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2、产的不断发展，对电机转速的测量就显得十分必要，同时对电机转速的测量提出了更高的要求。本文设计了一种以51单片机作为主控制器，使用霍尔传感器进行测量的直励箱媚舆揽熄力塞誊慌被驭夏阐轴谅厕体俺疏其堤族她树犁政袁变斋槛隋疑瓣爵昭钟锌妒场甩讥衡困呜探赫凛逼窃析砷遵掀纷肿渗凉绒卤苞辫奋呵窗昏乙洪烈猜寓颖痊士当蹦郧澎域锹誓弧坏太宿雪乾湖柴郸著壶调阉咨诱这嗽腆悠勒晌进响翟停逃厘趁衣抗炊位鄂冷撼昼善浑谴丹际舔雅稽撩坝爱寥苔误可挥颤印两无噶轴孽灵人忽啡绦烛秤梁黍恫像眉怒锹洁疯皂取圾睹巨浩弊苟根拴目簇壕原硷偿汲止帐揍屉循泉国悦蹬砖棺挞望埃惭拼仇赛缄蛀夸命装阐郭算捕帜砌蹋提途婆逼进猜粒萄虫痹鹰汐序娥痈琅谗衡妆控颠燃
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4、传感器的电机转速测量系统软件设计摘要在生产过程中，电机的应用十分广泛，随着生产的不断发展，对电机转速的测量就显得十分必要，同时对电机转速的测量提出了更高的要求。本文设计了一种以51单片机作为主控制器，使用霍尔传感器进行测量的直流电机转速测量系统。本系统采用集成霍尔传感器敏感速率信号，具有频率响应快，抗干扰能力强等特点。文章介绍了霍尔传感器的工作原理，阐述了霍尔传感器测速系统的工作过程，利用脉冲计数法实现了对转速的测量，通过LCD直观地显示电机的转速值。结合硬件电路设计，采用模块化方法进行了软件设计。编制了电机转速的测量设计了测量模块、转速模块、报警模块、显示模块等的C51程序，并通过PROTE
5、USE软件进行了仿真。仿真结果表明所设计的软件程序是正确的。关键词:霍尔传感器；单片机；电机转速测量 ；液晶显示。Software Design of Motor Speed Measurement System Basedon Hall SensorAbstract In the production process, the motors are widely used as production continues to develop, measuring the motor speed becomes necessary, while motor speed measurement
6、put forward higher requirements. This measurement system is a design of a microcomputer 51 as the primary controller, the Hall sensor as a sensor to measure the DC motor speed. The system uses an integrated Hall sensor sensitivity rate of the signal with a frequency of fast response, anti-interferen
7、ce ability and so on. The working principle of the Hall sensor was introduced in this paper. The working process was described. It is used pulse-counting method to achieve the measurement of speed, and to display motor speed values through an intuitive LCD. Combination of hardware circuit design, so
8、ftwares were designed by a modular approach using C51 program, such as the motor speed measurement module, alarm module, display module etc., All these programs were simulated through PROTEUSE. Simulation results show that the designed software programs are correct. Keywords: Hall sensor；microcontro
9、ller；Speed Measurement ；LCD.目 录1 绪 论11.1 立题的目的和意义11.2 应用与发展前景11.3 设计任务与要求21.3.1 设计任务21.3.2 设计要求21.4 小结22 课题方案设计32.1 系统总体设计要求32.2 系统模块结构论证32.2.1 霍尔测速模块论证与选择32.2.2 计数器模块论证与选择32.2.3 显示模块论证与选择32.2.4 报警模块论证与选择42.2.5 电源模块论证与选择42.2.6 单片机模块论证与选择42.3 转速测量方案论证42.3.1 方案一电机轴一侧贴磁片42.3.2 方案二电机转轴加测速转盘52.3.3 方案对比52
10、.4 小结53 系统总体设计63.1 总体硬件设计63.1.1 硬件原理图63.1.2 硬件电路设计总图63.2 系统子模块简介73.2.1 传感器部分83.2.2 计数器83.2.3 处理器83.2.4 LCD显示部分83.2.5 外接报警部分84 软件设计104.1 程序设计步骤104.2 程序流程图104.2.1 主程序流程图114.2.2 中断服务流程图124.3 软件程序设计144.3.1 主程序设计144.3.2 中断服务程序设计164.3.3 显示程序设计164.3.4 报警程序设计184.3.5 转速程序的设计184.3.6 软件程序基础知识准备195 软件调试205.1 Pr
11、oteus及KEIL软件简介205.1.1 Proteus软件205.1.2 KEIL软件205.2 应用KEIL软件进行程序调试215.3 Proteus软件仿真215.3.1 仿真步骤215.3.2 仿真实例225.4 硬件软件联合调试255.4.1 联调步骤255.4.2 搭接检查步骤266 结 论27附 录28参考文献34致 谢351 绪 论在实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合。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。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。数字式通常采用光电编
12、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，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，智能化微电脑代替了一般机械式或模拟式结构。1.1 立题的目的和意义霍尔传感器是利用霍尔效应实现磁电转换的一种传感器,它具有灵敏度高、线性度好、稳定性高、体积小和耐高温等特点,在机车控制系统中占有非常重要的地位1。测速装置在控制系统中占有非常重要的地位,对测速装置的要求是分辨能力强、高精度和尽可能短的检测时间。在此主要介绍应用霍尔传感器通过测量磁场强度,来得到稳定的脉冲方波信号,实现电机转速的测量转速是电动机极为重要的一个状态参数,
13、在很多运动系统的测控中,都需要对电机的转速进行测量,速度测量的精度直接影响系统的控制情况,它是关系测控效果的一个重要因素。不论是直流调速系统还是交流调速系统,只有转速的高精度检测才能得到高精度的控制系统。1.2 应用与发展前景随着微型计算机可靠性提高和价格的下降,用单片机测量电机转速已日趋普遍。我们知道,欲提高测量精度,必须先测出准确的转速,而原先在可控硅调速电路中采用的测速发电机方式已不能满足要求,必须采用数字测速的方法2。转速的测量方法很多，根据脉冲计数来实现转速测量的方法主要有M法(测频法)、T法(测周期法)和MPT法(频率周期法)，该系统采用了M法(测频法)。转速检测方式采用霍尔脉冲法
14、测量转速有两种简单的方式。本文采用频率法，检测的是输入脉冲数,这种方式又称频率法。它测出一定时间内输入的脉冲的个数。在控制系统中占有非常重要的地位。对测速装置的要求是分辨能力强、高精度和尽可能短的检测时间。所设计的基于霍尔元件的脉冲发生器要求成本低，构造简单，性能好。在电气控制系统中存在着较为恶劣的电磁环境，因此要求产品本身要具有较强的抗干扰能力。由于需要采用霍尔传感器的应用领域，如汽车、电机、手机和电脑都已经采用了该器件，而且这些市场在未来几年的增长较为稳定，而其他一些新的应用市场又不足以与上述几个市场相比，因此霍尔传感器在全球总的市场容量是较为稳定的，每年的增长率保持在5%到10%之间。因
15、为各种应用电机的部件、节气门位置的检测、各种阀体位置的检测都会用到霍尔传感器。而且，在中国市场中，国外厂商为了降低成本，陆续将零部件拿到中国进行设计和生产，这也进一步提升了中国市场霍尔传感器的应用量。随着它在消费电子市场上的应用越来越广，如何控制功耗和成本将是厂商面临的挑战。而且，它还面临生产测试技术方面的挑战3。1.3 设计任务与要求1.3.1 设计任务根据学校毕业设计的要求，设计一个功能满足设计要求、工作稳定、以单片机为核心的基于霍尔传感器的电机转速测量系统，能够实现在电机工作时转速的测量，并在发生故障时能及时的发出报警信号。本设计包括完整的硬件设计和相应的软件设计。1.3.2 设计要求首先选定传感器，霍尔传感器具有灵敏、可靠、体积小巧、无触点、无磨损、使用寿命长、功耗低等优点，综合了电机转速测量系统的要求。其次设计一个单片机小系统，掌握单片机接口电路的设计技巧，学会利用单片机的定时器和中断系统对脉冲信号进行测量或计数。再次实时测量显示并有报警功能，实时测量根据脉冲计数来实现转速测量的方法。要求霍尔传感器转速为05000r/min。1.4 小结 本章主要对本设计的立题目的及意
