基于单片机的霍尔转速表设计
毕业论文_基于霍尔传感器的转速测量设计[管理资料]
![毕业论文_基于霍尔传感器的转速测量设计[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/cbfb1afc52d380eb63946d7a.png)
-晶体震荡频率。单位Hz。
-输入脉冲数，反映转角。
-时基脉冲数。
“M法”测量误差分析
由转速公式：
给出
因定时时间和输入脉冲不能保证严格同步，以及在T内能否正好测量外部脉冲的完整周期个数，所以m1可能产生一个脉冲的量化误差，故转速变化：
（2-7）
其相对误差为：
（2-8）
（2-9）
霍尔器件是有半导体材料制成的一种薄片，其长为l，宽为b，厚度为d。若在垂直于薄片方向（即沿厚度d的方向）施加外磁场，在沿长为l的方向的两端面加外电场，则其内部会有一定的电流通过。由于电子在磁场中运动，所以将受到一个洛仑兹力，其大小为：
F=qVB,
式中：F为洛伦兹力；q为载流子电荷，V为载流子运动速度，B为磁感应强度。
由于受洛伦兹力，电子的运动方向轨迹将发生偏移，在霍尔元器件薄片的两个侧面分别产生电兹积聚或电荷过剩，形成霍尔电场。在霍尔器件两个侧面间形成的电位差为霍尔电压，其大小为：
U=RBI/d
式中：R为霍尔常数，I为控制电流。设K=R/d,它称为霍尔器件的灵敏系统，表示该霍尔元件在单位磁感应强度和单位控制电流下输出霍尔电动势的大小。若控制电流保持不变，则霍尔感应电压将随外界磁场强度而变化。根据这一原理，可将一块永久磁钢固定在电动机转轴上转盘的边沿，转盘随被转轴旋转，磁钢也将跟着同步旋转，在转盘附近安装一个霍尔元件，电机旋转时，霍尔元件受到磁钢所产生的磁场影响，故可输出脉冲信号，其频率和转速成正比，测出霍尔元器件输出的脉冲周期或频率即可计算出转速。
Keywords
12
第一章
在直流电机的多年实际运行的过程中，机械测速电机不足之处日益明显，其主要表现为直流测速电机DG中的炭刷磨损及交流测速发电机TG中的轴承磨损，增加了设备的维护工作量，也随着增加了发生故障的可能性；同时机械测速电机在更换炭刷及轴承的检修作业过程中，需要将直流电动机停运，安装过程中需要调整机械测速电机轴与主电机轴的同轴度，延长了检修时间，影响了设备的长期平稳运行。
基于单片机的转速测量系统设计讲解
基于单片机的霍尔测速报警系统的设计摘要转速作为工程中应用的一个非常广泛的参数，它的测量方法有很多，而模拟量的采集和模拟处理一直是转速测量的主要方法，这种测量方法已不能适应现代科技发展的要求，在测量范围以及测量精度上，已不能满足大多数系统的使用。
随着大规模及超大规模集成电路技术的迅速发展，数字系统测量得到普遍应用，特别是单片机对脉冲数字信号的强大处理能力，使得全数字测量系统越来越普及，其转速测量系统也可以用全数字化处理。
本设计属于码盘转速测量系统，用来测量来自于外部的不同的转速值。
实现转速的实时测量和显示。
本系统以AT89C51单片机为核心，旋转编码器实时轴转速测量，同时用八位串行段码式LCD数码管显示模块显示。
旋转编码器输出电压为4.25V，8位二进制自然码送入单片机处理后经过计算处理，再查表转换为10进制数，送LCD模块显示。
本文从转速测量原理入手，详细阐述了转速测量系统的工作过程，以及硬件电路的设计、显示效果。
本文吸收了硬件软件化的思想，实现了题目要求的功能。
关键词：转速测量, 旋转编码器，单片机, LCD显示模块ABSTRACTSpeed is a very wide range of engineering applications one parameter , the measurement method more, and collection and processing of analog simulation has been the main method of speed measurement , this measurement method can not meet the requirements of modern technology , the measurement range and the measurement accuracy, can not meet with most systems. With the scale and development of VLSI technology, digital systems have been widely used to measure , especially for single-chip digital signal processing power pulse , so that the increasing popularity of digital measuring system , the speed measurement system can also be used the whole digital processing .The design for the code wheel speed measurement system for measuring the speed of different value from the outside. Achieve real-time measurement speed display . Specific applications AT80C51 microcontroller as the core , rotary encoder shaft speed real-time measurement , while eight serial code segment LCD display module displays . Rotary encoder output 4.25V, 8 -bit binary code into the microcontroller processing natural treatment has been calculated , and then converted to a decimal number look-up table , sending the LCD module .In this paper, starting from the speed measurement principle , elaborated on the work process speed measurement systems, and hardware design , display effect. This article has absorbed the idea of hardware and software to achieve the requirements of the subject function.Keywords: speed measurement, rotary encoder, microcontroller, LCD display module1绪论1.1转速测量技术简介转速测量是利用相关精密仪器测量运动物体的角位移的一种测量方法，常用的测量仪器为测量角位移的数字编码器和光电轴编码器，因其具有分辨率强、测量精度高和工作可靠等特点，被广泛用于测速系统中。
基于霍尔传感器的电机转速测量系统设计讲解
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：
单片机课程设计转速表设计word文档良心出品
单片机课程设计课题：转速表设计电气与电子工程系系别：电气工程及其自动化专业：名：XXX 姓号：000000000 学杨帆指导老师：XXXXXXXXXX日月年20xxxxxx一、设计目的利用单片机控制实现对转动物体速度的测量二、设计要求可采用接触或非接触式，实现对转动物体（如电动机轴）转速的测量，要求显示精度为三位半；发挥部分:可区别转向。
三、总体设计我们设计的转速表主要用传感器测量转速，用到的传感器为霍尔效应式。
霍尔传感器获取小马达旋转的信号，通过对脉冲进行计数并送给AT89C52单片机处理，单片机输出转速信号由数字显示器件直接显示，单位为r/min。
3.1总体框图图1 电路的总体原理框图如上图1，89C52由复位电路和时钟电路控制和调整，电源供电后，霍尔传感器接收到电机旋转信号，将信号送入单片机处理，单片机将结果输出到ＬＣＤ显示。
3.2工作原理我们设计的转速表主要用传感器测量转速，用到的传感器为霍尔效应式，采用UGN3144霍尔传感器。
传感器部分，负责将被测量量的转速转化为脉冲信号，可以直接把信号送入到单输出的是数字信号，因为采用的是集成霍尔开关元件，霍尔传感器获取小马达旋转的信号，STC89C52。
片机进行处理。
单片机采用的是单片机处理，单片机输出转速信号由数字通过对脉冲进行计数并送给AT89C52 液晶显示。
数字显示器件采用的是显示器件直接显示，单位为r/min1602LCD电路元件介绍3.3霍尔元件因霍尔器件对垂直于霍尔片表面的磁感使用霍尔器件可做成各种式的探头，应强度敏感，因而可测小马达转速。
霍尔元件的尺寸极小，测量十分方便。
我们2封装，引脚端1为电源正端，引脚端UGN3144使用霍尔元件，它采用SOT89。
本电路选择把霍尔元件的第三。
如下图23为接地，引脚端为输出（OC形式）用来接收霍尔元件的中断引脚，引脚，即INT0/P3.212OUT脚接到89C52的第响应。
图2 UGN3144的封装结构1602字符型LCD图3 1602LCD尺寸图主程序流程图3.44 主程序流程图图设计思路：然后进行磁感应测因为霍尔传感器的工作原理是与小电机产生近距离接触，速，故我们要判断霍尔传感器得到的信号是否是有效的。
转速测量系统设计基于51单片机的转速测量系统
由专业人员将敏感元件和相应的测量电路、传递机构以适当的形式制成不同类型、不同用处的传感器，根据原理输出电量。该电量可以是模拟量或数字量，现代传感器还可以输出开关量，用于数字逻辑电路。
(3)通过测量仪表拾取被测信号
目前有许多测量仪表用于各种测量中，有大信号输出、有BCD码输出等，但价格昂贵，专业性强，一般不适合通用系统。通用的转速测量系统大都采用一种俗称“码盘”的传感装置，将圆形的码盘固定在转轴上，码盘上有若干规则排列的小孔，用光电偶来输出电信号，以反映转速对应关系，即是将转轴的速度以脉冲形式反映出来，通常有计要求，在系统工作原理的基础上，具体确定系统中所要使用的元器件，设计出系统的原理框图、电路原理图。
摘要
本文是基于51单片机的转速测量系统，其测量方法较多，随着单片机对脉冲信号的处理能力越来越强大，使得全数字量系统越来越普及，并且使转速测量系统也可以用全数字化处理。
本设计利用霍尔效应对旋转物体进行检测的转速测量系统。该系统采用UGN3144霍尔传感器把转速信息转换为电压输出，输出电压经整形电路送入STC89C51单片机进行数据处理并用四位7段LED显示器显示测量结果。文中首先阐述了构成该系统的原理、硬件的实现方法，在该系统中对信号频率进行测量是首要任务，通过各种测量方法的对比下，该系统应采用测频法测量。其次，在软件设计部分，此系统包含系统初始化程序的设计、数据接收和处理程序的设计、显示程序的设计三个模块。最终，给出各部分的原理框图、电路图及转速测量的程序流程图，并编出其具体的程序。
3．单片机
单片机是整个测量系统的主要部分，担负对前端脉冲信号的处理、计算、以及信号的同步，计时等任务，其次，将测量的数据经计算后，将得到的转速值传送到显示接口中，用数码管显示数值。在本系统中考虑到计数的范围、使用的定时，计数器的个数及I/O口线，预选用89C51单片机。具体工作情况在后讨论。
毕业论文基于单片机的转速表设计与实现
毕业设计说明书基于单片机的转速表设计与实现毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
基于单片机的电子式转速里程表的设计-毕业设计
基于MCS-51单片机的里程表的设计前言汽车是现代生活中不可或缺的一种重要交通工具，传统的指针式的里程表伴随着汽车的诞生就一直为人们接受，不过，新生事物不会因传统的存在而停止它前进的步伐，数码科技在今天已渗透到工业，农业，民用等产品的点点滴滴。
新概念的车速里程表最直观的变化就是用大屏幕的液晶取代指针式表盘，直接用数字显示时速，里程，以及其他一些诸如油耗、时钟、环境温度等参数。
直观的呈现给使用者。
由于单片机体积小，可以把它做到产品的内部，取代老式机械零件，缩小产品体积，增强功能，实现智能化。
因此广泛的被用在智能产品中。
Intel公司的MCS-51系列单片机在近年来广泛流行，即介绍一种基于MCS-51单片机的里程表的设计与实现。
本课题设计先对里程表设计中所需设备作了详细介绍，对设计中存在的问题进行了说明；对硬件和软件部分的设计和实现作了认真的分析；给出了系统的建模过程及相应的系统模型，在Lab2000p仿真实验系统上进行了仿真，并对仿真结果进行了分析。
1 系统概述本系统由信号采集处理模块、单片机8031、系统化LCD显示模块、系统软件组成。
其中信号采集处理模块以霍尔传感器为核心器件，将不同的转速信号转换成相应的脉冲信号，并送到单片机的T1引脚；对单片机进行设置，使内部的定时器/计数器timer0工作在定时状态，timer1工作在计数状态，利用内部定时器T0对脉冲输入引脚T1进行控制，这样就能精确地检测到设定时间内加到T1引脚的脉冲数，一个脉冲即代表着车子前进一个轮长，对脉冲数进行处理就可得到里程和速度的数据；将数据送到LCD显示模块进行显示。
该系统原理框图如图所示。
系统软件包括单片机和液晶模块的初始化模块、液晶模块的写数据／命令子模块、频率测量模块、速度里程计算模块、速度和里程显示数据LCD字库显示模块等。
图1-1 系统原理框图2 基本原理与设计方案2.1 元器件简介2.1.1 霍尔传感器简介霍耳效应：1879年E.H. 霍尔发现，如果对位于磁场(B)中的导体(d)施加一个电压(v)，该磁场的方向垂直于所施加电压的方向，那么则在既与磁场垂直又和所施加电流)，人们将这个电压叫做霍尔电压，产生这种现方向垂直的方向上会产生另一个电压(UH象被称为霍尔效应。
基于霍尔传感器的转速测量电路的设计课程设计
29引脚一般用于扩展单片机存储器空间.当次引脚输出低电平地时候，选通外部程序存储器.如果输出高电平，则不选择外部存储器，即没有选择存储器扩展功能.单片机上电默认高电平.
30引脚跟29引脚差不多，也是单片机地存储空间不足地时候用于，通过使用外部地存储器，来扩展单片机自身存储空间地不足，从而改善单片机存储空间地问题.
A3144E系列单极高温霍尔效应集成传感器是由稳压电源，霍尔电压发生器，差分放大器，施密特触发器和输出放大器组成地磁敏传感电路，其输入为磁感应强度，输出是一个数字电压讯号.它是一种单磁极工作地磁敏电路，适用于矩形或者柱形磁体下工作.可应用于汽车工业和军事工程中.
霍尔传感器地外形图和与磁场地作用关系如图3.6所示.磁场由磁钢提供，所以霍尔传感器和磁钢需要配对使用.
40引脚为VCC，是给芯片供电地引脚，额定电压为5V，并且该引脚旁边要加上滤波电路，防止电压波动很大地时候烧毁芯片.
20引脚为GND，很显然是单片机地接地引脚，为电路各处地电压提供一个基准值.
P1口地部分管脚地第二功能如表4所示：
表4 P1口地部分管脚地第二功能
引脚号
第二功能
P1.0
T定时器2地复用引脚，或者输出一个时钟脉冲
霍尔传感器A3144电路
2.4.1 A3144霍尔开关地工作原理及应用说明
根据霍尔效应，人们用半导体材料制成地元件叫霍尔元件[4].它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点，因此，在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛地应用.
霍尔传感器A3144是Allegro MicroSystems公司生产地宽温、开关型霍尔效应传感器，其工作温度范围可达-40℃～150℃.它由电压调整电路、反相电源保护电路、霍尔元件、温度补偿电路、微信号放大器、施密特触发器和OC门输出极构成，通过使用上拉电阻可以将其输出接入CMOS逻辑电路.该芯片具有尺寸小、稳定性好、灵敏度高等特点，有两种封装形式，一种是3脚贴片微小型封装，后缀为“LH”；另一种是3脚直插式封装，后缀为“UA”[5].
基于单片机的语音式转速表设计与实现
摘要：针对传统的汽车转速里程表需要用眼睛去看的弊端，设计出以stc89c52为主控芯片的语音式电子转速里程表系统。
该系统使用spi串行总线方式通信，霍尔传感器采集车辆在行驶过程中所得到的信号，液晶屏显示汽车行驶的速度和总里程数，并用isd4004语音播报速度，用蜂鸣器和led灯构成超速声光报警器。
具有精确度高、显示清楚醒目、语音报数清晰、稳定可靠等特点。
具有一定的实际应用价值。
关键词：电子转速表；语音播报；单片机中图分类号：tp399 文献标识码：a 文章编号：1009-3044（2016）19-0253-02汽车转速里程表是用来标示汽车运行过程中的瞬时速度和记载汽车行驶的总里程。
传统的汽车里程表是用钢丝软轴驱动的机械装置来标示速度和记录里程，行驶过程中车速的不断提高或者道路环境的影响，钢丝软轴在高速旋转过程中受到钢丝交变应力的影响易出现断裂的现象[1]，钢丝软轴能否正常工作对于传统的汽车里程表是一个不小的挑战。
另一方面易产生形变过大和迟滞现象。
对于不同车型，软轴长度和弯曲程度也影响装置的安装位置。
对比于单片机作为主控芯片的电子式转速里程表，传统汽车里程表没有优势可言；另一方面，传统转速里程表没有语音提示功能，需要眼睛去看才能知道当前行驶的速度和离限制速度的区间大小，有了语音提示，可以一键播报当前速度，并且带有超速提醒。
1 系统的总体设计系统以stc89c52单片机为控制核心，lcd1602作为显示器，isd4004语音模块播报的电子式转速里程表装置，并且还有掉电信息不丢失，数据信息能够擦除重写。
单片机采用的是stc公司生产的型号stc89c52的单片机，目前为止最实用和最实惠的单片机芯片。
stc89c52的工作频率是0～40mhz，本装置用的是单片机的内部振荡器和石英晶体作为振荡源，振荡频率设定为12mhz。
通过单片机编程液晶显示模块lcd1602显示累计里程和本次里程[2]。
系统组成框图见图1。
基于霍尔传感器的转速测量系统设计_课程设计 精品
传感器原理及应用期末课程设计题目基于霍尔传感器的转速测量电路设计院（系）电子电气工程学院班级清华大学——电子信息摘要：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. The rotate speed measurement system for the common engine is designed with the single chip STC89C51. The signal of the rotate speed is sampled by the Hall sensor, and it is transformed into square wave which will be sent to single chip computer. The result of the experiment shows that the measurement system is able to satisfy the requirement of the engine rotate speed measurement.Key words: rotate speed measurement, Hall sensor, signal processing, data processing目录1 前言 (3)2 系统概述 (4)2.1 系统组成 (4)2.2 处理方法 (5)2.3 系统工作原理 (6)3 系统硬件电路设计 (7)3.1 单片机主控电路设计 (7)3.2 脉冲产生电路设计 (9)3.3 按键电路设计 (10)3.4 数据显示电路设计 (11)3.5 稳压电源设计 (13)3.6 串行通信模块设计 (14)4 系统软件设计 (16)5 制作调试 (18)5.1 硬件调试 (18)5.2 软件调试 (19)6 测试结果分析 (19)结论 (21)参考文献 (22)致谢 (23)附录A (23)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。
基于霍尔传感器的转速表设计与制作 毕业答辩
初值计算
T0用于定时工作方式，其定时时间为：T=（216-T0的初值）×机器周 期。本设计采用的是12MHz的晶振，则机器周期为1μs，定时器T0定时 为1ms，可得 出TH0=(65536-1000)/256; TL0=(65536-1000)%256。 TI用于计数工作方式，初始化时为清零状态，即TH1=0x00；TL1=0x00。 计数的最大长度为：216=65536，即在规定时间（100ms）内外部脉冲 个数不超过65536。要计100个数时，TH0和TL0中应该装入的总数是 65536-100=65436.，把65436对256求模的结果（65436/256=255）装 入TH0中；把65436对256求余的结果（65436/256=156）装入TL0中。
返回
按键程序
流程图： 扫描法：
开始
读P1.4口
N
K2是否按下 Y 显示操作页面等待K2,K3键按下
一般确定键盘上哪个按键按下常 用行扫描法，又称为逐行或 列扫描查询法，是一种最常 用的按键识别方法。其工作 过程可以一般分为两步：第 一步是CPU上检测键盘上是 否有键按下；第二步是识别 是哪个键按下。 判断键盘中有无键按下需要将全 部行线（本设计电路按键只 有一行）置低电平，然后检 测列线的状态，只要有一列 的电平为低则表示键盘中有 键按下且闭合的键位于低电 平线与行线相交叉的按键之 中，若所有列线均为高电平 则键盘中无键按下。
键盘扫描子程序
转速值计算及显 示子程序
蜂鸣器报警子程 序
系统主程序
• 主程序主要完成系统初始化功能，包 括LCD显示初始化，定时/计数器初始 化，中断开、关等功能。
流程图
开始初始化
LCD液晶显示初始化
部分主程序
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
无锡职业技术学院毕业设计（论文）题目基于单片机的霍尔转速表设计英文并列题目Design of Hall Tachometer Based on Single Chip Microcomputer院系物联网技术学院班级学生姓名学号指导老师（1）职称指导老师（2）职称答辩委员会主任钱晓忠主答辩人二零一八年四月基于单片机的霍尔转速表设计摘要：时代在进步，科技在发展，单片机技术的应用也得到广泛运用。
本文中我采用了AT89C51单片机和霍尔传感器来测量转速，随着单片机应用的发展，对脉冲信号的处理能力越来越强。
数字化系统的增强，旋转测量系统已经可以全数字化。
这个系统通过各个方案的对比，我决定采用霍尔传感器，AT89C51单片机和LED显示。
画出了各个部分的电路图，最后对系统做了程序设计并进行了分析。
该项目完成了软件和硬件系统的设计，实现了旋转测量系统的测量、转速的计算与显示、键盘的启动和停止功能，并完成了程序的要求设计。
关键词：51单片机；转速测量；霍尔传感器Speed measurement of Holzer sensor based on single chipmicrocomputerAbstract：With the progress of the times and the development of science and technology, the application of single chip technology has also been widely used. In this paper, I used AT89C51 microcontroller and Holzer sensor to measure the speed. With the development of MCU application, the processing ability of pulse signal is becoming stronger and stronger. With the enhancement of digital system, the rotation measuring system has been digitalized. Through comparison of various schemes, the system decided to use Holzer sensor, A T89C51 microcontroller and LED display. The circuit diagram of each part is drawn. Finally, the system is programmed and analyzed.The project completed the design of the software and hardware system, realized the measurement of the rotating measuring system, the calculation and display of the speed, the starting and stopping functions of the keyboard, and completed the requirements of the program. Design。
Keywords :monolithic integrated circuits; speeds measure; Hall element目录第一章绪论 (1)1.1本课题研究意义 (1)1.2转速测量在国内外的研究 (1)1.3课题研究的内容 (2)第二章转速测量系统的总体方案 (3)2.1转速测量的一般方法 (3)2.2硬件的总体思路 (3)2.3软件设计思路 (4)第三章系统硬件设计 (5)3.1转速测量原理 (5)3.1.1测频法"M法" (5)3.1.2测周期法"T法" (6)3.1.3测频测周法M/T法 (6)3.1.4误差和精度分析 (7)3.1.5"T法"测量误差分析 (8)3.2 转速测量传感器的比较和选用 (8)3.2.1开关型霍尔传感器用于测转速 (8)3.2.2对射式红外传感器用于测转速 (9)3.2.3开关型霍尔元件 (10)3.2.4霍尔传感器的应用 (11)3.2.5 UGN3144霍尔开关元件 (11)3.3反射式转速测量系统的硬件设计 (13)3.3.1 AT89C51单片机的性能和特点 (13)3.3.2 Arduino微处理器的性能和特点 (14)3.3.3 控制电路处理器的比较和选用 (16)3.3.4复位电路 (16)3.3.5 时钟电路 (17)3.3.6显示电路系统方案的选择 (18)3.3.7 HD7279接口 (21)3.3.8键盘电路 (24)第四章系统软件设计 (25)4.1单片机的总体设计思路 (25)4.2单片机转速设计思路过程 (26)4.2.1单片机速度计算程序 (27)4.2.2 2—10进制的程序 (28)4.2.3 显示程序 (28)第五章硬件调试 (31)5.1硬件调试 (31)第六章总结与致谢 (32)参考文献 (34)附录 (35)第一章绪论1.1本课题研究意义随着科学技术的改进,尤其是单片机技术的应用,全数字测量速度系统因其功能强大、成本低而得到了广泛的应用。
使用传统的接触式测量器、时钟旋转速度等已被忽略;并利用已知的频闪和测量方法测量轴速同步闪速测量仪,接触式的仪容还是一如既往的。
应用程序降到下一个地位。
以下是非接触电子或数字测量器。
这种速度大多具备体积小,轻分量,能精确地读,便利,容易完成电脑的画面显示和印刷输入。
能够反映延续变速均匀速度测定发动机稳固形态,也可以用来测量刹时转速在这个特定的工夫距离足够小的情况下。
利用速度测定的运用,科学技术的教育,民间产品普遍往往成为产品和系统的核心区域,集中在各种参数的集中运用中但作为一个一般的速度测量系统应用在国民经济的有重要的意义。
1.2转速测量在国内外的研究速度是能量设备和动态力学性能测试的重要特征参数,因为功率机的许多特性参数都基于其功能和速度来确定,如置换压缩机、轴功率而发动机输入功率等,与振动、能源机械、管路气体脉动的部件磨损、速度有很重要关联。
测量速度有多种方法,测量仪器种类繁多,传统的测量发动机转速的措施,用电光测量仪测定引擎的转速。
这样测量时,光标纸必须贴在引擎轴上。
同时要求测量员在很短的范围内控制测速器和游标纸之间的距离,所以测量是非常不方便的,以往使用的接触式测量仪,如离心转速计、磁转速计、微型发电机转速计和时钟定时转速计等,已被忽视;而利用已知的频率闪光和测量方法测量轴速同步闪速仪,非接触式仪器仍然存在。
应用,而且降级为二级状态。
以下是非接触式电子和数字测量仪器。
该速度具有小型、轻量、读数准确、方便、计算机屏幕显示和印刷输出等优点。
能反映连续转速变化,可表示发动机稳定状态的速度确定,它也可以用来测量在一个足够小的时间间隔的瞬时速度。
测速应用系统普遍运用于工业生产、科学技术教育、百姓用电等各个领域。
所有的参数都集中在不同的应用程序中。
不仅方便了人们的生活而且提高了经济的水平。
1.3课题研究的内容1.对速度测量理论进行了详细的分析。
对三种方法("T"法、频率测量法"m"法、周期性频率"m/T"测量方法)的速度特性进行了定性比较,并在高、中、低速条件下对其适用性进行了分析。
在结合了相关计算和准确度的情况下我才用了"m"法来阐述转速测量的原理。
2.用所学对单片机的了解和原理的分析,决定采用电机的方法测量完成了硬件系统的构成。
3.依据设计办法,建立了单片机定时器/计数器,设计并解释了"M "方法中定时/计数器的性能和用法,4.通过计算来显示程序,画出主程序的步骤,对系统的控制进行设计,写出源程序的代码。
第二章 转速测量系统的总体方案2.1转速测量的一般方法转速测量方法有很多主要如下图，图1显示测量图。
图1转速测量框图2.2硬件的总体思路通过对设计整体要求,按照所学知识结构,运用相关的器材零件,在原理图上进行操作,速度是过程中使用的参数。
这种方法在现代科学技术发展的准确性和范围上并不适用。
数字测量系统广泛被使用着,在测量范围内,测量精度大幅提高。
测速系统主要由霍尔传感器、单片机和显示器、键盘电路组成。
传感器UGN 3144霍尔传感器将速度转换为脉冲数。
利用集成的霍尔元件,脉冲信号可以直接放置在单片机、STC89C 51单片机中,利用动态LED 显示的7段数码管显示,用该系统进行，如下框图2。
采用电源作为双电源,将继电器驱动器及其外围电路与电源完全分开。
光耦合器被用于传输信号。
这个方法虽然不能如单电源的电源方便,但是可以消除继电器作业的干扰,进一步提高了系统的稳定性。
转速信号拾取 整形 倍频 单 片机 显示 接口 芯片 显示键盘驱动电路图2 转速测量系统的总体框图2.3软件设计思路软件需要解决的设置定时器0的数量和外部中断0,因为测量的速度范围很大,所以低速和高速都考虑进去,关键在于实现四个字节的程序除了三个字节。
显示部分。
一个二进制到十进制转换程序是必需的。
一个程序转换成一个未压缩的BCD 可以通过调用一个查找程序来发送到显示。
软件工作流:霍尔传感器利用磁电效应产生周期性脉冲。
中断信号被发送到微控制器的外部中断0(P3.2)端口。
计时器在内部计时。
Th0和TL0的初始值为0。
除数的下两个字节。
软件记录器的中断和定时器0的数目作为除数。
字节。
中断之后。
内部存储器值被读取为除数。
调用除法程序计算速度。
然后,使用一系列二进制数变换来调用表显示程序。
该程序显示在LED 上。
速度部分软件设计概念:STC89C51微控制器P3.2端口接收传感器信号。
一个外部中断服务程序INT0被写入读取数字值的3个字节。
0计数的初始值被重置为下一个计数和计算。
2字节的二进制-3字节(bcd)转换器bcd 被启动。
然后,将10进转换成非压缩的bcd 程序。
最后的呼叫启动程序被发送到显示器。
该软件的详细设计将在接下来的章节中详细介绍。
传感器电路显示 驱动电路STC89C51单片机 时钟电路键盘电路 复位电路第三章 系统硬件设计3.1转速测量原理3.1.1测频法"M 法"在必要的测量时间t 内,测量由脉冲发生器产生的脉冲数,以测量M1的速度。
如图3所示:图3“M ”法测量转速脉冲 在时间t 中,转向轴的弧度为Y,速度S 可以从底部反射。