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 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 AT89C51 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

2、，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。 总之，本课题完成了硬件和软件系统的设计，实现了转速测量系统的测量，转速计算、 显示功能，同时实现键盘的开始/停止功能，完成了设计的要求。 关键词: 单片机, 转速测量, 霍尔传感器 目录 1 绪论 1 1.1 课题研究的目的和意义 1 1.2 转速测量在国内外的研究 1 2 转速测量系统的总体方案 2 2.1 转速测量的一般方法 . 2 2.2 硬件设计总体方案 4 2.3 软件设计思路 5 3 系统硬件设计 5 3.1 转速测

3、量原理 6 3.1.1 测频法“M 法 . 6 3.1.2 测周期法“T 法” 7 3.1.3 测频测周法“M/T 法” 7 3.1.4 转速测量系统中应用的方法 . 8 3.2 霍尔传感器的简介 9 3.2.1 霍尔效应 . 9 3.2.2 霍尔元件 . 12 3.2.3 UGN3144 霍尔开关元件. 13 3.3 单片机及其接口的设计 15 3.3.1 AT89C51 单片机的简介 15 3.3.2 复位电路 . 18 3.3.3 时钟电路 . 19 3.3.4 显示电路 . 20 3.3.5 HD7279 接口 22 3.3.6 键盘电路 . 25 4 系统软件设计 25 4.1 单片

4、机转速程序设计思路及过程 25 4.1.1 单片机程序设计思路 . 26 4.2 子程序设计 27 4.2.1 单片机转速计算程序 . 27 4.2.2 二-十进制转换程序 27 4.2.3 显示程序 . 28 5 转速测量系统的转速分析 30 5.1 测速范围 30 5.2 测量误差 31 结论 33 致谢 34 参考文献 35 附录 1 . 36 附录 2 . 37 1 绪论 1.1 课题研究的目的和意义 随着超大规模集成电路技术提高，尤其是单片机应用技术以其功能强大，价格低廉 的显著特点，使全数字化测量转速系统得以广泛应用。由于单片机在测量转速方面具有 体积小、性能强、成本低的特点，越来越受到企业用户的青睐。转速是工程中应用非常 广泛的一个参数，其测量方法较多，而模拟量的采集和模拟处理一直是转速测量的主要 方法，这种测量方技术已不能适应现代科技发展的要求，在测量范围和测量精度上，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