count <= 10){count = 10;}}while(!k2); //检测按键是否松开}}/************************************************************** ****************** 函数名 : main* 函数功能 : 主函数* 输入 : 无* 输出 : 无*************************************************************** ****************/void main(){led = 0; //上电熄灭小灯P1 = 0x00; //上电初始化熄灭数码管InitSyetem();//定时器和外部中断1的初始化函数while(1){keypros(); //按键处理函数Deal_data(); //数据处理函数DigDisplay(); //数码管显示函数}}。
基于单片机的电流检测装置
2019年 / 第5期 物联网技术全面感知 Comprehensive Perception230 引 言随着电子技术的发展和进步，小信号在电路中的使用愈加广泛，实际应用中对于小电流信号的采集和监控也越来越重要。
在电路中，通过对电流信号的检测可以在第一时间掌握电路系统或设备的实际运行情况，若出现问题，及时处理。
同时，也可通过对电路中电流的检测了解和分析用户对设备的使用情况。
事实上，电流检测系统可以应用在很多电子设备上，比如智能化家居产品，通信电源等。
小信号检测技术及装置虽然已是一种相对比较成熟的技术，但就检测技术和装置本身而言仍有很大的发展空间。
本系统利用STC15系列单片机和功率放大电路等模块，在实现检测电流大小目标的同时还可以放大该电流[1]。
1 设计方案图1所示为本系统的整体设计框图。
结合实际需求，该系统由以单片机为核心的主控模块和功率放大模块、显示模块及测幅测频模块等构成。
主控部分接收、处理由测幅模块提供的数据，并将分析结果通过显示模块呈现，保证使用者可随时查看系统电流的大小。
图1 硬件设计1.1 主控模块主控模块使用贴片式增强型STC15系列单片机，具有功耗低、内部自带高速A/D 转换模块，宽电压和价格低廉等优点。
1.2 功率放大电路功率放大的主要作用是对设备采集的微小电流信号进行放大。
攻率放大模块是基于TDA2030的功率放大模块，性能优良，被广泛应用于汽车立体声收录音机、中功率音箱等设备。
该模块具有体积小、输出功率大、失真小等特点，由电容、电阻、TDA2030芯片和其外围电路组成。
功率放大电路原理如图2所示。
1.3 测幅和测频电路系统使用测频电路和测幅电路来准确测量电路电流的频率和幅度。
测频电路由电压比较器构成（文中采用LM393作为电压比较器芯片）。
测幅电路选用半波整流电路。
由于二极管存在压降以及线圈测量信号较小等问题，故决定采用运算放大器扩大其信号倍数，在加法器输入端加上二极管的反向压降，以测量输入到系统中的小幅电流，之后再加上外围电路组成测频电路和测幅电路，原理如图3所示。
基于单片机的霍尔传感器信号检测分析仪的设计
基于单片机的霍尔传感器信号检测分析仪的设计
无刷直流电机（BLDC）应用中，常采用霍尔传感器来检测电机转子的实际位置，给电子换向提供依据。
然而，由于制造工艺的限制，霍尔传感器的安装有可能会产生物理位置偏差，从而造成电子换向的时间发生偏差，影响电机的转速和平稳度。
为了能检测出这个制造工艺上的缺陷，在工业上采用了专用的电机检测设备，然而这些设备结构复杂、体积庞大、价格昂贵。
本文基于虚拟仪器架构的设计思想，设计了一个低成本的逻辑信号检测分析仪来检测电机霍尔传感器信号。
1.系统方案
本设计采用廉价的51 单片机作为信号采集器，51 单片机将采集的数据通过RS232 串口发送给PC，PC 再对这些数据进行记录和分析并且绘制波形。
硬件部分的结构如利用51 单片机的P1 口作为信号采样口，可以同步采集8 路逻辑信号，然后通过RS232 串口，将同一时刻采集到的8 路逻辑电平作为一个字节的8 个bit 传送给PC。
2.软件部分
2.1 单片机部分
AT89S52 单片机是一种低功耗高性能的CMOS 8 位微控制器，其具有8KB 可擦写1000 次的在线可编程ISP 闪存、3 级程序存储器加密、256B 内部ARM、32 条可编程I/O 线、3 个16 位定时器#计数器、8 个中断源、UART 串行通道等特点。
在AT89S52 单片机上，采用P1 口作为采样口，Timer()为等待时间计时器，Timer2 用于串口波特率的定时器。
串行口数据通信协议是：数据传输速率为57600b/s 8 位数据位，1 位停止位，无奇偶校验位。
串行口通信初始化程序为：
当51 单片机上电后，便开始不停地采样和发送数据，这类似于计算机。
基于单片机和霍尔传感器的电流检测装置软件开发
郑州航空工业管理学院毕业论文（设计）2012 届电气工程及其自动化专业 0806072 班级题目基于单片机和霍尔传感器的电流检测装置软件开发姓名学号指导教师职称二О一二年五月五日内容提要本论文以霍尔传感器和AT89C51单片机为核心，设计了一个利用霍尔效应实现电流检测的装置。
该装置在片外扩展A/D转换接口，系统选用ADC0804转换器，电流检测元件采用ACS712霍尔传感器。
在上述硬件基础上，实现了对ADC0804芯片的启动与读写操作，完成对来自ACS712的直流电流信号的A/D转换工作，当A/D转换结束后，ADC0804向CPU发出一个信号，CPU对转换后的数字量进行处理，并将结果通过数码管实时显示出来，达到检测电流的目的。
关键词单片机；霍尔传感器；AT89C51；ADC0804；数码管AbstractIn this thesis, the Hall sensor and the AT89C51 microcon troller as the core design of a Hall effect current sensing de vice. The device to extend the A / D converter interface chip, the system selects the ADC0804 converter current sensing el ement using the ACS712 Hall sensor.The hardware based on the start of the ADC0804 chip and read and write operations to complete the A / D conver ter of the DC current signal from the ACS712, after the end of the A / D converters, the ADC0804 to send a signal to th e CPU, the CPUdigital conversion processing, and real-time d isplay results through digital tube, to achieve the purpose of testing current.Key wordSingle-Chip Microcomputer ；Holzer sensor, AT89C51；ADC0804目录内容提要 (2)Abstract (3)1绪论 (5)1.1 概述 (5)1.2 霍尔传感器的发展趋势 (5)1.3设计思路 (6)2硬件设计简述 (8)2.1单片机原理解析 (8)2.1.1 AT89C51简述 (8)2.2 A/D转换电路 (9)2.2.1 ADC0804简述 (9)2.2.2 ADC0804外围电路 (10)2.3数码管显示电路 (12)2.3.1 MC14522BCP管脚与工作原理 (12)2.3.2 七段数码管引脚与工作原理 (13)2.4 系统整体电路原理图 (14)3软件设计 (16)3.1单片机开发及调试工具 (16)3.2 程序流程图 (16)3.3系统程序设计 (17)3.3.1定时器计数程序 (17)3.3.2外部中断程序 (18)3.3.3初始化MCU程序 (19)3.3.4 ADC0804启动、读取转换程序 (20)3.3.5 ACS712的计算函数程序 (22)3.3.6七段数码管显示程序 (22)3.3.7主程序 (24)4软件系统仿真 (25)4.1仿真软件介绍 (25)4.2系统仿真过程 (26)结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)基于单片机和霍尔的电流检测装置软件设计1．绪论1.1概述近几年来，单片机已逐步深入应用到工农业生产各部门及人们生活的各个方面。
基于单片机的霍尔电流检测装置硬件开发
绪论电流检测有多种方法，最通用的方法是采用阻性分流器、互感器或霍尔传感器。
阻性分流器工作时与负载串联，无法进行隔离测量；互感器只适用于50 Hz工频交流的测量；霍尔检测技术综合了互感器和分流器技术的所有优点，同时又克服了互感器和分流器的不足，采用一只霍尔电流电压传感器／变送器模块检测元件，既可以检测交流，也可以检测直流，甚至可以检测瞬态峰值，同时又能实现主电路回路和电子控制电路的隔离，因而是替代互感器和分流器的新一代产品。
基于霍尔传感器的电流检测系统以AT89C51单片机为核心，应用霍尔传感器技术，实现对被检测电路电流的测量。
检测系统硬件电路包括电源电路、单片机电路、数据采集电路、数码显示电路、电流检测电路，系统硬件框图如图1所示。
图1 系统硬件框图第一章硬件原理图的设计1.1电源电路图2 电源模块如图2所示.系统的供电电源由220V-9V变压器提供.考虑到变压器体积比较大,且220V属于较高电压,容易影响板子芯片的正常工作.我们选择变压器独立外接的处理办法.变压器二次侧的输出电压为交流9V电源,经过整流桥得到脉动的直流电源,经过滤波电容,稳压管78L05,以及二次滤波电容的处,得到符合系统要求的+5v电源，为装置各部分电路供电，保证各装置的正常工作。
1.2电流检测电路选用ACS712作为电流检测传感器.ACS7i2是Allegro公司新推出的一种线性电流传感器，该器件内置有精确的低偏置的线性霍尔传感器电路，能输出与检测的交流或直流电流成比例的电压。
具有低噪声，响应时间快(对应步进输入电流，输出上升时间为5 S)，50千赫带宽，总输出误差最大为4％，高输出灵敏度(66mV／A～185 mV／A)，使用方便、性价比高、绝缘电压高等特点，主要应用于电动机控制、载荷检测和管理、开关式电源和过电流故障保护等，特别是那些要求电气绝缘却未使用光电绝缘器或其它昂贵绝缘技术的应用中。
1.2.1 引脚描述ACS712采用小型的SOIC 8 封装，其引脚分布如图3所示，采用单电源5V供电。
毕业设计(论文)基于霍尔传感器的电机测速装置的设计与实现[管理资料]
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广东白云学院毕业设计(论文)开题报告题目：基于霍尔传感器的控制电机测速装置的设计与实现课题类型：论文□设计□学生姓名学号：班级：07自动化2班专业（全称）：自动化系别：电子信息工程系指导教师：2010年 10月基于霍尔传感器的电机测速装置的设计与实现摘要在工业生产生活中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，例如在发电机、电动机、机床主轴等旋转设备的实验运转和控制中，常需要分时或连续测量、显示其转速及瞬时速度。
为了能精确地测量转速，还要保证测量的实时性，要求能测的瞬时速度。
针对工业上常见的发动机设计了以单片机STC89C52为控制核心的转速测量系统，本文介绍基于霍尔传感器的电机测速系统，该系统利用霍尔传感器采集脉冲信号，通过定时计数法程序，将转速结果实时显示出来。
实际测试表明,该系统能满足发动机转速测量要求。
关键词: 单片机;电机测速系统;霍尔传感器;定时SENSOR BASED ON HALL OF MOTOR SPEEDDEVICE DESIGNABSTRACTIn the course of industrial production in life often need to measure speed encounter various occasions. For example, AT the engines motors machine tool spindles and other rotating equipment’s operation and control of the piolt often need frequent time-sharing or continuous measurements show its speed and instantaneous order to accurately measured. The rotate spee measurement system for the common engine is designed with the single chip paper inroduces a microcomputer-based hall sensor speed system,the syetem uses Hall sensor pulse signal collected through the timer counting algorithm programs,will speed the results of real-time disply. The result of the experiment shows that the measurement system is able to satisfy the requirement of the engine rotate speed measurement.Key words:Single-chip;Motor Speed System; Hall sensor; Timing目录第1章绪论 (6)基于霍尔传感器的电机测速装置的现状 (6) (6)第二章基于霍尔传感器的电机测速装置总体方案设计 (8)系统原理框图设计 (8)总体方案的论证 (9) (9)转速测量方案论证 (9)电机驱动方案论证 (10) (10)转速显示方案论证 (10)PWM软件实现方案论证 (11)各模块的分析、计算与硬件电路设计 (11) (11)电机驱动电路的设计 (12)2.LCD显示电路与STC89C52的接口设计 (13)第三章本系统各部分功能程序设计 (14)系统总程序框图设计 (14)电机转速测量程序设计 (15)按键控制程序设计 (15)LCD显示程序设计 (18)PWM信号的单片机程序实现 (19)第四章本系统的实现与调试 (20) (20) (20) (21)软件部分调试 (23) (23)第五章总结 (25)参考文献 (26)致谢 (27)附录1：硬件总图 (28)附录2：电路PCB版图 (29)附录3：ISIS 7 PROFESSIONAL仿真图 (31)附录4：基于霍尔传感器的电机转速装置元件清单 (32)附录5：程序清单 (33)第1章绪论基于霍尔传感器的电机测速装置的现状霍尔传感器是利用霍尔效应实现磁电转换的一种传感器，我国从７Ｏ年代开始研究霍尔器件，经过２０余年的研究和开发，目前已经能生产各种性能的霍尔元件，霍尔传感器具有灵敏度高、线性度好、稳定性高、体积小和耐高温等特点。
基于单片机的电流电压测量 毕业设计
基于单片机的电流电压测量毕业设计基于单片机的电流电压测量系统设计摘要：本次设计所提供的是基于单片机的电压电流测量系统软硬件的设计。
电学参量测量技术设计范围广，能应用的领域也十分广泛。
随着电子技术的发展，在数字化、智能化、科技化为主的今天,数字电压、电流表以成为电压、电流表设计的主要方向，并且有非常重要的地位。
关键词：单片机，应用领域，设计Abstract: The design is provided by SCM-based voltage and current measurement system hardware and software design. Electrical parameter measurement techniques designed a wide range of application areas can be very extensive. With the development of electronic technology, in digital, intelligent, technology-based today, the digital voltage meter to a voltage, current meter design of the main direction, and there is a very important position.Keywords:MicroController Unit, Applications, Devise目录1 前言 (5)1.1 电子测量概述 (5)1.2 数字电压表的特点 (5)1.3 单片机的概述 (6)2 系统方案的选择与论证 (7)2.1 功能要求 (7)2.2 系统的总体方案规划 (7)2.3 各模块方案选择与论证 (7)2.3.1 控制模块 (7)2.3.2 量程自动转换模块 (8)2.3.3 A/D转换模块 (8)2.3.4 显示模块 (9)2.3.5 通信模块 (9)3 系统的硬件电路设计与实现 (10)3.1 系统的硬件组成部分 (10)3.2 主要单元电路设计 (10)3.2.1 中央控制模块 (10)3.2.2 量程自动转换模块 (11)3.2.3 A/D模数转换模块 (15)3.2.4 显示模块 (17)3.2.5 通信模块 (17)3.2.6 电源部分 (18)4 系统的软件设计 (19)4.1 软件的总体设计原理 (19)4.1.1 A/D转换程序设计 (20)4.1.2 数字滤波程序设计 (20)4.1.3 量程自动转换的程序设计 (22)5 系统调试及性能分析 (24)5.1 调试与测试 (24)5.2 性能分析 (24)6 结束语 (25)6.1 设计总结 (25)6.2 设计的心得 (25)7 致谢词 (26)附录 (27)附录1 参考文献 (27)附录2 系统总电路图 (28)附录3 源程序 (29)1 前言1.1 电子测量概述从广义上讲，凡是利用电子技术来进行的测量都可以说是电子测量；从狭义上来说，电子测量是在电子学中测量有关电量的量值。
单片机霍尔电机控制
单片机霍尔电机控制
单片机控制是实现霍尔电机精准控制的有效方式。
这种方式能够获取电机转速和位置等重要信息,并根据需求进行相应的调节和控制。
下面就从原理、硬件和软件三个方面简要介绍单片机如何控制霍尔电机。
1. 工作原理
霍尔电机内部通常集成有霍尔传感器,它能根据电机转子的位置输出不同的数字信号。
单片机通过检测这些数字信号,可以精确获知电机的转速和位置。
根据目标值与实际值的偏差,单片机再对电机的激励电流进行动态调整,使其达到期望的转速或位置。
2. 硬件设计
硬件部分包括霍尔电机本体、驱动电路和单片机等。
驱动电路一般采用H桥结构,负责为电机提供正反转的驱动电流。
单片机则通过GPIO口输出PWM波控制H桥导通时间,实现对电流的调节。
此外,单片机还需读取霍尔传感器输出的数字量,以获取电机状态反馈。
3. 软件设计
软件算法是实现闭环控制的关键。
根据控制目标的不同,可以采用PID、反电势补偿等不同的控制策略。
一般来说,软件首先需要对霍尔传感器信号进行解码,以获取电机真实转速/位置值。
然后将其与目标值进行比较,经过控制算法计算得到期望的电流值,再经过PWM 调制输出到驱动电路。
整个过程构成了一个典型的反馈控制环路。
单片机控制霍尔电机的过程就是读取反馈信号、执行控制算法并输出调节量的周而复始的闭环控制过程。
这种方式可以很好地满足对电机的高精度、高响应性能要求,是实现智能化控制的不二选择。
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基于单片机的霍尔电流检测装置硬件开发绪论电流检测有多种方法，最通用的方法是采用阻性分流器、互感器或霍尔传感器。
阻性分流器工作时与负载串联，无法进行隔离测量；互感器只适用于50 Hz工频交流的测量；霍尔检测技术综合了互感器和分流器技术的所有优点，同时又克服了互感器和分流器的不足，采用一只霍尔电流电压传感器／变送器模块检测元件，既可以检测交流，也可以检测直流，甚至可以检测瞬态峰值，同时又能实现主电路回路和电子控制电路的隔离，因而是替代互感器和分流器的新一代产品。
基于霍尔传感器的电流检测系统以AT89C51单片机为核心，应用霍尔传感器技术，实现对被检测电路电流的测量。
检测系统硬件电路包括电源电路、单片机电路、数据采集电路、数码显示电路、电流检测电路，系统硬件框图如图1所示。
图1 系统硬件框图第一章硬件原理图的设计1.1电源电路图2 电源模块如图2所示.系统的供电电源由220V-9V变压器提供.考虑到变压器体积比较大,且220V属于较高电压,容易影响板子芯片的正常工作.我们选择变压器独立外接的处理办法.变压器二次侧的输出电压为交流9V电源,经过整流桥得到脉动的直流电源,经过滤波电容,稳压管78L05,以及二次滤波电容的处,得到符合系统要求的+5v电源，为装置各部分电路供电，保证各装置的正常工作。
1.2电流检测电路选用ACS712作为电流检测传感器.ACS7i2是Allegro公司新推出的一种线性电流传感器，该器件内置有精确的低偏置的线性霍尔传感器电路，能输出与检测的交流或直流电流成比例的电压。
具有低噪声，响应时间快(对应步进输入电流，输出上升时间为5 S)，50千赫带宽，总输出误差最大为4％，高输出灵敏度(66mV／A～185 mV／A)，使用方便、性价比高、绝缘电压高等特点，主要应用于电动机控制、载荷检测和管理、开关式电源和过电流故障保护等，特别是那些要求电气绝缘却未使用光电绝缘器或其它昂贵绝缘技术的应用中。
1.2.1 引脚描述ACS712采用小型的SOIC 8 封装，其引脚分布如图3所示，采用单电源5V供电。
各引脚的功能介绍如表l所示，其中引脚1和2、3和4均内置有保险，为待测电流的两个输入端，当检测直流电流时，l和2、3和4分别为待测电流的输入端和输出端。
表1 ACS712各引脚功能描述引脚名称功能描述1和 2 IP+ 被测电流流输入或输出3和4 IP- 被测电流流输入或输出5 GND 信号地6 FILTER 外接电容7 VIOUT 模拟电压输出8 VCC 电源电压图3 ACS712引脚图1. 2. 2 ACS712内部结构及工作原理图4 ACS71 2的工作原理图ACS71 2的工作原理如图4所示，该器件主要由靠近芯片表面的铜制的电流通路和精确的低偏置线性霍尔传感器电路等组成。
被测电流流经的通路(引脚l和2，3和4之间的电路)的内电阻通常是1．2m 欧姆，具有较低的功耗。
被测电流通路与传感器引脚(引脚5～8)的绝缘电压>2．1kVRMS，几乎是绝缘的。
流经铜制电流通路的电流所产生的磁场，能够被片内的霍尔IC感应并将其转化为成比例的电压。
通过将磁性信号尽量靠近霍尔传感器来实现器件精确度的最优化。
精确的成比例的输出电压由稳定斩波型低偏置BiCMOS霍尔集成电路提供，该集成电路在出厂时已进行了精确的编程。
稳定斩波技术是一种新技术，它给片内的霍尔元器件和放大器提供最小的偏置电压，该技术几乎可以消除芯片由于温度所产生的输出漂移。
ACS712内含一个电阻RF(INT)i[I-个缓冲放大器，用户可以通过FITER引脚(第6脚)外接一个容CF与RF(INT)组成一个简单的外接RC低通滤波器，由于内部缓冲放大器能消除因芯片内部电阻和接口负载分压所造成的输出衰减，所以外接的RC低通滤波器不会影响信号的衰减，且可进一步降低输出噪音并改善低电流精确度。
此外，ACS71 2的响应时间比一般的器件缩短了两倍以上，非常适合保护及高速应用。
特性曲线与典型应用表2 ACS712的特性曲线上表为ACS712 3OA 输出电压与检测电流关系的特性曲线，在检测范围±30A内，传感器的输出电压和检测电流成正比，几乎不受温度的影响。
1. 2. 3 ACS712在原理图中的运用图5 ACS712在原理图中的运用如图5所示，被测电流通过ACS712芯片时，该芯片利用霍尔效应，将被测电流转换成0~5V DC模拟信号。
1.3 数据采集电路由于AT89C51片内没有A／D转换，根据系统设计要求，需要在片外扩展A／D转换接口。
本设计选用ADC0804转换器.ADC0804是属于连续渐进式（Successive Approximation Method）的A/D转换器，这类型的A/D转换器除了转换速度快（几十至几百us）、分辨率高外，还有价钱便宜的优点，普遍被应用于微电脑的接口设计上。
以输出8位的ADC0804动作来说明“连续渐进式A/D转换器”的转换原理，动作步骤如下表示（原则上先从左侧最高位寻找起）。
第一次寻找结果：10000000 （若假设值≤输入值，则寻找位=假设位=1）第二次寻找结果：11000000 （若假设值≤输入值，则寻找位=假设位=1）第三次寻找结果：11000000 （若假设值>输入值，则寻找位=该假设位=0）第四次寻找结果：11010000 （若假设值≤输入值，则寻找位=假设位=1）第五次寻找结果：11010000 （若假设值>输入值，则寻找位=该假设位=0）第六次寻找结果：11010100 （若假设值≤输入值，则寻找位=假设位=1）第七次寻找结果：11010110 （若假设值≤输入值，则寻找位=假设位=1）第八次寻找结果：11010110 （若假设值>输入值，则寻找位=该假设位=0）这样使用二分法的寻找方式，8位的A/D转换器只要8次寻找，就能完成转换的动作，其中的输入值代表的是模拟输入电压Vin +.1.3.1 ADC0804的管脚图：图6 ADC0804的引脚图各个管脚的作用：D0-D7：八位数字量输出端；CLK：为芯片工作提供工作脉冲，时钟电路如图所示，时钟频率计算方式是：fCK=1/(1.1×R×C）CS：片选信号；WR：写信号输入端；RD：读信号输入端；INTR：转换完毕中断提供端；其他管脚连接如图，是供电和提供参考电压的管脚输入端芯片参数:工作电压：+5V，即VCC=+5V。
模拟输入电压范围：0～+5V，即0≤Vin≤+5V。
分辨率：8位，即分辨率为1/2=1/256，转换值介于0～255之间。
转换时间：100us（fCK=640KHz时）。
转换误差：±1LSB。
参考电压：2.5V，即Vref=2.5V。
1.3.2 ADC0804外围电路以及与单片机的的链接图图6 ADC0804外围电路图调整变阻器HAUBLAN20K，使辅助参考端VREF脚得到2．5 V标准参考电压。
在CLKIN、CLKOUT端设计RC振荡电路，由于ADC0804频率限制在100～1 460 kHz，通过对频率公式F=1／(1．1RC)的计算，选择电阻R=20 k，电容C=200 pF，即可得到符合设计要求的频率。
图7 ADC0804与单片机的的链接图如图7所示，ADC0804的DB0～DB7分别接单片机的P0．0～PO．7，AGND、DGND、CS、VIN- 端接地，RD、WR端分别接单片机的RD、WR端，中断请求端INTR接单片机的P2．0口，VIN+ 端接采集信号输入。
1．4单片机的最小系统本设计采用AT89C51单片机作为电路控制的核心。
AT89C51是一种低功耗／低电压、功能强、灵活性高且价格合理的8位单片机。
片内有128 B的RAM数据存储器，4 KB的ROM．程序存储器，4个I／0口，1个串口，2个定时／计数器，5个中断源，无内置看门狗，也无A／D转换。
根据系统设计要求，需要在片外扩展A／D转换接口。
AT89C51单片机片内的4 KB ROM只读存储器为FLASH存储器。
该存储器采用CMOS工艺框中动态显示，将采集到的数据保存到数据库文件方便和快捷、系统界面友好、性能稳定和可扩展性强中，并通过以太网络传输数据，实现远程测控功能等优点，具有较高的实际应用价值。
和ATEMEL公司的高密度非易失性存储器技术，与工业标准的MCS一51指令集和输出管脚相兼容，可通过专用编程器即擦即写，允许擦写次数可达100000次。
1.4.1管脚说明图 8 AT89C51 引脚图VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。
在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须接上拉电阻。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时，P1口作为低八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：表3 P3口备选功能表管脚备选功能P3.0 RXD（串行输入口P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断0）P3.3 /INT1（外部中断1)P3.4 T0（记时器0外部输入）P3.5 T1（记时器1外部输入）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST：复位输入。
当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节。
在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。