1、 电控学院电控学院 传感器课程设计传感器课程设计 院 （系） ： 电气与控制工程学院 专业班级： 10 级测控 2班 姓 名： 学 号： 指导教师： 2013 年 1 月 3 日 目录目录 1.1.任务任务 . 1 2.2.原理原理 . 1 2.1 测速原理测速原理 . 1 2.22.2 组成及框图：组成及框图： . 1 2.32.3 应用：应用： 2 3.3.内容内容 . 2 3.13.1 电路图电路图 2 3.23.2 器件选择器件选择 2 3.2.1 3.2.1 单片机单片机 2 3.2.2 LED3.2.2 LED 3 3.2.33.2.3 霍尔传感器霍尔传感器 4 3.33.3 参数
2、计算参数计算 6 4.4.心得体会心得体会 8 1 霍尔元件测速电路霍尔元件测速电路 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。 数字式通常采用电磁编码器，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，霍尔元件采集信号的智能化转速测量 仪。电机在运行过程中，通过霍尔测速元件的开关性能，每次转过一圈，输出一 个高电平，再通过单片机的计数功能，将
3、单位时间的高电平数记录下来，这样就 可以通过单片机来测量电机的转速，同时通过数码管予以显示。 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、及 RS232 构成。详细介绍了单片机的测量转速系统，充分发挥了单片机的性能。本 文重点是利用霍尔元件 3144 测量速度并通过单片机显示在 6 位 LED 数码管上。 其优点是硬件电路简单，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。 1.1.任务任务 通过 AT89C51 单片机接收霍尔传感器传来的脉冲信号,单片机根据外部中 断，以及内部定时器进行记数计算出电机转速送到 LED。 2.2.原理原理
4、 2.1 测速原理测速原理 霍尔传感器检测转速示意图如图 2-1 所示。 在非磁材料的圆盘边上粘贴一块 磁钢, 霍尔传感器固定在圆盘外缘附近。 圆盘每转动一圈, 霍尔传感器便输出一 个脉冲。通过单片机测量产生脉冲的频率,就可以得出圆盘的转速.。同样道理, 根据圆盘(车轮)的转速,再结合 圆盘的周长就是计算出物体的位移。 如果要增 加 测量位移的精度,可以在圆盘(车轮)上多增加几个磁钢.。 备注:当没有信号产 生时,可以改变一 下磁钢的方向,霍尔对磁钢方向有要求。没有磁钢时输出高电 平,有磁钢时 输出低电平。 图 2-1 测速原理图 2.22.2 组成及框图：组成及框图： 2 传感器电路、转速测
5、量、LED 显示、电平转换电路设计等将在以下章节作详 细地设计。 图 2-2 原理框图 2.32.3 应用：应用： 从实用的角度看，评价一个系统实用价值的重要标准，就是这个系统对社会 生活和科技观念有多大的贡献。转速测量系统具有大范围、高精度等优点、测量 速度快，这种系统将会有良好的应用。 3.3.内容内容 3.13.1 电路图电路图 图 3-1 电路原理图 原理介绍：当磁铁通过霍尔元件时则霍尔输出高电平，没磁时是低电平，所以可 以通过单片机让它计数，再通过数码管显示。 3.23.2 器件选择器件选择 3.2.1 3.2.1 单片机单片机 根据系统功能要求以及单片机硬件电路设计思路（如图31）
6、对单片机模块 进行设计，要使单片机准确的测量电机转速，并且使测出的数据能显示出来，所 以整个单片机部分分为传感器电路、时钟电路、复位电路、执行元件以及显示电 电机 霍尔传 感器 数码管 显示 单片机 3 路五个部分。 单片机我们采用 AT89C51(其引脚图如图 31)，相较于 INTEL 公司的 8051 它本身带有一定的优点。AT89C51 是一种带 4K 字节闪烁可编程可擦除只读存贮 器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压， 高性能 CMOS 8 位微处理器，俗称单片机。该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储 器制造技术制造，与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功 能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的 AT89C51 是一种高效微控 制器， AT89C 单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 图 3-2
