应用霍尔集成传感器测量转速电路设计课程设计

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1、 应用霍尔集成传感器测量转速电路设计 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 目 录 1 绪论 1 2 系统概述 1 2.1 系统组成. 1 2.2 系统设计. 2 2.3 系统工作原理. 3 2.3.1 霍尔传感器 . 3 2.3.2 转速测

2、量原理 . 3 3 系统电路设计 4 3.1 单片机电路设计. 4 3.2 脉冲产生电路设计. 7 3.3 按键电路设计. 8 3.4 数据显示电路设计. 9 3.4.1 数码管结构和显示原理 . 9 3.4.2 缓冲器 74LS244 10 3.5 稳压电源设计. 11 3.6 串口通信模块. 12 3.7 电机的调速模块 . 13 4 系统软件设计 14 5 制作调试 16 5.1 硬件调试. 16 5.2 软件调试. 17 6 测试结果分析 17 总 结 19 致 谢 20 参 考 文 献 21 附录 A 源程序. 22 1 绪论 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

3、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。要测速，首先要解决的是采样问题。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。早期直流电动机的控制均以模 拟电路为基础，采用运算放大器，非线性集成电路以及少量的数字电路组成，控制系统 的硬件部分非常复杂，功能单一，而且系统非常不灵活、调试困难。数字式通常采用光 电编码器、圆光栅、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，单片机技术的日新月异，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

4、测量方法，使得许多控制功能及算法可以采用软件技 术来完成， 智能化微电脑代替了一般机械式或模拟式结构， 并使系统能达到更高的性能。 采用单片机构成控制系统，可以节约人力资源和降低系统成本，从而有效的提高工作效 率。 直流电动机具有良好的起动、制动性能，宜于在大范围内平滑调速。测速电机的电 压高低反映了转速的高低，在许多需要调速或快速正反向电力拖动领域中得到了广泛的 应用。从控制的角度来看，直流调速还是交流拖动系统的基础。本文介绍一种用 STC89C51 单片机测量小型电动机转速的方法。系统以单片机 STC89C51 为控制核心， 用 NJK-8002D 霍尔集成传感器作为测量小型直流电机转速的检测元件，经过单片机数 据处理，用 8 位 LED 数码管动态显示小型直流电机的转速1。 2 系统概述 2.1 系统组成 系统由传感器、信号预处理电路、处理器、显示器和系统软件等部分组成。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；波