根据霍尔传感器的电机测速装置设计
基于霍尔传感器的直流电机转速测量系统设计
基于霍尔传感器的直流电机转速测量系统设计引言霍尔传感器在实际应用中越来越广泛，将永磁体按适当的方式固定在被测轴上，霍尔传感器置于磁铁的气隙中，当州转动时，霍尔传感器输出的电压则包含有转速的信息。
将霍尔传感器输出电压经后续电路处理，便可得到转速的数据。
基于以上特点，我们设计了感器的直流电机转速测量系统。
利用霍尔效应测量转速的工作原理非常简单，可靠性高，性能稳定，率响应快、抗干扰能力强等优点。
摘要霍尔传感器在实际应用中越来越广泛，将永磁体按适当的方式固定在被测轴上，霍尔传感器置于磁铁的气隙中，当州转动时，霍尔传感器输出的电压则包含有转速的信息。
测速的方法决定了测速信号的硬件连接，测速实际上就是测频，因此，频率测量的一些原则同样适用于测速。
将霍尔传感器输出电压经后续电路处理，便可得到转速的数据。
随着单片机的不断推陈出新，特别是高性价比的单片机的涌现，转速测量控制普遍采用了以单片机为核心的数字化、智能化的系统。
本文介绍了一种由单片机C8051F060作为主控制器，使用霍尔传感器进行测量的直流电机转速测量系统。
1 转速测量及控制的基本原理1.1 转速测量原理转速的测量方法很多，根据脉冲计数来实现转速测量的方法主要有M法(测频法)、T法(测周期法)和MPT法(频率周期法)，该系统采用了M法(测频法)。
由于转速是以单位时间内转数来衡量，在变换过程中多数是有规律的重复运动。
根据霍尔效应原理，将一块永久磁钢固定在电机转轴上的转盘边沿，转盘随测轴旋转，磁钢也将跟着同步旋转，在转盘下方安装一个霍尔器件，转盘随轴旋转时，受磁钢所产生的磁场的影响，霍尔器件输出脉冲信号，其频率和转速成正比。
脉冲信号的周期与电机的转速有以下关系：式中：n为电机转速；P为电机转一圈的脉冲数；T为输出方波信号周期根据式(1)即可计算出直流电机的转速。
霍尔器件是由半导体材料制成的一种薄片，在垂直于平面方向上施加外磁场B，在沿平面方向两端加外电场，则使电子在磁场中运动，结果在器件的2个侧面之间产生霍尔电势。
利用霍尔传感器构建自动测速控制装置
利用霍尔传感器构建自动测速控制装置摘要：霍尔传感器是一种利用霍尔效应来实现磁-电转换的新型传感器，它具有较高的灵敏度、很好的线性度、高稳定性、体积很小、便于操作、寿命很长等优点。
针对霍尔传感器的这些优点，分析它的构造，本文论述了利用霍尔传感器来进行测量，用霍尔传感器进行自动测速的设计，并绘出了电路框图，完成了元件参数设置和测量电路仿真。
此系统是先把电信号先检测出来，然后再把此电信号转换成便于传输和处理的可用电信号，最后利用信号处理和显示电路测出数据，制作出高效率、高实用的自动测速电路。
关键词：电机转速测量；霍尔传感器；单片机； 89C51； LCDAutomatic speed control device measuring circuitcomposed with hall sensorsAbstract: Hall sensor Hall effect achieved using magnetic - electric conversion of a sensor, it has many advantages, such as high sensitivity, good linearity, high stability, small size, easy to operate, life very long, etc, these advantages Hall sensor for analysis of its structure, the use of Hall sensors measuring principle, the proposed design method Hall sensor application circuit, draw the circuit diagram, complete the component parameters and measuring circuit simulation, this system is a first electrical signal first detected, then convert this electrical signal is then easy to transport and processing into usable electrical signals, and finally the use of signal processing and display, circuitry measured data to produce a high-efficiency, high-speed circuit practical automatic.Keywords:Motor Speed Measurement; Hall Sensor; SCM; 89C51; LCD目录一、绪论 (1)1.1、课题背景及意义 (1)1.2、课题设计目的和要求 (1)二、霍尔传感器自动测速系统硬件设计 (2)2.1、总体硬件设计思想 (2)2.2、系统电路设计 (2)2.3、霍尔元件 (2)2.4、霍尔传感器测量原理 (3)三、霍尔传感器自动测速电路软件设计 (4)3.1、程序设计流程图 (4)3.2、应用程序设计 (5)四、单片机 (5)4.1、单片机芯片的简介 (5)4.2、软件的编写与调试 (8)五、显示电路设计 (13)5.1、显示模式 (13)六、调试 (14)6.1、硬件静态调试 (14)6.2、硬件动态调试 (14)6.3、软件调试 (14)七、霍尔传感器自动测速电路设计原理框图与PC (15)八、总结 (16)九、参考文献 (17)一、绪论1.1、课题背景及意义传感器是现代信息系统的感官，它可以采集和获取信息，在工业、农业、交通、通信等行业中传感技术已得到广泛的应用。
霍尔测速设计实验报告
霍尔测速设计实验报告1. 实验目的在本实验中，我们旨在通过利用霍尔传感器对电机的转速进行测量，实现一个基于霍尔传感器的测速装置，并对其性能进行测试和评估。
2. 实验器材和装置- 霍尔传感器x1- 电机x1- Arduino开发板x1- 面包板x1- 连线和其他辅助器材3. 实验原理霍尔传感器是一种能够检测磁场存在和变化的电子元器件，其原理基于霍尔效应。
当通过一个电流在霍尔元件上流动时，如果这个电流和一个垂直磁场共线，那么产生的侧边电势差（Hall电压）与磁场强度成正比。
基于这个原理，我们可以将霍尔传感器放置在旋转的电机附近，通过检测霍尔电压的变化来确定电机的转速。
4. 实验步骤1. 将霍尔传感器连接到Arduino开发板的数字引脚。
2. 将电机与Arduino开发板连接，确保其旋转轴与霍尔传感器附近。
3. 编写Arduino代码，以读取霍尔传感器的数字信号。
4. 设置一定的时间间隔，在每个时间段内读取霍尔传感器的数值，并根据数值变化计算电机的转速。
5. 运行代码，并通过串口监视器输出转速信息。
5. 实验结果在实验中，我们成功地实现了基于霍尔传感器的测速装置。
通过监测霍尔传感器的数字输出，我们能够准确地计算出电机的转速。
表格中列出了不同电压下的电机转速测量结果：电压(V) 转速(rpm)-3.0 1004.5 1506.0 2007.5 2509.0 300我们还绘制了一个转速-电压曲线图，以更直观地展示电机转速与输入电压之间的关系。
根据实验结果，我们可以看出电机的转速与输入电压是呈线性关系的，这也验证了我们所使用的测速装置的准确性和可靠性。
6. 实验总结通过本次实验，我们成功地设计了一个基于霍尔传感器的测速装置，并对其进行了测试和评估。
实验结果表明，我们所设计的装置能够准确地测量电机转速，并与输入电压呈线性关系。
这说明我们所选用的霍尔传感器和测速算法是可行的。
霍尔传感器的测速电路设计
4.2.2霍尔传感器的测速电路设计首先选定传感器，霍尔传感器具有灵敏、可靠、体积小巧、无触点、无磨损、使用寿命长、功耗低等优点，综合了电机转速测量系统的要求。
其次设计一个单片机小系统，利用单片机的定时器和中断系统对脉冲信号进行测量或计数。
再次实时测量显示并有报警功能，实时测量根据脉冲计数来实现转速测量的方法。
要求霍尔传感器转速为0～5000r/min。
霍尔测速模块论证与选择采用霍尔传感器；选型号为CHV-25P/10的霍尔传感器，其额定电压为10v,输出信号5v/25mA,电源为12~15v。
体积大，价格一般为40~120元之间不等。
性价比较高计数器模块论证与选择采用片内的计数器。
其优点在于降低单片机系统的成本。
每到一个脉冲将会产生一个T1的计数，在T0产生的100ms中断完成后，T1的中断溢出次数就是所需要计的脉冲数。
特点在于：使用了内部的T1作为外部脉冲的计数器，并且，为了避免计数器的溢出，将T1的初值设为0。
显示模块论证与选择采用LCD液晶显示器作为显示模块核心。
LCD显示器工作原理简单，编程方便，节能环保。
报警模块论证与选择采用蜂鸣器与发光二极管作为声光报警主要器件。
该方案不论在硬件和焊接方面还是在编写软件方面都简单方便，而且成本低廉。
电源模块论证与选择采用交流220V/50Hz电源转换为直流5V电源作为电源模块。
该方案实施简单，电路搭建方便，可作为单片机开发常备电源使用。
单片机模块论证与选择选用P89C51的单片机速度极快、功耗低、体积小、资源丰富，有各种不同的规格，最快的达100MPS ，引脚还可编程确定功能选用51系列的单片机，是因为51的架构十分典型。
而且：1.价格便宜；2.开发手段便宜；3.自己动手焊接相对容易。
转速测量方案论证转速的测量方法很多，根据脉冲计数来实现转速测量的方法主要有M法(测频法)、T法(测周期法)和MPT法(频率周期法)，该系统采用了M法(测频法)。
由于转速是以单位时间内转数来衡量，在变换过程中多数是有规律的重复运动[4]。
基于霍尔传感器的电机转速测量系统设计
３ ． 程 序 ｖ ｏ ｉ ｄ ｃ ｏ ｕ ｎ ｔ ｅ ｒ （ ｖ ｏ ｉ ｄ ）ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｒ ｕ ｐ ｔ ０ ｛ ｃ ｏ ｕ ｎ ｔ ＋ ＋： ｉ ｆ （ ｃ ｏ ｕ ｎ ｔ ％ ６ ＝ ＝ ０ ）／ ／ ６次循 环 为 电机 转 一 圈 ｛ｚ ｓ ＋ ＋ ： ／ ／ 转圈计 数加 １ ）
—
』
｝
。 Ｉ （ ｄ ｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｙ ｆ ｉ ］ ） ：／ ／ １ Ｃ Ｄ显 示 ／ ／ ｄ Ｍａ ｙ ｍ Ｓ （ ５ ０ Ｏ ） ‘
一
ｖ ｏ ｉ ｄ ｄ ｅ ｌ ａ ｙ ｌ ｍ ｓ （ ｉ ｎ ｔ Ｘ ）／ ／ 延时 函数 ｛
ｉ ｎ ｔ ｉ ， Ｊ ：
／ ／ ５ ０ ｍ ｓ定 时
／ ／ ５ ０ ． ２ ０ ＝ １ ５
Ｔ Ｍ Ｏ Ｄ ＝ Ｏ ｘ ０ １ ：
Ｔ Ｈ Ｏ ＝ Ｔ Ｈ Ｍ１ ：
—
Ｔ Ｌ Ｏ ＝ Ｔ Ｌ ＿ Ｍ １ ： ｉ ｎ ｉ ｔ ＿ Ｌ Ｃ Ｍ（ ）： ｗ ｈ ｉ １ ｅ （ ｆ ｂ ＝ ＝ ０ ）
ｉ ｆ （ 斗 ＋ ｍ ｓ ｅ ｃ ： ＝ ２ Ｏ ） ｛ｆ ｂ ＝ ｌ ：）
１
（ 二 ） 定 时 器 中 断 ｌ ＿ 工 作 过 程 Ｔ Ｔ Ｏ定时器每 １秒定时中断一次，读 取记 录的脉冲个数 。 ２ ． 流 程 图 如 图 ６所 示 ：
嘲硅
（ 三 ）程序 ｍ ａ ｉ ｎ ０
｛Ｐ ２ ０ ＝ Ｉ ：
Ｐ ２ ０ ＝ ０：
Ｉ Ｅ ＝ ０ ｘ ８ ３ ：
｛）
Ｅ Ａ ＝ ０：
ｉ ｆ （ ｚ ｓ ＞ ＝ ｌ Ｏ ０ ０ ）
Ｐ ２ ０ ＝ Ｉ：
霍尔传感器测电机转速课程设计
霍尔传感器测电机转速课程设计一、引言在现代自动化控制系统中，电机是最常用的执行元件之一。
而对电机转速的准确测量对于电机控制和系统性能的优化具有重要意义。
本文将围绕着霍尔传感器测电机转速这一主题展开讨论，深入探究其课程设计的相关内容。
二、霍尔传感器测电机转速原理电机的转速测量是自动化控制中的基础问题，而霍尔传感器作为一种常用的位置传感器，在电机转速测量中发挥着重要作用。
霍尔传感器可以通过检测磁场的变化来测量电机转子的位置，进而计算出电机的转速。
在电机转速测量中，霍尔传感器通过测量每个磁极之间的时间间隔来确定电机转子的角度，从而得到转子的角速度。
基于霍尔传感器的电机转速测量方法可以实现高精度和实时性，并且具有较好的抗干扰能力。
在工程应用中被广泛采用。
三、课程设计内容与要求1. 理论分析在课程设计中，首先需要对霍尔传感器测电机转速的原理进行深入的理论分析，包括霍尔传感器的工作原理、电机转速测量方法及其精度、灵敏度等方面的内容。
学生需要了解霍尔传感器和电机之间的工作原理和相互作用，从而为后续的实验设计和数据分析提供理论支持。
2. 实验设计课程设计还需要包括针对霍尔传感器测电机转速的实验设计。
这包括实验装置的搭建、实验步骤的制定以及数据采集和处理的方法。
学生需要通过实际操作，深入理解霍尔传感器测电机转速的原理，并掌握实际实验技能。
3. 数据分析与报告课程设计还需要对实验数据进行分析与综合，撰写实验报告。
学生需要对实验中获得的数据进行分析，验证霍尔传感器测电机转速的准确性和可靠性，并结合理论知识进行综合分析。
实验报告应包括数据处理的具体方法和结果，以及对实验过程和结论的总结性描述。
四、个人观点与理解在我看来，霍尔传感器测电机转速课程设计对于提升学生的实际动手能力和理论知识应用能力具有重要意义。
通过这样的课程设计，学生可以加深对于霍尔传感器原理和电机转速测量方法的理解，并且培养实验数据处理和报告撰写的能力。
这样的课程设计既有助于学生将所学的理论知识应用到实际中，又可以提高他们的实际操作能力和科研创新能力。
基于霍尔传感器的测速仪设计毕业设计论文
基于霍尔传感器的测速仪设计【摘要】霍尔传感器是对磁敏感的传感元件，常用于开关信号采集的有CS3020、CS3040等，这种传感器是一个3端器件，外形与三极管相似，只要接上电源、地，即可工作，输出通常是集电极开路（OC）门输出，工作电压范围宽，使用非常方便。
使用霍尔传感器获得脉冲信号，其机械结构也可以做得较为简单，只要在转轴的圆周上粘上一粒磁钢，让霍尔开关靠近磁钢，就有信号输出，转轴旋转时，就会不断地产生脉冲信号输出。
这种传感器不怕灰尘、油污，在工业现场应用广泛。
【关键词】传感器原理；检测技术；检测速度；一、测速仪功能简介测速是工农业生产中经常遇到的问题，测速仪表具有很重要的意义。
要测速，首先要解决是采样的问题。
在使用模拟技术制作测速表时，常用测速发电机的方法，即将测速发电机的转轴与待测轴相连，测速发电机的电压高低反映了转速的高低。
使用单片机技术进行测速，可以采用简单的脉冲计数法。
只要转轴每旋转一周，产生一个或固定的多个脉冲，并将脉冲送入单片机中进行计数，即可获得转速的信息。
二、霍尔传感器介绍霍尔传感器是对磁敏感的传感元件，常用于开关信号采集的有CS3020、CS3040等，这种传感器是一个3端器件，外形与三极管相似，只要接上电源、地，即可工作，输出通常是集电极开路（OC）门输出，工作电压范围宽，使用非常方便。
如图1所示是CS3020的外形图，将有字面对准自己，三根引脚从左向右分别是Vcc，地，输出。
如图1所示，这种传感器不怕灰尘、油污，在工业现场应用广泛。
图1 CS3020三、基于霍尔传感器的测速仪系统设计1、系统总体结构基于霍尔传感器的测速仪系统总体结构如图2所示：图2基于霍尔传感器的测速仪系统结构图2、信号获取电路图3是测速电路的信号获取部分，在电源输入端并联电容C6用来滤去电源尖啸，使霍尔元件稳定工作。
HR3020表示霍尔元件，采用3020，在霍尔元件输出端（引脚3）与地并联电容C7滤去波形尖峰，再接一个上拉电阻R15，然后将其接入LM393的引脚3。
基于霍尔传感器的电机测速装置
基于霍尔传感器的电机测速装置一、本文概述随着工业自动化技术的不断发展，电机测速装置在各类机械设备中的应用越来越广泛。
电机测速装置不仅能够实时监测电机的转速，为控制系统提供准确的反馈信号，还能够有效地保护电机和机械设备，避免因超速或低速运行而引发的故障。
本文将介绍一种基于霍尔传感器的电机测速装置，详细阐述其工作原理、系统组成、性能特点以及在实际应用中的优势。
通过本文的阐述，读者将能够深入了解基于霍尔传感器的电机测速装置的基本概念和关键技术，为其在实际工程中的应用提供有益的参考和指导。
二、霍尔传感器基本原理霍尔传感器是一种基于霍尔效应的磁电转换器件，它的基本原理是霍尔效应。
霍尔效应是指在一个通电的半导体薄片中，当外加一个与电流方向垂直的磁场时，会在垂直于电流和磁场的方向上产生一个附加的电压，这个电压被称为霍尔电压。
霍尔传感器主要由霍尔元件、放大器、温度补偿电路等部分组成。
其中，霍尔元件是霍尔传感器的核心部分，通常由砷化镓、锑化铟等半导体材料制成。
当磁场穿过霍尔元件时，会在其两侧产生电势差，这个电势差与磁场强度成正比。
放大器则将这个微弱的电势差放大，使其能够被后续电路处理。
温度补偿电路则用于补偿温度对霍尔元件性能的影响，保证测量的准确性。
在电机测速装置中，霍尔传感器通常被用来检测电机的旋转速度。
具体来说，将霍尔传感器安装在电机的转轴上，当电机旋转时，转轴上的磁铁会周期性地穿过霍尔传感器的磁场，从而在霍尔元件中产生周期性的电势差。
通过测量这个电势差的频率，就可以得到电机的旋转速度。
霍尔传感器具有测量精度高、响应速度快、抗干扰能力强等优点，因此在电机测速装置中得到了广泛的应用。
随着科技的发展，霍尔传感器的性能也在不断提高，为电机测速技术的发展提供了有力的支持。
三、电机测速原理及方法电机测速装置的核心在于准确、快速地获取电机的转速信息。
这通常依赖于特定的传感器和相应的测速原理。
霍尔传感器是一种广泛应用于电机测速的感应器件，其工作原理基于霍尔效应。
基于霍尔传感器的电机转速测量系统设计
摘要在当今工业生产过程中，越来越多的场合需要测量电机的转速，转速已成为电机最重要的工作参数之一。
测量转速的方法有许多，最常用的两种方法为：光电式传感器测转速，霍尔式传感器测转速。
本文将着重介绍基于单片机的霍尔式传感器测量转速。
关键词：霍尔传感器，单片机，转速。
目录1引言 (2)2设计要求 (2)3方案论证 (2)3.1测量方法的选型 (3)3.2核心处理模块的方案 (3)3.2.1控制芯片的选型 (3)3.2.2采用51单片机测量的方案论证 (4)3.2.3软件系统设计方案 (4)3.3电机转速测量模块的方案 (5)3.4电机转速控制方案 (5)3.5显示模块方案 (6)4系统设计 (6)4.1单片机模块 (6)4.1.1 51单片机介绍 (6)4.1.2系统的复位电路 (8)4.1.3系统时钟电路设计 (8)4.1.4 IO口管脚分配 (9)4.2电机转速控制 (9)4.3显示模块 (10)4.3.1 LCD1602介绍和指令 (10)4.3.2LCD1602的工作时序 (13)4.4霍尔传感器模块 (13)5.软件系统设计 (14)5.2程序模块 (15)5.2.1数据采集处理部分和PWM输出部分 (15)5.2.2 LCD1602显示部分 (16)参考文献 (17)原理图 (18)1.引言转速是电动机极为重要的一个状态参数，在很多运动系统的测控中，都需要对电机的转速进行测量，速度测量的精度直接影响系统的控制情况,它是关系测控效果的一个重要因素。
不论是直流调速系统还是交流调速系统,只有转速的高精度检测才能得到高精度的控制系统。
本系统以AT89C51单片机为控制核心，用霍尔传感器作为测量小型直流电机转速的检测元件，经过单片机实时数据处理，用LCD1602显示小型直流电机的转速。
本系统可对转速0—3000r/min进行高精度测量。
且还可扩展更宽的测量范围。
2.设计要求基于霍尔传感器的电机转速测量系统设计，测量范围：0-3000转/分，测量精度：±3转/分，实时显示。
基于霍尔传感器的测速系统设计
基于霍尔传感器的测速系统设计引言随着科技的不断发展，传感器技术在各个领域中得到了广泛的应用，其中包括了测速系统。
测速系统是用来测量物体的速度，常常用在汽车、电动车、风力发电机等领域中。
在测速系统中，霍尔传感器因其稳定性和高精度而备受青睐。
本文将从霍尔传感器的原理出发，设计一套基于霍尔传感器的测速系统。
一、霍尔传感器的原理霍尔传感器是一种能够检测磁场的传感器，通过检测磁场的变化来实现测速、测距等功能。
它的原理基于霍尔效应，即当导体中的电流通过时，会产生一个与该电流方向垂直的磁场。
当这个导体放在另一个磁场中时，霍尔传感器能够测量到这个外磁场对其产生的影响，从而实现对其速度和位置的测量。
1. 系统组成基于霍尔传感器的测速系统主要由霍尔传感器、信号处理模块、显示模块和电源模块共四大模块组成。
- 霍尔传感器：负责检测磁场的变化，将变化的信号传递给信号处理模块。
- 信号处理模块：接收并处理来自霍尔传感器的信号，通过算法得出物体的速度信息。
- 显示模块：将通过处理得到的物体速度信息以数值形式显示在显示屏上，方便用户观察。
- 电源模块：负责为整个系统提供电力支持。
2. 系统工作流程当物体运动时，霍尔传感器感应到磁场的变化，产生相应的电信号。
这些电信号经过信号处理模块进行处理，得出物体的速度信息，然后通过显示模块展示给用户。
整个系统需要电源模块提供电力支持。
3. 系统设计关键技术在基于霍尔传感器的测速系统设计中，需要考虑以下几个关键技术：- 霍尔传感器的选型：要根据实际的应用场景选择合适的霍尔传感器，考虑到测速范围、精度、工作温度等因素。
- 信号处理算法：通过对霍尔传感器采集到的信号进行处理，得出准确的速度信息。
这需要设计合理的信号处理算法。
- 显示模块的选择：选择合适的显示模块，以便将处理得到的速度信息清晰地展示给用户。
- 电源模块设计：需要合理设计电源模块，以确保整个系统能够稳定地工作。
4. 系统实现步骤基于霍尔传感器的测速系统的实现步骤如下：- 选型：根据实际需求选型合适的霍尔传感器和其他相关模块。
基于霍尔传感器的测速系统设计
基于霍尔传感器的测速系统设计霍尔传感器是一种基于霍尔效应的传感器，它能够测量磁场的强度和方向，并将这些信息转换成电信号输出。
由于其简单、稳定和高精度的特点，霍尔传感器在工业控制、汽车电子、智能家居等领域被广泛应用。
在测速系统设计中，基于霍尔传感器的测速系统具有灵敏、精准、稳定等优点，能够满足各种复杂环境下的测速要求。
一、基于霍尔传感器的测速系统原理基于霍尔传感器的测速系统主要通过测量被测物体的运动产生的磁场变化来实现测速。
当被测物体运动时，磁场的变化会引起霍尔传感器输出电信号的变化。
通过对这些电信号进行处理，可以得到被测物体的速度。
基于霍尔传感器的测速系统原理简单，但需要设计合理的电路和信号处理算法来提高测速系统的性能。
二、基于霍尔传感器的测速系统设计1. 传感器选择在设计基于霍尔传感器的测速系统时，首先需要选择合适的霍尔传感器。
传感器的选择应考虑被测物体的形状、大小、速度范围等因素。
通常情况下，需要选择灵敏度高、温度稳定、抗干扰能力强的霍尔传感器。
2. 信号处理电路设计基于霍尔传感器的测速系统需要设计合理的信号处理电路，以提高传感器信号的稳定性和准确性。
信号处理电路主要包括前端放大电路、滤波电路和模数转换电路。
前端放大电路用于放大霍尔传感器输出的微弱信号，滤波电路则用于去除噪声，模数转换电路将模拟信号转换成数字信号，方便微处理器进行后续处理。
3. 微处理器选择和算法设计在基于霍尔传感器的测速系统中，微处理器起着核心的作用。
微处理器可以对传感器输出的数字信号进行处理，并通过算法计算被测物体的速度。
微处理器的选择应考虑功耗、计算能力、接口数量等因素。
需要设计合理的速度计算算法，以提高系统的测速精度和响应速度。
4. 整体系统集成基于霍尔传感器的测速系统设计完成后，需要对传感器、信号处理电路、微处理器等部分进行整体系统集成。
在整体系统集成过程中，需要进行严格的电路布线和连接，同时进行可靠性测试，确保系统能够正常工作。
基于霍尔传感器测电动机转速设计报告讲解
综合课程设计报告基于霍尔传感器的电机转速测量系统软件设计学生姓名指导教师：所在系：电子信息系所学专业：电子信息工程年级：10级电子1班2013 年6 月基于霍尔传感器的电机转速测量系统软件设计摘要在生产过程中，电机的应用十分广泛，随着生产的不断发展，对电机转速的测量就显得十分必要，同时对电机转速的测量提出了更高的要求。
本文设计了一种以51单片机作为主控制器，使用霍尔传感器进行测量的直流电机转速测量系统。
本系统采用集成霍尔传感器敏感速率信号，具有频率响应快，抗干扰能力强等特点。
文章介绍了霍尔传感器的工作原理，阐述了霍尔传感器测速系统的工作过程，利用脉冲计数法实现了对转速的测量，通过LCD直观地显示电机的转速值。
结合硬件电路设计，采用模块化方法进行了软件设计。
编制了电机转速的测量设计了测量模块、转速模块、报警模块、显示模块等的C51程序，并通过PROTEUSE软件进行了仿真。
仿真结果表明所设计的软件程序是正确的。
关键词:霍尔传感器单片机电机转速测量液晶显示目录第1章绪论 (2)1.1立题的目的和意义 (3)1.2设计任务与要求 (3)第2章系统功能分析 (3)2.1系统功能概述 (3)2.2 系统模块结构论证 (4)2.3 转速测量方案论证 (4)2.4 小结 (5)第3章系统总体设计 (5)3.1 总体硬件设计 (5)3.2 系统子模块简介 (6)第4章软件设计 (9)第5章系统调试 (12)5.1硬件调试 (12)5.2软件调试 (13)5.3 硬件软件联合调试 (14)第6章结论 (15)第7章参考文献 (16)第1章绪论在实践中，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。
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。
毕业设计基于霍尔传感器的电机测速装置的设计与实现.doc
广东白云学院基于霍尔传感器的电机测速装置的设计与实现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 velocity.In order to accurately measured. The rotate spee measurement system for the common engine is designed with the single chip STC89C52.This 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)1.1基于霍尔传感器的电机测速装置的现状 (6)1.2课题的研究背景和意义及研究内容 (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)2.1系统原理框图设计 (8)2.2总体方案的论证 (9)2.2.1系统结构方案论证 (9)2.2.2转速测量方案论证 (9)2.2.3电机驱动方案论证 (10)2.2.4键盘显示方案论证 (10)2.2.5转速显示方案论证 (10)2.2.6PWM软件实现方案论证 (11)2.3各模块的分析、计算与硬件电路设计 (11)2.3.1转速测量电路的设计 (11)2.3.2电机驱动电路的设计 (12)2.3.3LCD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)3.1系统总程序框图设计 (14)3.2电机转速测量程序设计 (15)3.3按键控制程序设计 (15)3.4LCD显示程序设计 (18)3.5PWM信号的单片机程序实现 (19)第四章本系统的实现与调试 (20)4.1制作PCB过程与步骤 (20)4.2焊接硬件电路 (21)4.3硬件部分测试 (21)4.4软件部分调试 (23)4.5实验调试与系统优化 (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 (32)附录4：基于霍尔传感器的电机转速装置元件清单 (33)附录5：程序清单 (34)第1章绪论1.1 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。
基于霍尔传感器的测速系统设计
基于霍尔传感器的测速系统设计随着科技的发展，基于霍尔传感器的测速系统在工业领域得到了广泛应用，在物流、交通、航空等领域也有着广泛的应用。
本文将详细介绍基于霍尔传感器的测速系统的设计原理、系统结构及其应用。
一、设计原理霍尔传感器是一种电子元件，利用霍尔效应来检测磁场，并将其转化成电压信号。
当磁场垂直于一个材料流动（例如液体、气体或固体）时，电子会受到一个偏转力，从而产生电势差（又称霍尔电压）。
在测速系统中，通常使用霍尔传感器来测量磁场的变化，以判断物体的运动状态，并通过计算来得出物体的速度。
霍尔传感器可以分为两种类型：线性霍尔传感器和角度霍尔传感器。
线性霍尔传感器用于测量直线运动物体的速度，而角度霍尔传感器用于测量旋转物体的角度和速度。
二、系统结构基于霍尔传感器的测速系统的最基本的组成部分是传感器和电路板。
传感器通常由磁敏元件、信号放大器和输出电路组成，而电路板一般包括功率放大器、运算放大器和数字信号处理器等电子元件。
以上这些电子元件合在一起，便构成了一个完整的测速系统。
当物体通过传感器时，霍尔传感器会检测到磁场变化并产生电压信号，电路板会将其转化为数字信号，然后计算物体的速度并将其显示出来。
三、应用基于霍尔传感器的测速系统广泛应用于各种行业，如物流、交通、航空等。
以下是一些常见的应用：1. 电机控制：测速系统可以测量电动机的速度，控制电机的转速和转向，保证电机的稳定性和安全性。
2. 汽车测速：霍尔传感器可以安装在车轮上，测量车轮的转速，以计算汽车的速度和里程。
3. 航空领域：测速系统可以用于飞机的降落和起飞速度的测量，以及飞机在飞行中的速度和位置的控制等。
4. 工程领域：测速系统可以用于管道和流体的控制，监测流量，提高工作效率和安全性。
总之，基于霍尔传感器的测速系统在现代工业和科技领域中应用广泛，作用重要。
通过不断创新和发展，相信测速系统会有更广阔的发展前景。
根据霍尔传感器的电机测速装置设计
检测与转换技术大作业报告题目_____________________________ 院系_____________________________ 班级_____________________________ 学生姓名__________________________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1.1 AT89C52 单片机AT89C52是一个低电压、高性能CMOS8位单片机，片内含8KB的可反复擦写的Flash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，片内置通用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，同时内含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Flash ROM•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 内部RAM32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1.2 LM317T三端稳压器LM317T是可调节三端正电压稳压器，在输出电压范围为1.25V到37V时能够提供超过1.5A的负载电流。
基于霍尔传感器的单片机测速装置设计
1 概述 (2)1.1 课题背景 (2)1.2 本设计课题的目的和意义 (2)1.3 设计的要求 (3)2 设计原理和方案 (3)2.1 霍尔传感器的介绍 (3)2.1.1 霍尔效应 (4)2.1.2 霍尔器件 (4)2.1.3 霍尔传感器的分类 (5)2.1.4 霍尔传感器的特性 (6)2.2 霍尔测速设计原理 (7)2.2.1 转速测量的方法 (7)2.2.2 各种转速测量的优缺点 (7)2.2.3 检测部分 (8)2.2.4 处理部分 (8)2.2.5 显示部分 (8)2.3 系统总体设计方案 (9)3 硬件设计 (9)3.1 电源部分 (9)3.2 霍尔测速装置 (10)3.3 转速信号处理电路 (12)3.4 单片机系统 (12)3.5 ISP下载接口 (13)3.6 LCD液晶显示电路 (13)3.6.1 LCD显示的基本原理 (14)3.6.2 1602LCD的基本参数及引脚功能 (14)4 软件设计 (15)5 设计仿真 (16)5.1 Proteus简介 (16)5.2 Multisim 软件简介 (18)5.3 Keil 软件简介 (20)6 总结 (21)致谢 (23)附录一 (25)附录二 (26)摘要：本文设计了一个基于HZL201霍尔齿轮传感器的单片机测速装置，整个设计由一种测量转速装置，转速信号处理电路，通过8050三极管对信号整形处理，将脉冲信号转化为标准的TTL 电平，便于AT89S52单片机的计数运算，并能够将转速信号显示在液晶显示器上。
运用Keil软件进行单片机的C语言编程，并且通过Proteus软件仿真单片机与显示结果，验证了本设计的可行性。
该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特点，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，该测量方法有明显的优势。
关键词：霍尔传感器；速度测量；单片机；系统设计1 概述1.1 课题背景在我们的日常生活中，霍尔传感器被广泛应用。
基于霍尔传感器的电机测速装置设计
基于霍尔传感器的电机测速装置设计丁芝琴(榆林学院能源工程学院,陕西榆林 719000)摘 要:利用霍尔传感器和8051单片机,采用M/T测量方法,设计了一种温室机器人的电机转速测量装置并提出了相应的测速算法。
该电机测速装置具有线路简单、测速精度高、成本低、安装调试方便等特点,尤其是在测量空间有限或传感器不便安装的条件下,该测量方法有明显的优势。
关键词:霍尔传感器;电机测速装置;8051单片机中图分类号:TP242 文献标识码:A文章编号:1003-188X(2010)05-0081-030 引言随着我国现代农业设施的发展,对作业的精细化要求越来越高,迫切需要大力发展温室自动行走机器人来提高生产效率和保证劳动产品的安全性[1]。
考虑到温室内作业道路的环境因素复杂多变,故温室机器人一般采用三轮底盘结构[2-3],让机器人转向和运动具有更高的精度,使控制达到一个更高的层次。
要实现对温室机器人的精密控制,行走装置的电机测速模块是很重要的一个环节。
电机测速模块的分辨率越高反应越快,对电机的控制就越好[4]。
由于霍尔元件具有尺寸小、质量轻、无触点、外围电路简单、频响宽、动态性能好、使用寿命长、调试方便等特点[5],用它可以做成各种传感器,广泛应用于位移测量、倾角测量、压力测量、转速或转数测量以及计数等方面。
因此,本文介绍一种采用霍尔传感器来采集电机轴的脉冲信号,转速脉冲信号经过处理后送给8051单片机,单片机通过控制算法和系统的程序设置将计算出两驱动轮的实时转速并得到它们的转速差,从而实现两驱动轮的平稳控制。
1 测量方案的确定言旋转设备转动速度的数字检测基本方法是利用与该设备同轴连接的霍尔转速传感器的输出脉冲频率与转速成正比的原理,根据脉冲发生器发出的脉冲速度和序列,测量转速和判别其转动方向。
收稿日期:2009-07-24基金项目:陕西省教育厅基金项目(09JK840)作者简介:丁芝琴(1964-),女,陕西米脂人,副教授,(E-mail)ylldm @s 。
基于霍尔传感器的测速系统设计
基于霍尔传感器的测速系统设计【摘要】本文主要围绕基于霍尔传感器的测速系统进行研究设计。
在我们介绍了背景信息、问题概述以及研究意义。
接着在我们分析了霍尔传感器的原理，设计了测速系统的硬件，并提出了信号处理算法。
随后我们进行了性能测试与分析，并对系统进行了优化设计。
最后在我们总结了实验结果，展望了设计未来的发展，并讨论了工程应用前景。
通过本文的研究，我们期望能够为基于霍尔传感器的测速系统的设计与应用提供有益的参考和指导。
【关键词】霍尔传感器、测速系统、硬件设计、信号处理算法、性能测试、系统优化设计、实验总结、设计展望、工程应用前景1. 引言1.1 背景介绍随着传感器技术和信号处理算法的不断发展，基于霍尔传感器的测速系统也得到了越来越多的关注和研究。
针对传统测速系统在精度和稳定性方面存在的问题，如测量误差大、响应速度慢等，基于霍尔传感器的测速系统设计成为了一个研究热点。
通过对霍尔传感器原理的深入研究、硬件设计、信号处理算法的优化以及系统性能的测试与分析，可以实现测速系统的高精度、高稳定性和高性能。
本文将对基于霍尔传感器的测速系统设计进行深入探讨和研究，旨在提高测速系统的测量精度和响应速度，为工业自动化领域提供更加可靠的测速解决方案。
1.2 问题概述在现代社会中，测速系统是汽车、火车、船舶等交通工具中不可或缺的组成部分。
通过测速系统，可以实时监测交通工具的速度，以确保安全驾驶和精准控制。
传统的测速系统存在一些问题，如精度不高、响应速度慢、易受外界干扰等。
为了解决这些问题，本文将基于霍尔传感器设计一种新型的测速系统。
问题一：精度不高传统测速系统常常受到机械磨损、温度变化等因素的影响，导致测速精度不高。
而霍尔传感器具有高分辨率、高灵敏度的特点，可以有效提高测速系统的精度。
问题二：响应速度慢传统测速系统的信号处理速度较慢，无法及时反映交通工具的变速情况。
而通过优化信号处理算法和采用高速霍尔传感器，可以显著提高测速系统的响应速度。
基于霍尔传感器的测速系统设计
基于霍尔传感器的测速系统设计本文将介绍一种基于霍尔传感器测速的系统设计。
首先，我们将介绍霍尔传感器的原理及其在测速领域的应用。
然后，我们将说明系统设计的硬件和软件部分，并提供一些实现的详细步骤和代码样例。
最后，我们将讨论系统的使用和未来发展方向。
1.霍尔传感器的原理及其在测速领域的应用霍尔传感器是一种广泛应用于电子测量和控制领域的磁电传感器。
它基于霍尔效应实现了磁场强度的测量。
霍尔效应是指当一根导电体在它的两端受到垂直于它轴线的磁场作用时，导电体两端将产生电位差，并产生电流。
这种现象被称为霍尔效应，其应用范围包括磁场测量、高速计数、速度及位置测量等。
在测速领域，霍尔传感器可以被用于测量旋转马达、风扇等电动机的转速，以及车速传感器。
它基本上由一个霍尔元件、磁性旋转部件和信号处理电路组成。
当磁性部件旋转时，霍尔传感器产生脉冲输出，并通过信号处理电路进行滤波和判断去除噪声并计算旋转速度。
2.系统设计的硬件在本系统的设计中，我们使用了ATmega16微控制器。
该微控制器拥有集成的定时器/计数器、I/O端口和模拟/数字转换器，并提供用于驱动霍尔传感器的电源。
软件设计如下是本系统的软件设计步骤：第一步：引脚初始化。
根据系统设计，我们设置微控制器的引脚，包括I/O端口和模拟/数字转换器。
第二步：设置定时器/计数器。
我们使用一个16位定时器/计数器来捕获传感器输出脉冲的时间。
定时器/计数器可被配置为外部时钟源模式，通过外部霍尔传感器的输出来计数。
第三步：捕获时间。
当外部霍尔传感器产生脉冲时，定时器/计数器会记录时间，并将捕获的时间发送到计算模块进行处理。
第四步：计算旋转速度。
我们使用输出脉冲的计数值和时间来计算旋转速度。
计算公式为：旋转速度=输出脉冲数/单位时间第五步：输出数据。
计算完旋转速度后，我们将数据输出到显示单元，并同时记录数据以便后续分析。
4.系统的使用和未来发展方向本设计的系统可用于多种应用，特别是那些需要精确测量旋转速度和位置的应用。
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检测与转换技术大作业报告题目院系班级学生姓名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T TL 电平，便于A T89C52 单片机的计数运算，并通74LS164 寄存器将转速信号显示在L ED 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1.1 AT89C52单片机AT89C52是一个低电压、高性能CMOS8位单片机，片内含8KB的可反复擦写的Flash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，片内置通用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，同时内含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Flash ROM·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内部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1.2 LM317T三端稳压器LM317T是可调节三端正电压稳压器，在输出电压范围为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·内部热过载保护·不随温度变化的内部短路电流限制·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1.3 HZL201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。
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]。
1.3.2 HZL201霍尔传感器国产H ZL201 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，低速性能优异，工作频率高达20 k Hz，具体技术指标如表1所示。
HZL201霍尔传感器实物图如下所示：1.4 74LS164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1.5 LED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，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。
当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。
共阴极数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。
共阴极数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。
当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮[3]。
LED数码管内部结构图分别如下所示：第二章 测速电路相关电路设计2.1 转速测量及控制的基本原理2.1.1 转速测量原理根据霍尔效应原理，测量转速时，在非磁性的转盘上粘上一块磁钢，把霍尔传感器的感应面对准磁钢的磁极，并将其固定在机架上。
机器轴旋转时， 固定在转盘上的磁钢会随之旋转，当磁钢转到传感器的位置时，霍尔传感器便输出一个脉冲信号，经施密特触发器整型，送到单片机的外部中断INT0引脚。
转轴每转一圈霍尔传感器输出一个脉冲信号，相邻两个脉冲之间的时间间隔为转轴转一圈的时间，由此可计算出转轴的转速。
2.1.2 转速控制原理直流电机的转速与施加于电机两端的电压大小有关，可以采用AT89C52片内的D/A 转换器的输出控制直流电机的电压，从而控制电机的转速。
在这里采用简单的比例调节器算法，比例调节器的输出系统式为：()t e K y p = （1）式（1）中：y为调节器的输出；()t e为调节器的输入，一般为偏差值；K为比例系数p从式（1）可以看出，调节器的输出y 与输入偏差值()t e成正比。
因此，只要偏差()t e一出现就产生与之成比例的调节作用，具有及时调节的特点，这是一种最基本的调节规律。
比例调节作用的大小除了与偏差()t e有关外，主要取决于比例系数K，且比例调节系数愈大，调节作用越强，动态特性也越大；反之，pK太大时将会引起比例系数越小，调节作用越弱。
对于大多数的惯性环节，pK太大时自激振荡。
比例调节的主要缺点是存在静差，对于扰动的惯性环节，p将会引起自激振荡。
对于扰动较大、惯性也比较大的系统，若采用单纯的比例调节器就难于兼顾动态和静态特性，需采用调节规律比较复杂的PI（比例积分调节器）或PID（比例、积分、微分调节器）算法。
2.2 霍尔测速装置及方法简介2.2.1 霍尔转速传感器检测装置转速测量系统安装示意图如图1所示，下面对检测装置主要部件进行介绍。
1）霍尔转速传感器。
该传感器是利用霍尔效应原理工作的：一个金属或半导体薄片置于磁场中，磁场垂直于薄片，当薄片通以电流时，在薄片的两侧面上就会产生一个微量的霍尔电压。
如果改变磁场的强度，，霍尔电压的大小亦随之改变；当磁场消失时，霍尔电压变为零。
霍尔效应式转速传感器输出的信号是矩形脉冲信号，很适合于数字控制系统，抗干扰能力强。
2）齿轮信号盘。
信号盘可用一般的黑色钢板制成，结构图如图2所示。
它就是转速测量时所用的转盘，盘上共有24个齿。
中心孔用来在电机转轴上定位，从而信号盘与电机的转轴一起转动，传感器固定在支架上，垂直于信号盘，其安装图如图3所示。
当信号盘随电机转轴旋转时，信号盘的每个轮齿经过探头正前方时产生感应，探头就输出一个标准的脉冲信号。
对该信号盘而言，每24个脉冲对应电机的1个工作循环。
因此，脉冲信号的频率大小就反映了信号盘转速的高低，可由单片机进行测量并换算为转速。
2.3 转速数字式测量方法旋转设备转动速度的数字检测基本方法是利用与该设备同轴连接的霍尔转速传感器的输出脉冲频率与转速成正比的原理，根据脉冲发生器发出的脉冲速度和序列，测量转速和判别其转动方向。
根据脉冲计数来实现转速测量的方法主要有：M法(测频率法)、T法(测周期法)和M/T法(频率/周期法)。
1)M法。
在规定的检测时间内，检测霍尔传感器所产生的脉冲信号的个数来确定转速。
虽然检测时间一定，但检测的起止时间具有随机性，因此M法测量转速在极端情况下会产生±1个转速脉冲的误差。
当被测转速较高或电机转动一圈发出的转速脉冲信号的数量较大时，才有较高的测量精度，因此M法适合于高速测量。
2)T法。
它是测量霍尔传感器所产生的相邻两个转速脉冲信号的时间来确定转速。
相邻两个转速脉冲信号时间的测量是采用对已知高频脉冲信号进行计数来实现的。
在极端情况下，时间的测量会产生±1个高频脉冲周期，因此T法在被测转速较低(相邻两个转速脉冲信号时间较大)时，才有较高的测量精度，所以T法适合于低速测量。
3)M/T法。
它是同时测量检测时间和在此检测时间内霍尔传感器所产生的转速脉冲信号的个数来确定转速。
由于同时对两种脉冲信号进行计数，因此只要“同时性”处理得当，M/T法在高速和低速时都具有较高的测速精度[4]。
传感器输出脉冲的间隔对 M 法有很大的影响。
采用 M 法时，平均速度越准确(相对误差小)，其估计的瞬时速度就越不准确，反之瞬时速度越准确，其平均速度的相对误差就越大。
M/T 法相对于其他两种方法有较高的精度，但它的实时性差。
T法实际上是对计时器进行计数，相对于M法对脉冲进行计数，该方法有着较高的精度。
另外T法对每个转速脉冲都进行了转速的计算，最大限度地利用了传感器所提供的转速信息，能实时地反映转速的变化过程。
综合考虑，本文系统采用了测周期法(T 法)。
2.4 转速信号处理与显示电路按照转速装置设计方案，转速信号处理流程图如图4所示。
HZL201霍尔齿轮传感器接受齿轮信号盘的转动，转化为近似方波脉冲信号。
由于要使用单片机进行转速信号计数，霍尔传感器输出的方波脉冲信号必须转化为标准TTL电平，所以在信号处理流程图中加入了信号处理电路。