【《基于51单片机的磁场测量仪的总体方案设计案例分析》1200字】

6基于51单片机的磁场测量仪的总体方案设计案例分析目录TOC\o"1-3"\h\u10745基于51单片机的磁场测量仪的总体方案设计案例分析 1152301.1实现预期目标 1259481.2硬件整体框架与理论原理 1251961.3CPU与传感器芯片的选择 2310881.3.1单片机 2202831.3.2霍尔传感器 3279071.3.3LCD显示屏 41.1实现预期目标通过霍尔传感器HAL49E对环境的磁场进行测量，将测量到的各项模拟信号进行模数转换，并将转换好的数字信号传送给单片机端，随后由单片机将数字信号进行处理并将实时数据显示到LCD液晶屏上，并与通过预先设定的对比，判断是否控制蜂鸣器报警。通过按钮的设置，还能修改当前测量所需的报警上下限值。1.2硬件整体框架与理论原理根据本实验的目标，我所设计的主要硬件系统方案框图如图2-1所示：图2-1硬件系统框图本设计的实现方法，是以HAL49E霍尔传感器为信号输入，霍尔传感器产生的模拟信号，通过ADS1115模数转换器转换为数字信号，在输入到STC89C52单片机处理器这一控制中枢中，并且通过按键还能进行人机交互实现报警范围的设置，并由LCD液晶屏显示出来。报警装置是由单片机自动控制的，当霍尔传感器所测得的磁场强度值超过所设定的报警阈值时，单片机内部烧入的程序将自动控制蜂鸣器报警。1.3CPU与传感器芯片的选择1.3.1单片机本实验选择的是STC89C52单片机，它是一种高性能的8位微控制器，以其可扩展性、可控性、低电压、低功耗、高可靠性等特点著称，该单机片采用了最经典的51单片机内核。虽然它的存储容量比较小，但可以在简单的8K字节中，直接运行在线的flash来删除数千次的字节，以达到其强大地性能。不仅如此，它还将相关的中断系统、计时器/计数器、32位I/O口线、微处理器、存储器、总线、串口、看门狗计时器等基础的功能设备设计并集成在了一个芯片上，其最高的工作频率可高达35MHz。总而言之，这些基本的特点对于这本实验来说起着重要的作用。因此，选择STC89C52作为磁场测量仪的主控芯片是最为合适的。芯片引脚图如图2-2:图2-2STC89C52引脚图1.3.2霍尔传感器此次选用的磁场测量设备是HAL49E芯片。HAL49E具体是线性、微型、实用的霍尔效应传感器，其外输讯号电平取决于添加在元件灵敏面的磁场强度，随着磁场强度改变，按照比例形式加以改变。当HAL49E处在零磁场状况的时候，它的外输电压达到了电源电压的1/2。S磁极显现于HAL49E标识面的时候，随着磁场实际强度加大，外输电压会呈现出线性提升；反之，随着磁场强度加大，N磁极会让外输电压呈现出线性下降。HAL49E存在着低噪音外输的特征，用不着再应用外部滤波。它也涵盖着薄膜式电阻，可以提升度数的精准性及平稳性。工作度数是-40°C到85°C这一范畴, 适合用在各类工业背景以及商业客户3]。实物图如图2-3所示，功能原理图如图2-4，输出电压与磁场强度曲线如图2-5。图2-3HAL49E实物图图2-4HAL49E功能原理图图2-5电压与磁场强度曲线1.3.3LCD显示屏基于带中文字库的LCD12864（具体见图2-6所示）而言，它属于2线或者3线串行、4位/8位并行的多类接口形式，引脚功用具体见表2-2所示，凸显辨别率是128×64,内部设置16*16点汉字8192个，