转速测量及控制系统设计
发动机测功机系统及转速测控系统设计
发 动机 试 验 台是 一 个 复 杂 的 测 控 系 统 ， 测 功 机 是 进
行 发 动机性 能 试验 的关 键 设 备 ， 测 功 机 用 于 测 量 发 动 机 的动力 性 （ 转速 、 转矩 和 功率 ） 和经济性 （ 燃油消耗 ） ， 作
为发动机的动力吸收装置 ， 模拟发动机工作时 的实际载 荷 。测 功机 控 制水 平 的高 低直 接影 响 到能 否如 实反 映 发
Ｃ Ａ Ｎ ｏ ｐ ｅ ｎ是 一种 架 构在 控 制 局 域 网路 （ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ａ ｒ ｅ ａ Ｎ ｅ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ ， Ｃ Ａ Ｎ） 上 的高 层 通 讯 协 定 ， 包 括 通 讯 子 协 定 及 设 备 子协 定 常在嵌 入 式 系 统 中使 用 ， 也 是 工 业 控 制 常 用
摩 托 车测 功 机需 要测 量 的参 数 比较多 ， 也 比较 分 散 ， 传 统 的分散 式 控制 系 统 由现 场设 备 、 接 口与 计 算 机设 备 以及通 信设 备 组成 ， 由 于 系统 可 靠 性 差 和 控 制 管 理 落 后 等原因 ， 具 有 明显 的局 限性 。本 文 介绍 了基 于 Ｃ Ａ Ｎ总 线
动 机 的性 能 ， 能否 提供 发 动 机设 计 和 改进 的依 据 ， 因此 ，
它 对 提高 发动 机 的性 能ห้องสมุดไป่ตู้和质量 居 于重要 的位置 。
Ｃ Ａ Ｎ ｏ ｐ ｅ ｎ有两 种基 本 的数 据 传输 模 式 ： 通 过 进 程 数 据 对象 （ Ｐ Ｄ Ｏ） 对小 型 的数据 进 行 高 速数 据 交 换 ， 以及 通 过 服务 数 据 对 象 （ Ｓ Ｄ Ｏ） 对 对 象 字 典 进 行 访 问。Ｓ Ｄ Ｏ 主
霍尔式传感器转速测量系统的设计课件
设计时应考虑选择合适的算 法，以准确提取转速信息。
还需要考虑如何将转速值进行 显示或输出，以满足用户的需
求。
05
系统测试与验证
测试环境搭建
01Biblioteka 0203测试设备霍尔式传感器、转速计、 信号发生器、示波器、数 据采集卡等。
测试环境
搭建一个封闭的测试环境 ，模拟实际工作条件，包 括温度、湿度、振动等环 境因素。
要根据传感器的输出信号特性和系统要求， 选择合适的放大器和反馈回路，以保证信号 放大的效果和稳定性。
信号处理电路设计
01
信号处理电路的作用
对放大后的信号进行进一步的处理，如滤波、整形等，以便得到准确的
转速信息。
02
信号处理电路的组成
主要包括比较器、滤波器、触发器等部分。
03
信号处理电路的设计要点
要根据系统的测量精度和抗干扰能力要求，选择合适的比较器和滤波器
霍尔元件
利用霍尔效应制成的半导体元件， 能够将磁场信号转换为电信号。
霍尔元件工作原理
当磁铁靠近霍尔元件时，由于磁场 的作用，霍尔元件内部产生霍尔电 动势，从而输出相应的电压信号。
霍尔式传感器的应用
转速测量
利用霍尔式传感器测量旋转物 体的转速，通过测量磁铁的旋
转速度来计算转速。
磁场检测
霍尔式传感器可用于检测磁场 强度、方向和变化，广泛应用 于电机控制、磁记录等领域。
位置检测
通过检测磁场的变化，霍尔式 传感器还可以用于检测物体的 位置和位移，如接近开关、位 移传感器等。
电流检测
在电力系统中，霍尔式传感器 可用于测量电流大小和方向， 具有测量精度高、线性度好等
优点。
03
系统硬件设计
基于光电传感器的转速测量系统设计_毕业设计
毕业设计学生姓名Xxx学号170302041 院(系) 电子与电气工程专业Xxx题目基于光电传感器的转速测量系统设计指导教师年月摘要：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。
目前常用的转速测量方法有离心式转速表测速法、测速发电机测速法、光电码盘测速法和霍尔元件测速法等。
在对各种测速方法进行分析后提出了基于光电传感器的转速测量系统。
详细分析了系统的组成及工作原理，给出了系统中各硬件模块设计方法及系统软件设计方法，给出了部分程序流程图和程序清单。
该测速系统安装维护方便，工作稳定，运行可靠，具有较大的推广应用价值。
关键词：单片机，光电转速传感器，转速测量，数据处理Abstract：The rotate speed is one of the important parameters for the engine, and it is also the important factor that calculates other parameters. At present there are many methods for the tachometric survey measurement. After analyze various rotate speed measurement methods, the photoelectric sensor tachometric survey system is presented. The composition and the principle of the system are presented, and the design method of hardware and the software are also presented. The whole system has the bigger promotion application value.Key words：single-chip computer，photoelectric sensor，rotate speed measurement，data processing目录1 引言 (4)2 系统组成及工作原理 (4)2.1转速测量原理 (4)2.2转速测量系统组成框图 (4)3 系统硬件电路的设计 (5)3.1 脉冲产生电路设计 (5)3.2 光电转换及信号调理电路设计 (6)3.2.1 光电传感器简介 (6)3.2.2 光电转换及信号调理电路设计 (7)3.3 测量系统主机部分设计 (8)3.3.1 单片机 (8)3.3.2 键盘显示模块设计 (10)3.3.3 串行通信模块设计 (12)3.3.4 电源模块设计 (13)4 系统软件设计 (14)4.1 主程序设计 (14)4.2 数据处理过程 (16)4.3 浮点数学运算程序 (17)5 制作调试 (17)6 结果分析 (19)结论 (20)参考文献 (21)致谢 (22)1引言转速测量是社会生产和日常生活中重要的测量和控制对象。
基于单片机的电机转速测量系统设计_(附图及源程序)
摘要在工程实践中，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。
数字式通常采用光电编码器，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，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单片机控制的智能化转速测量仪。
电机在运行过程中，需要对其进行监控，转速是一个必不可少的一个参数。
本系统就是对电机转速进行测量，并可以和PC机进行通信，显示电机的转速，并观察电机运行的基本状况。
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、HIN232CPE电平转换、及RS232构成。
详细介绍了单片机的测量转速系统及PC机与单片机之间的串行通讯。
充分发挥了单片机的性能。
本文重点是测量速度并显示在5位LED数码管上。
其优点硬件是电路简单，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。
关键字：MSC-51（单片机）；转速；传感器目录摘要 (1)Abstract .................................... 错误!未定义书签。
1 序言 (1)2 系统功能分析 (2)2.1 系统功能概述 (2)2.2 系统要求及主要内容 (3)3 系统总体设计 (4)3.1 硬件电路设计思路 (4)3.2 软件设计思路 (4)4 硬件电路设计 (6)4.1 单片机模块 (6)4.1.1 处理执行元件 (6)4.1.2 时钟电路 (10)4.1.3 复位电路 (11)4.1.4 显示电路 (12)4.2 霍尔传感器简介 (15)4.2.1 霍尔器件概述 (15)4.2.2 霍尔传感器的应用 (16)4.2.3 AH41霍尔开关 (17)4.3 发送模块 (18)5 软件设计 (22)5.1 单片机转速程序设计思路及过程 (22)5.1.1 单片机程序设计思路 (22)5.1.2 单片机转速计算程序 (23)5.1.3 二-十进制转换程序 (24)5.2 程序设计 (27)6 系统调试 (29)6.1 硬件调试 (29)6.2 软件调试 (30)6.3 综合调试 (32)6.4 故障分析与解决方案 (33)6.5 结论与经验 (34)参考文献 (36)致谢 (37)附录 (38)附录1 电路原理图 (38)附录2 元器件清单 (39)1 序言智能化转速测量可以对电机的转速进行测量，电机在运行的过程中，需要对其平稳性进行监测，适时对转速的测量有效地可以反映电机的状况。
基于AT89C52单片机的转速测量系统设计
目录1.1单片机技术课程设计任务书 (3)1.1.1课程设计任务 (3)1.1.2课程设计目的 (3)1.1.3课程设计要求 (3)1.1.4课程设计内容 (3)1.1.5课程设计报告要求 (3)1.1.6课程设计进度表安排 (4)1.1.7课程设计考核办法 (4)1.2总体设计方案(画出一个实现电路功能的大致框图) (5)2.硬件电路（各组成部分电路）设计及其原理说明 (6)2.1转速信号采集 (6)2.2转速信号处理电路 (7)2.3测量系统主机部分设计 (9)2.3.1复位电路 (9)2.3.2晶振电路 (11)2.3.3最小系统的仿真 (12)2.4显示部分设计 (13)3.软件系统设计 (18)3.1语言的选用 (18)3.2主程序初始化 (19)3.2.1定时器的初始化 (19)3.2.2中断允许控制 (20)4.元器件的选择及其相关技术数据，参数的计算 (22)4.1传感器 (22)4.2放大器 (24)4.3单片机AT89C52 (25)4.4LED显示器 (29)5.总体电路原理图及其整个电路的工作原理.............................................. 错误！未定义书签。
5.1总体电路原理图见附表A。
........................................................... 错误！未定义书签。
5.2转速测量系统的原理。
................................................................... 错误！未定义书签。
5.2.1转速测量方法........................................................................ 错误！未定义书签。
5.2.2转速测量原理........................................................................ 错误！未定义书签。
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：
电机转速测量系统设计
电机转速测量系统设计引言：在工业生产中，电机的转速是一个非常重要的参数，对于电机的控制和监测具有极大的意义。
因此，设计一个准确测量电机转速的系统是至关重要的。
本文将详细介绍一个电机转速测量系统的设计，包括硬件设计和软件设计。
1.系统硬件设计：（1）传感器选择：电机转速的测量可以采用多种不同的传感器，如光电编码器、霍尔效应传感器等。
根据转速范围和实际需求，选择合适的传感器。
例如，对于高速电机，光电编码器是一个较好的选择，而对于低速电机，霍尔效应传感器更为合适。
（2）电路设计：根据所选传感器的特性，设计合适的电路来接收和处理传感器输出的信号。
电路应包括信号放大器、滤波器和适当的保护电路，以确保对传感器输出信号的准确测量和可靠性。
（3）ADC选择：传感器输出的信号是模拟信号，需要将其转换为数字信号以进行处理和分析。
选择合适的ADC（模数转换器）来实现信号转换。
ADC的选择应考虑到转换精度、速度和功耗等因素。
2.系统软件设计：（1）信号处理：通过ADC获取的数字信号可以通过软件进行进一步处理。
根据具体需求，可以采用滤波、放大、平均等方法来提高测量精度和减小噪声干扰。
（2）算法设计：根据测量需求和应用场景，设计合适的算法来计算电机的转速。
常用的算法包括脉冲计数法、相位差法和频率计算法等。
选择合适的算法需要考虑测量精度、实时性和系统复杂度等因素。
（3）界面设计：为了方便用户对电机转速进行监测和控制，可以设计一个用户界面来显示测量结果和提供控制功能。
界面可以采用图形界面或者命令行界面，具体设计需要根据用户需求和系统复杂度进行选择。
3.系统测试和优化：完成硬件和软件设计后，需要对系统进行测试和优化。
测试过程中应验证系统的测量精度、稳定性和响应时间等指标。
如果存在问题，需要对系统进行优化和调整，直到满足设计要求为止。
总结：电机转速测量系统是一个重要的控制和监测系统，其准确性和可靠性直接影响到电机的运行和维护。
本文给出了一个电机转速测量系统的设计流程，包括硬件设计和软件设计。
基于单片机的电机转速测量系统设计
基于单片机的电机转速测量系统设计一、绪论电机是现代工业生产中常用的电力传动装置，其转速的准确测量对于工业生产的稳定运行和质量控制具有重要意义。
本文设计了一种基于单片机的电机转速测量系统，通过对电机转速的实时监测和数据采集，实现对电机运行状态的有效控制和管理。
二、系统设计方案1.硬件设计：a.使用单片机作为控制核心，选择适合的单片机芯片，如STC89C52b.采用光电传感器作为转速检测元件，通过将光电传感器的发光管与光敏电阻相对应，并将其安装在电机转轴上，当转轴旋转时，光敏电阻会根据光线的变化产生电信号，通过电压变化实现转速测量。
c.添加滤波电路，通过对信号进行滤波处理，保证测量结果的稳定性和准确性。
d.利用LCD液晶显示模块，显示电机的实时转速。
e.设计相关电源和电路，保证系统正常运行。
2.软件设计：a.使用C语言编程，通过单片机的编程框架，编写测量转速的程序。
b.通过定时器中断的方式，实时采集光电传感器的信号，并进行信号处理，得到电机的实时转速值。
c.将转速值存储在内部存储器中，以备后续分析和处理。
d.利用LCD液晶显示模块，将转速值显示在LCD屏幕上，实现实时监测。
三、系统特点1.精确度高：通过光电传感器和滤波电路的配合使用，能够准确测量电机的转速，保证测量结果的准确性。
2.实时监测：通过单片机的编程，能够实时监测电机的转速，及时发现异常情况并进行处理。
3.数据采集:可以将转速数据存储在内部存储器中，方便后续分析和处理，实现对电机的有效控制和管理。
4.易于操作：通过LCD液晶显示模块，能够直观地显示转速值，操作简单方便。
5.低成本：该系统采用单片机作为核心，硬件设备简单，成本较低。
四、系统优化1.添加报警功能：当电机转速超过设定值或低于设定值时，系统能够及时发出警报提示操作人员，防止电机在异常情况下继续运行，保护设备安全。
2.添加通信功能：通过添加通信模块，将转速数据传输至上位机或者其他设备，实现对电机的远程监控和控制。
基于AT89C52单片机的转速测量系统设计
基于AT89C52单片机的转速测量系统设计为了设计基于AT89C52单片机的转速测量系统，首先要明确该系统的功能和原理，并合理选择硬件和软件组件。
1.系统功能和原理转速测量系统用于测量旋转物体的转速，常用于汽车发动机、电机等设备的控制和监测。
系统原理基于测量连续的旋转周期，通过测量单位时间内旋转的次数，然后计算出转速。
2.硬件组件选择2.1AT89C52单片机：AT89C52是一种基于8051内核的8位单片机，具有丰富的外设和通用I/O接口，适合用于转速测量系统。
2.2光电传感器：光电传感器可用来检测旋转物体的运动，并将运动信号转换成电信号。
2.3液晶显示屏：用于显示测量读数和其他信息。
2.4蜂鸣器：用于发出声音提示。
2.5电源：为整个系统提供电源。
3.软件组件选择（程序设计）3.1测量程序：通过对光电传感器输出信号上升沿和下降沿的计数，可以得到旋转周期的时间差。
根据旋转周期计算转速，并显示在液晶显示屏上。
3.2显示程序：通过LCD库函数控制液晶显示屏，可以实时显示测量结果和其他信息。
3.3 声音提示程序：通过buzzer库函数控制蜂鸣器，可以在判定旋转速度异常时发出警报声。
4.系统设计步骤4.1连接硬件组件：将AT89C52单片机与光电传感器、液晶显示屏和蜂鸣器进行连接。
确保硬件连接正确可靠。
4.2编写测量程序：使用C语言编写测量程序，通过外部中断或定时器中断来检测光电传感器输出信号的上升沿和下降沿，并计算转速。
4.3编写显示程序：使用C语言编写显示程序，通过LCD库函数控制液晶显示屏，实时显示测量结果和其他信息。
4.4 编写声音提示程序：使用C语言编写声音提示程序，通过buzzer库函数控制蜂鸣器，根据旋转速度判定发出警报声。
5.测试和调试完成程序编写后，将程序烧录到AT89C52单片机中，进行测试和调试。
通过连接旋转物体，观察液晶显示屏和听取蜂鸣器的声音，检查系统是否正常工作。
根据实际测试结果，对程序进行调整和优化，以提高系统的性能和稳定性。
实验室电机转速测量及监控报警系统的设计
设在实 际闸门时间 内 ， 标准脉 冲信号 和被测 脉 冲信号 的脉 冲个数分别为 Ⅳ 和 ， 准脉冲信号 的频 ｜ 标 率 为 ７ 则被测脉 冲信号的频率 ７可 由下式求得 ： ： ， ：
：
盟五
Ｎｓ
和被 测脉 冲信号 进行 计数 。 测频原 理 如图 ｌ 示 。 其 所
预 置 闸 门
求 出被 测脉 冲信 号 的频 率 后 ，再根据 被测 脉 冲信号 每个 脉 冲对应 的 电机 旋 转 的距 离 ，就可 以求
出 电机 的转 速 ： ｒ：６ ， ｔ Ｐ ， 个数。 （） ２
实
１ —
—
＝
二
其 中转 速 ｒ的 单位 为 ｒ ｎ Ｐ为 编码 器 每转 的脉 冲 ｔ ， ／ ， ｍｉ
。
目前 ， 实验 室 电机 转 速一般 通过 转速 表来测 量 ，
通常 采用 测周法 和测 频法 。这 两种方 法 的测量 精度 与记 录 的脉 冲个 数有 关 ， 随着被 测 电机 的转速 变化 ， 在极 端 的情 况 下会 产生± 个 字 的误 差 。 了提高 测 １ 为
升沿 到来 时 。两 个计 数器 才分 别对标 准 脉冲信 号和
收 稿 日期 ：０ ６ １— ８ ２ ｏ — ２ １ 作 者 简 介： 红 军 （９ ５ ） 重 庆 人 ， 庆 科 技 学 院 电子 信息 学 院 工 程 师， 庆 大 学通 信 学 院在 读 硕 士 研 究 生， 究方 向： 周 １６一， 男， 重 重 研 电子 技 术
及应用。
－
６ ・ ５
标 脉 — Ｊ．． 准 冲 Ｌ＿ ＿ ｌＪｊ ＿ Ｌ Ｉ
Ｉ
被 测脉 冲
Ｉ
！ ＝ ＝
Ｉ
２ 电 路设 计
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。
MCS-51单片机电机转速控制及测速显示系统
M C S-51单片机电机转速控制及测速显示系统(总26页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除MCS-51单片机电机转速控制及测速显示系统一、系统总体方案选择与说明本课题要求设计一个单片机电机转速控制系统。
给定信号经A/D转换输入到单片机(MCS-51)并显示，单片机根据给定从D/A 输出相应的信号控制直流电机的转速，并能对电机的转速进行测量。
1．设计要求要求以MCS-51系列单片机为核心设计一个直流电机调速系统，该系统具有显示电动机转速、输入模拟量的功能。
用6位LED 显示。
前两位显示AD，后两位显示输入模拟量，最后两位显示电动机转速，单位为转/s, 电动机最大转速为5000转/min。
其转速由D/A转换的模拟量控制。
2．设计思路1）由地址琐存器74LS273芯片实现动态显示模块，74LS273输出端为段控，用于输出所显示的数值，口位控，控制哪一位LED管亮，LED采用共阴极的接法；2）选用89C51单片机，其内部有4K的寄存器，无需扩展外部存储单元，还具有2个16位定时器/计数器，可以通过CPU 内部定时，进行数据采集；3）.ADC0809可将模拟量转换为数字量，并将数字量送单片机；DAC0832可将从单片机输出的数字量转换为模拟量，并用模拟量控制直流电机；4）用霍尔元件测电动机转速。
转速的测量方法有两种：①频率法：利用单片机内部定时器定时（定时时间1秒），再用一计数器对被测脉冲计数，所测脉冲个数即转速值（转/S）②周期法：测量脉冲的周期，即利用定时期累计在被测脉冲的一个周期内机器周期的个数n。
被测信号周期T=n*机器周期，被测信号频率f=1/T。
考虑到要用定时采样的方法，同时又要将两位转速显示出来，所以本设计中采用频率法。
一、系统结构框图与工作原理1．系统结构框图2．工作原理通过调节可变电阻,将模拟量送入AD转换器,经AD转换后通过P0口,将数字量送入单片机,单片机将数字量送I/O,并经74LS273锁存,送数码管显示,同时将数字量送给DA,DA将数字量转换为模拟量,用于控制直流电机的转速。
转速测量数字系统设计及应用
图 ２是 光 电转换 的原 理 图 ， 线 部分 为 现 场 安 虚 装 部分 （ 装 在检测 器件 盒内 ） 安 。激光 管 的激光 强度 由三极管 和 电阻控制 ， 收光 敏管感 应 到激光 时 ， 接 导 通经 ＴＬ １ Ｉ ｌ７光偶合 后 ， 从 到激光 时 ， 输 出低 电平 ； 应 不 感 向 输 出高 电平 。 挡光 胶 木 轮 片 在 激 光
管 和光敏 管 间控 制 光 线 ， 成 通 断 脉 冲信 号 形 激光管 或影 蝶机用 激 光管 ２ 数 据 面上的儿 童激 光玩 具用 的
因大 窑 转 速 不 超 过 １０／ 属 低 频 信 号 ， 据 ０ ｒｈ， 根
单片机 应 用系统设 计 原 理 ， 设 计 采 用单 片 机 利用 本 门控制位 Ｇ Ｅ测 量周 期 及 占空 比的 方法 进 行 脉 ＡＴ 冲信 号 的数据 采集 及处 理 。 从测 速传感 器 输 出 的脉 冲信 号分 为两 路 ： 路 一 直接 采用 分频 计 数 器 显 示 累 计结 果 （ ８位 ） 线 路 及 ，
现 场 部 分
Ｉ ｏ ＮＶ Ｒ
图２
ＭＯＶ ＠ ， ｏ 存 Ｔ 低 ８位 ＴＬ ； ０
Ｉ Ｃ Ｎ
原理 较简 单 ， 本文 不 作介 绍 ； 另一 路 输 入 ８ ３ 单 片 ０１ 机 以计 量每一 个脉 冲周 期 ， 数 据处 理 后 显 示转 速 经 或频 率 。如 图 ３利 用 门控制 位 Ｇ Ｅ测 量 周 期 ， ｎ ＡＴ ＿ ｒ （ Ｔ ） 其 门 控 制 位 Ｇ Ｅ＝ １ 且 当 Ｒ （ 或 在 ＡＴ ， ０ 或 Ｔ ） 时， Ｒ】 ＝１ 定时 器启 动计 数 受 Ｉ Ｔ （ Ｉ Ｔ１引 Ｎ ０或 Ｎ ） 脚 上 的外部输 入 电平 控 制 ， Ｉ ｎ Ｉ ＝１时 ， 当 Ｔ （ＮＴ ） 启动 Ｔ （ Ｔ ） 始定 时 计数 ， ０或 开 利用 这个 特性 ， 以 可 测量 信号 脉 冲的 宽度 、 期 及 占空 比 工 作 过程 如 周
转速测量及控制系统设计
测试技术基础课程设计报告书设计题目转速测量及控制电路设计院（系）机械工程与应用电子技术学院班级080102指导教师组长组员2011 年 6 月7 日北京工业大学目录一、课题背景、目的及目标 (2)二、方案选择 (2)2.1备选方案 (2)2.2测量电路原理 (3)2.3控制电路工作原理 (8)三、方案具体实施 (12)3. 1传感器的选择 (12)3.2电路板制作及调试 (12)3.3整体电路搭建和调试 (12)四、系统测试的具体步骤及过程和结果 (13)4.1电路分块测试 (13)4.2整体电路测试 (13)五、分析与总结 (14)六、小组成员及分工 (16)七、参考文献 (16)一、课题背景、目的及目标在各种工业生产领域里都活跃着各式各样的旋转机械，如何正确地测量这些旋转机械的转速，并加以控制，这对利用旋转机械获得输出动力的用户来说，是一项不可缺少的工作。
我们的系统就是来实现如何测量转速并进行转速控制的功能，最终可以应用到实际生产过程中。
二、方案选择转速的测量方法多种多样，利用传感器来测量是现今最通用的路径。
广泛应用的传感器有光电传感器、电磁传感器、霍尔传感器等。
2.1备选方案1.运用光电式转速传感器将转速信号转为数字信号，将信号传送到计算机，运用labview显示电机转速，并发出转速控制命令，在经过D/A转换和控制电路控制电机转速；图2.12.运用光电式转速传感器将转速信号转为数字信号，将其传送至放大电路并显示转速，和要求的转速进行比较，然后调整控制电路地滑动变阻器电阻，进而控制电机转速图2.23.运用霍尔式转速传感器将转速信号转为数字信号，将其传送至放大电路并显示转速，和要求的转速进行比较，然后调整控制电路地滑动变阻器电阻，进而控制电机转速。
图2.3经过分析讨论和实际操作，考虑到我们的控制电路和显示电路的电压限制，我组最终选择第三套方案。
下面是方案电路的具体分析：2.2测量电路原理 2.2.1主要原理：霍尔转速传感器的霍尔元件在产生霍尔电势后，会将其转换为交变电信号，最后传感器的内置电路会将信号调整和放大，输出矩形脉冲信号。
机的交流伺服电机转速控制系统设计
机的交流伺服电机转速控制系统设计机器的交流伺服电机转速控制系统设计是一个复杂而关键的过程。
这个过程涉及到多个组件和步骤，包括传感器选择、控制器设计、反馈回路等。
在本文中，我们将详细介绍和讨论这些方面，并给出一种基于PID控制器的转速控制系统设计示例。
1.传感器选择在设计交流伺服电机转速控制系统时，选择合适的传感器对于准确地测量电机转速非常重要。
最常用的传感器是霍尔传感器和光电编码器。
霍尔传感器使用磁场检测旋转，而光电编码器使用光电开关检测旋转。
根据具体需求选择最合适的传感器。
2.控制器设计在交流伺服电机转速控制系统中，PID控制器是最常用的控制器类型。
PID控制器由比例（P）、积分（I）和微分（D）三个部分组成。
比例部分通过将误差乘以一个比例常数来控制输出；积分部分通过将误差的累积值乘以一个积分常数来消除静态误差；微分部分通过将误差的变化率乘以一个微分常数来预测未来的误差。
通过调整PID控制器的参数，可以实现较好的转速控制性能。
3.反馈回路在交流伺服电机转速控制系统中，反馈回路是必不可少的。
反馈回路通过将实际测量的转速与期望的转速进行比较，从而产生误差信号。
这个误差信号被送入PID控制器，控制器将根据误差的大小和变化率输出相应的控制信号。
这个控制信号被送入电机驱动器，从而控制电机的转速。
4.精确度和稳定性在交流伺服电机转速控制系统设计中，精确度和稳定性是非常重要的指标。
精确度指的是控制系统实际转速与期望转速的偏差；稳定性指的是控制系统的输出是否在可接受的范围内波动。
通过合理选择传感器、设计合适的控制器和优化反馈回路，可以提高系统的精确度和稳定性。
5.鲁棒性和抗干扰性在实际应用中，交流伺服电机转速控制系统经常面临各种各样的干扰和外界扰动。
为了提高系统的鲁棒性和抗干扰性，可以采用一系列方法，比如滤波技术、模型预测控制等。
综上所述，交流伺服电机转速控制系统设计是一个综合考虑多个因素的复杂过程。
通过合理选择传感器、设计合适的控制器、优化反馈回路以及提高系统的精确度、稳定性、鲁棒性和抗干扰性，可以实现高性能的转速控制。
直流电机转速测量系统的设计
一、概述该课程设计是关于直流电动机转速的测量。
转速是电动机极为重要的一个状态参数，一般是指电机转子的每分钟转数，通常用r/min表示。
本次课程设计选用光电测速法，测量电路由光电转换电路，整形电路，晶体振荡电路，分频电路，倍频电路，时序控制电路和计数、译码、驱动、显示电路构成，电机转速的测量范围为600r/min~30000r/min，测量的相对误差＜1%并用5位LED数码管显示出相应的电机转速。
本次课设需满足以下设计要求：1根据技术指标，设计各部分电路并确定元器件参数；2. 用5位LED数码管显示出相应的电机转速；3. 画出电路原理图（元器件标准化，电路图要规范化）。
二、方案论证本课程设计是设计电机转速测量系统，采用光电测速方案，将转速信号转化为脉冲信号，然后用数字系统内部的时钟来对脉冲信号的频率进行测量，方案中包括光电转换电路，整形电路，闸门电路，晶体振荡电路，分频电路，倍频电路，控制电路和计数、译码、驱动、显示电路。
原理方框图如图1所示：图1电机转速测量系统原理框图在电动机转轴上安装一个圆盘，在圆盘上打6个均匀小孔。
当电动机旋转时光源通过小孔投射到光敏三极管上，就产生了一序列的脉冲信号，光敏三极管产生的脉冲信号频率与电机转速成正比。
脉冲信号经过整形电路转变成方波，再用二倍频电路使整形后的信号频率变为原来的二倍。
再由晶体振荡电路输出的信号经过215分频电路,产生1Hz的基准信号，再经过10分频，便可产生一个0.1Hz的基准信号，该基准信号用来控制闸门电路，把经过倍频的光电转换后的信号计数并显示出来三、电路设计1.光电转换电路在该部分可以用发光元件作为光的发射部分，可以选择发光二极管作发光元件，接收部分则要选择光敏三级管作为接受部件。
其原理是用光敏三极管接收发光二极管通过小孔发射过来的光信号。
在电机的转轴上安装上已打好6个均匀小孔的圆盘，让发光二极管与光敏三极管通过小孔相对，这样电机每转动一周，光线就会相应通过小孔6次，因为光电转换器受光一次就会产生一个脉冲，所以说电机在每转一周后就会相应的产生了6个脉冲。
传感器与检测技术讲义第17章转速测量系统的设计
第17章 转速测量系统的设计17.1 设计任务在生产中，物体转速的准确测定常关系到产品质量和工效。
例如，由织布机转盘的转速可以计算布匹的产量，水电发电机叶轮的转速是计算发电机电功率必不可少的数据等。
本章将利用光电传感器设计转速测量仪，关于电路的仿真是基于Multisim 和LabVIEW 这两种软件基础之上的联合仿真：①在Multisim 中的主要工作是模拟光电传感器的I/O 特性、对光电传感器的输出信号进行滤波及波形转换处理，使其最终的输出信号为方波；②在LabVIEW 中的重要工作是设计转速器，在这一设计上用了两种方案：一是基于功率谱分析的转速器，二是基于测量固定周期测时间的方法测量转速。
因为本文在Multisim 中所选用的电路输出信号的频率与转速的关系为1:1的关系，所以在本文中测量转速实际也就是测量频率。
最后在Multisim 原有的与LabVIEW 的接口模块中插入转速器，然后进行编译，使得在LabVIEW 中的虚拟仪器能被Multisim 调用。
通过本设计，需要掌握以下内容：➢ 能利用光电传感器测量转速的原理，在Multisim 中建立光电传感器的模型➢ 掌握在LabVIEW 中设计转速器的3种方法➢ 熟悉光电传感器转速测量的原理17.2 电路原理与设计1．光电测量原理光电测量结构原理图如图17-1所示。
图17-1 光电传感器工作模型在遮光盘的同心圆上均匀分布若干个通光孔，光电传感器固定在遮光盘工作的位置上，且工作时光线应该通过通光孔照在光电传感器上。
所以，遮光盘转动一周，光电传感器感光次数与盘的通光孔数目相等。
因此，产生相同数目的脉冲信号。
对脉冲信号进行滤波和整形后，通过在固定时间内测量相应的脉冲个数，就可以计算出转速。
直流电动机转速的计算公式为060/()n m T N =⨯⨯ （17-1）式中，n 为直流电动机转速；N 为遮光盘上的通光孔的个数；m 为固定时间内测得的脉冲数；T 0为固定的时间。
电机转速测量系统设计讲解
毕业设计(论文)题目：电机转速测量系统设计院（系）光电工程学院专业测控技术与仪器班级100106班姓名叶亚锋学号100106117导师李党娟2014 年 5 月20 日电机转速测量系统设计西安工业大学光电工程学院叶亚锋摘要：电机是电力系统的主要设备，而电机转速是衡量动力系统正常工作的重要的性能指标，因而需要测量电机转速，使它满足人们的各种需求。
在本设计中多次采用施密特触发器，成为电路的主控芯片，控制着信号的定时和锁純。
用三片CD40110BE级联实现电路的计数、译码、数码管的驱动等功能，通过对光电耦合器产生的脉冲数进行统计，并把所得到的计数脉冲转化为电机的转速值，利用施密特触发器完成数器的清零和锁純，计数器计数译码后将信号输送到数码管，动态的显示脉冲数目，最后根据脉冲数目计算电机的转速。
本设计采用的电子元器件简单普遍，线路连接简单，安装调试容易，测量结果精确，具有较高的实用价值。
关键词：光电耦合器；施密特触发器；计数器；数码显示。
Design of motor speed measurement system Abstract: The motor is the main equipment of power system, and the motor speed is an important performance ind ex to measure the power system normal operation, therefore need to speed measuring motor, make it meet the needs of peopl e. The Schmidt trigger multipl e times in the d esign of main circuit, a control signal timing and l ock the key part of pure. Circuit realization of counting, d ecoding, digital tube driver functions with three slice CD40110BE cascad e, statistics through the pulse number on the photoelectric coupl er, and count the pulses to the motor speed value, compl ete number is cl ear and pure use l ock Schmidt flip-fl op, counter after d ecoding the signal transmitted to the the digital tube dynamic display, pulse number, pulse number according to the cal culated motor speed. El ectronic components used in this d esign simpl e and common, simpl e circuit, easy installation, accurate measurement result, and has higher practical value.Keywords:photoelectric coupler；Schmidt trigger；timer；counter；digital display.目录第一章绪论 (4)1.1课题研究的目的和意义 (4)1.2 转速测量在国内外的研究 (4)1.3电机转速的测量方法 (5)1.3.1测频法“M法” (5)1.3.2测周期法“T法” (6)1.3.3 测频测周法“M/T法” (7)第二章转速测量系统的总体方案 (9)2.1 设计任务 (9)2.2设计思路 (9)2.3原理框图 (9)2.4设计的意义 (9)第三章系统硬件电路的设计 (10)3.1 主控芯片的选择 (10)3.2 硬件电路的实现 (10)3.2.1电源电路 (10)3.2.2电机转速脉冲产生电路 (11)3.2.3计数电路 (14)3.2.4控制电路 (16)3.2.5显示电路设计 (19)第四章电路的焊接与调试 (21)4.1电路连接过程的注意事项 (21)4.2电路的调试 (22)4.3转速测量系统的误差分析 (24)第五章总结与展望 (25)5.1 总结 (25)5.2 展望 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录：电机转速测量系统原理图 (28)第一章绪论1.1课题研究的目的和意义电机是将电能从最初的能源形式转换过来的重要桥梁，又是再将大部分电能转换为机械能的装置，电机在电力工业、工矿企业、农业、交通运输业、国防、科学文化及日常生活等方面都是十分重要的设备，在电力工业中，将机械能转换为电能的发电机以及将电网电压升高或降低的变压器，都是电力系统中的关键设备。
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测试技术基础课程设计报告书设计题目转速测量及控制电路设计院（系）机械工程与应用电子技术学院班级080102指导教师组长组员2011 年 6 月7 日北京工业大学目录一、课题背景、目的及目标 (2)二、方案选择 (2)2.1备选方案 (2)2.2测量电路原理 (3)2.3控制电路工作原理 (8)三、方案具体实施 (12)3. 1传感器的选择 (12)3.2电路板制作及调试 (12)3.3整体电路搭建和调试 (12)四、系统测试的具体步骤及过程和结果 (13)4.1电路分块测试 (13)4.2整体电路测试 (13)五、分析与总结 (14)六、小组成员及分工 (16)七、参考文献 (16)一、课题背景、目的及目标在各种工业生产领域里都活跃着各式各样的旋转机械，如何正确地测量这些旋转机械的转速，并加以控制，这对利用旋转机械获得输出动力的用户来说，是一项不可缺少的工作。
我们的系统就是来实现如何测量转速并进行转速控制的功能，最终可以应用到实际生产过程中。
二、方案选择转速的测量方法多种多样，利用传感器来测量是现今最通用的路径。
广泛应用的传感器有光电传感器、电磁传感器、霍尔传感器等。
2.1备选方案1.运用光电式转速传感器将转速信号转为数字信号，将信号传送到计算机，运用labview显示电机转速，并发出转速控制命令，在经过D/A转换和控制电路控制电机转速；图2.12.运用光电式转速传感器将转速信号转为数字信号，将其传送至放大电路并显示转速，和要求的转速进行比较，然后调整控制电路地滑动变阻器电阻，进而控制电机转速图2.23.运用霍尔式转速传感器将转速信号转为数字信号，将其传送至放大电路并显示转速，和要求的转速进行比较，然后调整控制电路地滑动变阻器电阻，进而控制电机转速。
图2.3经过分析讨论和实际操作，考虑到我们的控制电路和显示电路的电压限制，我组最终选择第三套方案。
下面是方案电路的具体分析：2.2测量电路原理 2.2.1主要原理：霍尔转速传感器的霍尔元件在产生霍尔电势后，会将其转换为交变电信号，最后传感器的内置电路会将信号调整和放大，输出矩形脉冲信号。
因此在霍尔转速传感器测量非铁磁材质的设备时，需要事先在旋转物体上安装专门的磁铁物质，用以改变传感器周围的磁场，这样霍尔转速传感器才能准确的捕捉到物质的运动状态。
所以我们对输出信号采集后，在单位时间内统计有多少个高频信号，就可以间接的测得转速，单位（转/分）。
实验室的测速转盘上有6个磁铁，因此电机主轴旋转一周就产生6个脉冲，根据显示电路板显示的旋转频率f(赫兹),得出转速n （转/分）与频率f 的关系为：60106fn f =⨯≡ 2.2.2主要元器件本电路中用到的主要元器件有：译码器4511BD 、加法器4518BD 、触发器4013BD 、时钟芯片PCF8583、共阴极数码管等；其电路图如图所示：图2.4 芯片资料如下：图2.5各主要元器件及其性能指标时钟芯片PCF8583及周围元件组成的局部电路能产生高精度的频率为1Hz 的方波信号。
图2.6 产生的方波信号图2.2.3基本思想当接入输入信号后，电路将记录在时钟芯片产生的一个周期信号内输入信号的脉冲数，此脉冲数即为输入信号的频率。
2.2.4电路分析在没有接入输入信号时，两个触发器的Q端均处于低电平状态。
电路进入工作状态后，当时钟芯片产生的时钟信号脉冲的上升沿到来时，触发器的Q端被置为高电平，随后电容要进行充放电过程，由于时间常数很小，触发器的Q 端又很快处于低电平状态，形成一个尖峰脉冲，将加法器和计数器全部清零。
这时输入信号的脉冲每经过一个下降沿，加法器就完成一个加一的操作。
每完成十个加一的操作，各位加法器的Q4端就会产生一个下降沿的脉冲，使得十位端加法器完成一个加一的操作，实现进位。
1秒后，即时钟信号经历了一个周期后，时钟芯片产生的时钟信号脉冲的上升沿再次到来，触发器的Q端又被置为高电平，随后电容要进行充放电过程，形成一个尖峰脉冲，使译码器完成锁存操作，并使显示器显示所记录的脉冲数（即输入信号的频率）。
2.3控制电路工作原理2.3.1电路原理图图2.7电路原理图脉宽调质式直流电机控制电路可分为三角波发生电路、电压比较器电路、推挽放大电路等三部分组成，现进行如下分析：2.3.2三角波发生单元电路图2.8三角波发生单元电路图如图2.8所示，该单元电路是一个三角波发生器，该电路的特点是不需外加触发信号，电路自激振荡，没有稳态，可以产生稳定的三角波，为整个电路提供时钟脉冲。
这个电路首先通过改变运算放大器的正向输入端电压，使工作在饱和区的运算放大器的输出端产生方波，在经过工作在线性区的运算放大器的积分电路使输出端产生三角波。
下面介绍主要元件的功能及一些数值的计算。
第一级的运算放大器工作在饱和区，通过比较正向输入的电压与零的大小即输出+12V 或-12V 的方波，第一级运算放大器的输出方波即是第二级运算放大器的正向输入电压。
利用工作在先线性区的运算放大器的“虚短路”、“虚断路”原理计算第一级运算放大器的正向输入电压。
由“虚短路”u u +-=，“虚断路”0i i +-==可得1111111o Iw w w U U u R R R R R R +=⋅+⋅++ （2-1）771tIo I FFU u U dt t R C R C -=-=⋅⋅⋅⎰（2-2） 将式（2-1）代入式中有117I I w FU tU R R R C ⋅⋅=⋅⋅ （2-3） 336171118.210 4.7100.110 3.854()F w w w R R C t s R R R -⋅⋅⨯⨯⨯⨯⨯=== （2-4）当10u +=时产生的方波将从+12V 转变为-12V ，或者将从-12V 转变为+12V ，即影响着方波输出的频率，当滑动变阻器滑动到总阻值的50%时，可以得到方波输出的周期为：33617318.210 4.7100.110154.162510F w R R C t s R μ-⋅⋅⨯⨯⨯⨯⨯===⨯ （2-5） 由此可得方波输出的周期为：44154.16104616.64T t s μ-=⋅=⨯⨯= （2-6）由式（2-4）可见，通过调节电位器（滑动变阻器1w R ）可以得到不同频率的方波。
2.3.3电压比较器电路单元图2.9电压比较器单元电路图如图2.9所示，为电压比较器单元电路图，此处的LM741运算放大器工作在饱和区，运算放大器的正向输入端为从上一级电路中的输出波形，运算放大器的方向输入端是通过电位器来调节出来的电压，此电压为一个标准的比较值，若三角波的电压比此比较值大，则输出的电压被拉为+12V 的高电平；若三角波的电压值比此比较值小，则输出的电压被拉为-12V ，也正是调节此处的电压比较值来调节输出波形的占空比。
用数学关系式表现上述关系即：若u u >输入比较值，则有12u V =+输出；若u u <输入比较值，则有12u V =-输出。
下面以一个实例来计算该电路模块。
若此时滑动变阻器放置在总阻值的50%，则此时的电压比较值为：2412(5 6.8)06.8 6.810u =-⨯+=++比较值 即当将滑动变阻器放置在总阻值的50%时，比较值为0，既可以将三角波变为占空比为50%的方波，此时电机转速的宏观反映即没有转动。
2.3.4推挽功率放大单元电路图2.10 推挽放大单元电路图如图2.10所示，为推挽放大单元电路图。
此电路部分为功率放大电路，当通过电压比较器输出的电压为+12V时，由三极管（NPN型）基极、发射极和集电极的电压可以判断三极管Q1工作在饱和区。
工作在饱和区时，三极管Q1的集电极和发射极将近似短路。
由三极管（PNP型）基极、发射极和集电极的电压可以判断三极管Q2工作在饱和区。
此时，在连接电机后，三极管Q2的集电极和发射极的电压降为0V，直接导通用来驱动电机，我们驱动的电机的功率为12V，20W。
在推挽功率放大电路上半部分导通的同时，下半部分是截止的。
我们来看二极管D2的两端所承受的电压为24V，因此，在选用二极管型号时一定要注意这种参数的选择。
在注重二极管所能承受方向电压的同时，我们也应当注意二极管的转换频率，及方波的频率。
在这里我们所选二极管时选用的是快恢复型的二极管，因为在三角波发生器中的电位器调节到一定程度的时候，产生方波的频率会比较大，二极管恢复的速度一定要能够与此波形相互匹配，所以选用快恢复的二极管。
推挽功率放大电路的下半部分与上半部分的工作原理相同。
在下半部分工作的时候，推挽功率放大电路是的上半部分是截止的。
当有第二级输出的电压为-12V时，由三极管（PNP型）基极、发射极和集电极的电压可以判断三极管Q3工作在饱和区，工作在饱和区时，三极管Q3的集电极和发射极将近似短路。
再由三极管（NPN型）基极、发射极和集电极的电压可以判断三极管Q4工作在饱和区。
此时，在连接电机后，三极管Q4的集电极和发射极的电压降为0V，直接导通用来驱动电机，我们驱动的电机的功率为12V，20W。
此时上半部分的二极管的选用原理和刚才所述的二极管选用原理相同，这里不再重复阐述。
2.3.5整体工作原理如图2.11所示，为整体电路模块图，现在将从整体的工作原理来分析脉宽调质式直流电机控制电路。
此题目中的脉宽调质式直流电机控制器电路主要由三角波发生单元电路、比较单元电路以及功率放大单元电路三部分组成。
三角波发生单元电路是先通过电路的自激振荡产生方波，通过运算放大器与电容的使用产生三角波，即作为第二级电路的输入信号；比较傲单元电路中的运算放大器作为一个比较器使用，即预先设定一个电压标准值，三角波通过与预定值的比较，再通过工作在饱和区的运算放大器产生方波，作为第三级电路的输入信号；功率放大电路为典型的推挽功率放大电路，根据输入信号的正负不同，控制三极管工作的状态，驱动电机转动，实现宏观上的正转、反转和停止。
图2.11整体电路模块图三角波发生电路用于产生三角波，此三角波的频率与幅值与电路中的电子元器件的属性有定量的关系，这些在上述的计算部分已经阐述，这里不再重复。
产生的三角波将输入到第二个电路单元模块——电压比较器单元电路。
在电路的反向输入端通过调节滑动变阻器的阻值来调节标定的比较值，输入的三角波与此标准的比较值来比较，将其转化为一个有占空比的方波，通过调节滑动变阻器的阻值来调节方波的占空比。
此时输出的波形并不能够带动电机的转动，因为输出的电流约为几毫安，必须经过功率放大电路来实现电机的驱动，此处应用的为推挽功率放大电路，通过此电路来提供驱动电机的电流，实现电机的驱动。
三、方案具体实施3. 1传感器的选择在系统方案拟定完成之后，我们开始查阅有关传感器的相关资料，在网上查到霍尔传感器的资料后，定下型号QZL300型霍尔齿轮传感器。