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1、霍尔测速测速是工农业生产中经常遇到的问题，学会使用单片机技术设计测速仪表具有很重要的意义。要测速，首先要解决是采样的问题。在使用模拟技术制作测速表时，常用测速发电机的方法，即将测速发电机的转轴与待测轴相连，测速发电机的电压高低反映了转速的高低。使用单片机进行测速，可以使用简单的脉冲计数法。只要转轴每旋转一周，产生一个或固定的多个脉冲，并将脉冲送入单片机中进行计数，即可获得转速的信息。下面以常见的玩具电机作为测速对象，用CS3020设计信号获取电路，通过电压比较器实现计数脉冲的输出，既可在单片机实验箱进行转速测量，也可直接将输出接到频率计或脉冲计数器，得到单位时间内的脉冲数，进行换算即可得电机转
2、速。这样可少用硬件，不需编程，但仅是对霍尔传感器测速应用的验证。1脉冲信号的获得霍尔传感器是对磁敏感的传感元件，常用于开关信号采集的有CS3020、CS3040等，这种传感器是一个3端器件，外形与三极管相似，只要接上电源、地，即可工作，输岀通常是集电极开路（0C）门输岀，工作电压范围宽，使用非常方便。如图1所示是CS3020的外形图，将有字面对准自己，三根引脚从左向右分别是Vcc，地，输岀。图1CS3020外形图使用霍尔传感器获得脉冲信号，其机械结构也可以做得较为简单，只要在转轴的圆周上粘上一粒磁钢，让霍尔开关靠近磁钢，就有信号输出，转轴旋转时，就会不断地产生脉冲信号输出。如果在圆周上粘上多粒
3、磁钢，可以实现旋转一周，获得多个脉冲输岀。在粘磁钢时要注意，霍尔传感器对磁场方向敏感，粘之前可以先手动接近一下传感器，如果没有信号输出，可以换一个方向再试。这种传感器不怕灰尘、油污，在工业现场应用广泛。2硬件电路设计测速的方法决定了测速信号的硬件连接，测速实际上就是测频，因此，频率测量的一些原则同样适用于测速。通常可以用计数法、测脉宽法和等精度法来进行测试。所谓计数法，就是给定一个闸门时间，在闸门时间内计数输入的脉冲个数；测脉宽法是利用待测信号的脉宽来控制计数门，对一个高精度的高频计数信号进行计数。由于闸门与被测信号不能同步，因此，这两种方法都存在1误差的问题，第一种方法适用于信号频率高时使用
4、，第二种方法则在信号频率低时使用。等精度法则对高、低频信号都有很好的适应性。图2是测速电路的信号获取部分，在电源输入端并联电容C2用来滤去电源尖啸，使霍尔元件稳定工作。HG表示霍尔元件，采用CS3020,在霍尔元件输岀端（引脚3）与地并联电容C3滤去波形尖峰，再接一个上拉电阻R2,然后将其接入LM324的引脚3。用LM324构成一个电压比较器，将霍尔元件输岀电压与电位器Qi比较得岀高低电平信号给单片机读取。C4用于波形整形，以保证获得良好数字信号。LED便于观察，当比较器输岀高电平时不亮，低电平时亮。微型电机M可采用型，通过电位器Qi分压，实现提高或降低电机转速的目的。G电容使电机的速度不会产
5、生突变，因为电容能存储电荷。电压比较器的功能：比较两个电压的大小（用输岀电压的高或低电平，表示两个输入电压的大小关系）：当+”输入端电压高于一”输入端时，电压比较器输岀为高电平；当+”输入端电压低于一”输入端时，电压比较器输岀为低电平；比较器还有整形的作用，利用这一特点可使单片机获得良好稳定的输出信号，不至于丢失信号，能提高测速的精确性和稳定性。图.2测速电路原理图3测速程序测量转速，使用霍尔传感器，被测轴安装有i只磁钢，即转轴每转一周，产生i个脉冲，要求将转速值（转/分）显示在数码管上。用c语言编制的程序如下：/硬件：老版STC实验版/P3-5口接转速脉冲#inelude/单片机内部专用寄存
6、器定义#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint/数据类型的宏定义ucharcodeLK10=0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,;/数码管09的字型码/位选码ucharLK14=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7;uintdataz,counter;/定义无符号整型全局变量lk/=voidinit(void)/定义名为init的初始化子函数/init子函数开始，分别赋值TMOD=0X51;/GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0计数器T1定时器T0/0TH1=0;/计数
7、器初始值定时器t0定时50msTL1=0;TH0=-(50000/256);/TL0=-(50000%256);EA=1;/IE=0X00;/EA-ET1ESET1EX1ET0EX0ET0=1;TR1=1;TR0=1;TF0=1;/10000010/=voiddelay(uintk)/延时程序uintdatai,j;for(i=0;ik;i+)for(;j121;j+);voiddisplay(void)/数码管显示P1=LKz/1000;P2=LK10;delay(10);P1=LK(z/100)%10;P2=LK11;delay(10);P1=LK(z%100)/10;P2=LK12;de
8、lay(10);P1=LKz%10;P2=LK13;delay(10);/=voidmain(void)uinttemp1,temp2;init();/主程序开始/调用init初始化子函数for(;)/读出计数器值并转化为十进制temp1=TL1;temp2=TH1;counter=(temp28)+temp1;/z=counter;display();/无限循环语句结束/主程序结束/=/uintchushi=60;voidtimer0(void)interrupt1using1TH0=-(50000/256);/TL0=-(50000%256);/chushi-;/if(chushi=0)z
9、=counter/0.5;/TH0=0;/TL1=0;定时器t0定时50ms读出速度每50MS清一次定时器霍尔测速测速是工农业生产中经常遇到的问题，学会使用单片机技术设计测速仪表具有很重要的意义。要测速，首先要解决是采样的问题。在使用模拟技术制作测速表时，常用测速发电机的方法，即将测速发电机的转轴与待测轴相连，测速发电机的电压高低反映了转速的高低。使用单片机进行测速，可以使用简单的脉冲计数法。只要转轴每旋转一周，产生一个或固定的多个脉冲，并将脉冲送入单片机中进行计数，即可获得转速的信息。下面以常见的玩具电机作为测速对象，用CS3020设计信号获取电路，通过电压比较器实现计数脉冲的输出，既可在单
10、片机实验箱进行转速测量，也可直接将输出接到频率计或脉冲计数器，得到单位时间内的脉冲数，进行换算即可得电机转速。这样可少用硬件，不需编程，但仅是对霍尔传感器测速应用的验证。1脉冲信号的获得霍尔传感器是对磁敏感的传感元件，常用于开关信号采集的有CS3020、CS3040等，这种传感器是一个3端器件，外形与三极管相似，只要接上电源、地，即可工作，输出通常是集电极开路（0C）门输岀，工作电压范围宽，使用非常方便。如图1所示是CS3020的外形图，将有字面对准自己，三根引脚从左向右分别是Vcc，地，输岀。0图1CS3020外形图使用霍尔传感器获得脉冲信号，其机械结构也可以做得较为简单，只要在转轴的圆周上
11、粘上一粒磁钢，让霍尔开关靠近磁钢，就有信号输出，转轴旋转时，就会不断地产生脉冲信号输出。如果在圆周上粘上多粒磁钢，可以实现旋转一周，获得多个脉冲输岀。在粘磁钢时要注意，霍尔传感器对磁场方向敏感，粘之前可以先手动接近一下传感器，如果没有信号输出，可以换一个方向再试。这种传感器不怕灰尘、油污，在工业现场应用广泛。2硬件电路设计测速的方法决定了测速信号的硬件连接，测速实际上就是测频，因此，频率测量的一些原则同样适用于测速。通常可以用计数法、测脉宽法和等精度法来进行测试。所谓计数法，就是给定一个闸门时间，在闸门时间内计数输入的脉冲个数；测脉宽法是利用待测信号的脉宽来控制计数门，对一个高精度的高频计数信
12、号进行计数。由于闸门与被测信号不能同步，因此，这两种方法都存在i误差的问题，第一种方法适用于信号频率高时使用，第二种方法则在信号频率低时使用。等精度法则对高、低频信号都有很好的适应性。图2是测速电路的信号获取部分，在电源输入端并联电容G用来滤去电源尖啸，使霍尔元件稳定工作。HG表示霍尔元件，采用CS3020,在霍尔元件输岀端（引脚3）与地并联电容C3滤去波形尖峰，再接一个上拉电阻R,然后将其接入LM324的引脚3。用LM324构成一个电压比较器，将霍尔元件输岀电压与电位器Qi比较得岀高低电平信号给单片机读取。C4用于波形整形，以保证获得良好数字信号。LED便于观察，当比较器输岀高电平时不亮，低
13、电平时亮。微型电机M可采用型，通过电位器Ri分压，实现提高或降低电机转速的目的。C电容使电机的速度不会产生突变，因为电容能存储电荷。电压比较器的功能：比较两个电压的大小（用输岀电压的高或低电平，表示两个输入电压的大小关系）：当+”输入端电压高于一”输入端时，电压比较器输岀为高电平；当+”输入端电压低于一”输入端时，电压比较器输岀为低电平；比较器还有整形的作用，利用这一特点可使单片机获得良好稳定的输出信号，不至于丢失信号，能提高测速的精确性和稳定性。+5V图.2测速电路原理图3测速程序1个脉冲，要测量转速，使用霍尔传感器，被测轴安装有i只磁钢，即转轴每转一周，产生求将转速值（转/分）显示在数码管
14、上。用c语言编制的程序如下：/硬件：老版STC实验版/P3-5口接转速脉冲#inelude/单片机内部专用寄存器定义#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint/数据类型的宏定义ucharcodeLK10=0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,;/09的字型码ucharLK14=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7;uintdataz,counter;/定义无符号整型全局变量Ik/=voidinit(void)/定义名为init的初始化子函数/initTMOD=OX51;子函数开始，分别赋值/GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0计数器数码管/位选码T1定时器T0/0101TH1=0;/TL1=0;TH0=-(50000/256);/TL0=-(50000%256);0001计数器初始值定时器t0定时50msEA=1;/IE=0X00;/EA-ET1ESET1EX1ET0EX0/100
