基于霍尔传感器的计数器毕业论文.doc

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，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。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。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。 本次实验是要利用霍尔传感器来测量转速。由磁场的变化来使霍尔传感器产生脉冲，由单片机计数，经过数据计算转化成所测转速，再由数码管显示出来。 目 录 一 、设计目的 1 二、设计任务与要求 1 2.1设计任务 1 2.2设计要求 1 三、设计步骤及原理分析 2 3.1设计方法 3 3.2设计步骤 5 3.3设计原理分析 7 四、课程设计小结与体会 8 五、参考文献 9  设计目的 利用强磁铁与霍尔元件组成测试转体转速的测量电路，包括计数与显示电路。 二 、设计任务与要求 2.1设计要求 1. 实现基本功能 2．完成3000字设计报告 3. 画出电路图 4. 发挥部分，设计超速报警，完成信号传输。 2.2设计任务 利用强磁铁与霍尔原件组成测试专题转速的测量电路，实现转体转速的计数和显示。 2.3主要技术指标（或研究方法） 测量范围 —6000r/min 精 度 ±5r/min 工作电压 5V～12V 工作电流 工作环境 温度-60～ 三.设计步骤及原理分析 3.1设计方法 在测量电机转速时我们从采用了电磁感应式传感器。当电机转动时，带动传感器。这种传感器可以将转速信号转变成一个对应频率的脉冲信号输出，经过信号处理后输出到计数器。脉冲信号的频率与电机的转速是一种线性的正比关系，因此对电机转速的测量，实质上是对脉冲信号的频率的测量。 本课题采是以STC89C52单片机为核心将处理好的信号经过数据处理转换成所测得的实际十进制信号的系统。系统硬件原理框图如图2-1： 系统框图原理如图2-1所示，系统由传感器、信号处理、显示电路和系统软件等部分组成。传感器采用霍尔传感器，负责将转速转化为脉冲信号。信号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；波形变换和波形整形电路实现把正负交变的信号波形变换成可被单片机接受的TTL/CMOS兼容信号。 处理器采用STC89C52单片机，显示器采用8位LED数码管动态显示。 3.2设计步骤 计数脉冲输入 T0 T1 P0 P1 P2 P3 TXD RXD 中断输入 图3.1 STC89C52单片机结构框图 3.2.1 霍尔传感器选型 霍尔效应自1879年被美国物理学家爱德文·霍尔发现至今已有100多年的历史，但直到20世纪50年代，由于微电子学的发展，才被重视和开发，现在，已发展成一个品牌多样的传感器产品族，并得到广泛的应用。 霍尔传感器是对磁敏感的传感元件，由磁钢、霍耳元件等组成。测量系统的转速传感器选用OH137的霍尔传感器。 3.2.2开关霍尔传感器的性能分析 OH137霍尔开关电路由反向电压保护器、电压调整器，霍尔电压发生器，差分放大器，史密特触发器和集电极开路输出级组成，能将变化的磁场讯号转换成数字电压输出。 产品特点灵敏度、可和各种逻辑电路直接接口 无触点开关、 典型应用领域：直流无刷电机 极限参数（25℃） 电源电压VCC···························4.5-24V 输出负载电流IO···················25mA 工作温度范围TA ···············-0～85℃ 贮存温度范围TS ················-55～150℃ 电特性TA=25℃ 参 数 符号 测试条件 量 值 单位 最小 典型 最大 电源电压 V 4.5 - 24 V 输出低电平电压 V Vcc=4.5V, RL=2KΩ，B≥BOP - 200 400 mV 输出电流 I Vout=Vccmax，B≤BRP - 10 μA 电源电流 ICC VCC= - 3 5 mA 输出上升时间 t Vcc=1