霍尔传感器组成的转速测量电路

1、1课程任务设计书一、主要内容转速是发动机的重要工作参数，也是其他参数计算的重要依据。 针对工业上常见的发电机设计了以单片机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。该系统要能满足发动机 转速测量要求。二、基本要求实现基本功能完成3000字设计报告画出电路图发挥部分，设计超速报警，完成信号传输。三、主要技术指标测量范围06000r/min精度 5r/min工作电压5V12V工作电流低于500mA工作环境 温度-60C65C四、收集的资料霍尔元件原理与应用显示元件原理数据采样整理单元2概述2.1系统组成（一）系统组成及工作原理1.1测速器件在测量电机转速时我们从采用了电磁感应

2、式传感器。当电机转动 时，带动传感器。这种传感器可以将转速信号转变成一个对应频率的 脉冲信号输出，经过信号处理后输出到计数器。脉冲信号的频率与电 机的转速是一种线性的正比关系，因此对电机转速的测量，实质上是 对脉冲信号的频率的测量。利用STC89C51单片机的输入捕捉功能， 可得到相邻的两个上升沿的时间差T，即转速N=2H/T（rad/s）。1.2信号处理部分信号预处理电路包含待测信号放大、波形变换、波形整形电路等 部分，其中放大器实现对待测信号的放大，降低对待测信号的幅度要 求，实现对小信号的测量；通过比较器使霍尔元件传感器产生的模拟 信号转换成电压信号。1.3处理器计数部分利用STC89C

3、51单片机的输入捕捉功能，可得到相邻的两个上升 沿的时间差，从而计算出转速。1.4显示部分通过晶体管显示测得的转速。（二）转速测量系统组成框图系统由霍尔元件传感器、信号预处理电路、处理器、显示器等部 分组成。传感器部分采用霍尔传感器，负责将电机的转速转化为脉冲 信号。信号预处理电路包含待测信号放大、波形变换、波形整形电路 等部分，其中放大器实现对待测信号的放大，降低对待测信号的幅度 要求，实现对小信号的测量；通过比较器使霍尔元件传感器产生的模 拟信号转换成电压信号。处理器采用STC89C51单片机，显示器采 用8位LED数码管动态显示。系统组成框图如图所示。转速测量系统组成框图（三）系统原理设

4、计VCC转速测量系统安装图2.2霍尔传感器的原理 霍尔效应如图1所示，在半导体薄片两端通以控制电流I，并在薄片的垂 直方向施加磁感应强度为B的匀强磁场，则在垂直于电流和磁场的方 向上，将产生电势差为uh的霍尔电压，邛=应 它们之间的关系为点 。式中d为薄片的厚度，k称为霍尔系数，它的大小与薄片的材料有关。上述效应称为霍尔效应，它是德国物理学家霍尔于1879年研 究载流导体在磁场中受力的性质时发现的。霍尔传感器就是利用霍尔效应制作的传感器。3霍尔传感器测速系统的单元电路3.1由OH713组成的测速电路图Ti： *C4 *=TVO*1V.恣：A:】11 、丁3.2霍尔传感器OH713OH713电路

5、内部由反向电压保护器、电压调整器，霍尔电压发生 器，差分放大器，史密特触发器和集电极开路输出级组成，能将变化 的磁场讯号转换成数字电压输出。极限参数：（T25C）电源电压V4.5-24VCC输出负载电流I25mAO工作温度范围T-4085CA 贮存温度范围T-55150CS 功能方框图:Pin3.VoutPin2.GND功能方框图:Pin3.VoutPin2.GND4霍尔传感器的硬件电路设计4.1整个测速原理图rl?iTF pslsiKTEn.i ，i rasrrir 15,XuTDM L03 vnF1J4.1整个测速原理图rl?iTF pslsiKTEn.i ，i rasrrir 15,Xu

6、TDM L03 vnF1JpaxiWm rMtmi mapj;iPl X M.i rmE2JL诉 TMJMdRZJ9LKE3ER*F.+L.IEIQL3LM1ALE reedPFJJWE rOJIADTH3TKUUMn-LLU-aKTai2MUMKl1laiOUWMX1XLI:一龄喜=杳 i=i=Ehhmfe.4.2各个硬件所对应的功能4.P1 口是显示部分，将单片机内部的信号经过数码管显示出来;P3.0开始按钮；P3.1重新测试按钮；5基于霍尔传感器测速系统的软件设计5.1软件流程图5.2程序设计#include#include #include#define D P1 sbit start

7、=P30;sbit reset=P31;sbit alarm=P07;sbit wei=P21;sbit duan=P20;unsigned char location = 0 xff,0 xfe,0 xfd,0 xfb,0 xf7;unsignedchartable = 0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f ;unsigned char Temp4;/业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业 /* 延时函数ms个ms业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业

8、业业业业业业/ * void delay(unsigned ms) unsigned x,y;for(x=ms;x0;x-)for(y=110;y0;y-);/业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业 /* 单个字符显示函数/业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业* void char_print(int e,int j)wei=0;duan=0;D=locatione;wei=1;wei=0;D=j;duan=1;duan=0;/业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业* 分离函数

9、，将分离出来的各位数字保存到数组中去/业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业*void display(unsigned int x)Temp0= tablex%10;Temp1= tablex/10%10;Temp2=tablex/100%10;Temp3=tablex/1000%10;/业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业 /* 定时器初始化业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业/ *void init_timer(void) EA=0;void init_timer(void) EA=0;

10、TCON=0 x0;器；TMOD=0 x51;TH0=0 x15;TL0=0 xa0;/禁止所有中断/关闭T0定时器；T1计数/都处于方式1,/ 定时 0.06s/业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业 *显示初始化业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业/ * void init_display()wei=0;duan=0;D=0 x3f;duan=1;delay(2);duan=0;D=0 x7;wei=1;delay(2);wei=0;/业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业 /*定时函数12svoi

11、d time(void) int n;/for(n=200;n=0;n-) init_timer();TR0=1;while(!TF0) ;TR0=0;TF0=0;void main(void) unsigned int count;P1=0 xff;while(1) alarm=1;/这个和硬件有关flag=0;TH1=0 x0;/计数器初值TL1=0 x0;init_display();init_timer();while(1) while(!flag) if(start=0) flag=1;/启动按钮；需要定义else continue;flag=0;/参数恢复TR1=1;/开始计数ti

12、me();/TR0=0;count=(TH16000)int g;for(g=50;g=0;g-)alarm=alarm;/提前定义，与硬件有关;报警delay(20);/else while(reset)/提前定义，停止位 char_print(1,Temp0);delay(2);char_print(2,Temp1);delay(2);char_print(3,Temp2);delay(2);char_print(4,Temp3);delay(2);break;一、要学会搜集和查阅资料。对我们接触的许多东西，我们可能 没有学过的，甚至没有见到过的，我们要学会从各种渠道去搜集关于 这个方面的知识，去学习它，知道可以应用它。二、如何完成一个任务。对于我们接触到一个任务时，我们要学 会对这个任务进行转化，转化到我们所熟悉的知识上来。三、对于我们在做设计发现的问