电机转速仪设计电机转速仪设计.doc

单片机原理与应用技术 课程设计报告（论文） 电机转速仪设计 专业班级： 应教121 姓　　名： 王华 时 间：2014、12、22——2015、1、9 指导教师： 宋长源 李晓娟 2015年 月 日 图1方框图 3 设计原理分析 3.1 信号采集电路的设计 3.1.1霍尔传感器A04E 图2 霍尔元件 霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器，已发展成一个品种多样的磁传感器产品族，并已得到广泛应用。霍尔元件是一种磁传感器。要他们可以检测磁场及其变化，可以在各种与磁场有关的场合中。霍尔器件以霍尔效应为其工作基础。 使用霍尔器件检测磁场的方法极为简单，将霍尔器件做成各种形式的探头，放在被测磁场中，因霍尔器件只对垂直于霍尔片表面的磁感应强度敏感，因而必须令磁力线和器件表面垂直，通电后即可由输出电压得到被测磁场的磁感应强度。若不垂直，则应求出其垂直分量来计算被测磁场的磁感应强度值。而且，因霍尔元件的尺寸极小，可以进行多点检测，由计算机进行数据处理，可以得到场的分布状态，并可对狭缝，小孔中的磁场进行检测用磁场作为被传感物体的运动和位置信息载体时，一般采用永久磁钢来产生工作磁场。 3.1.2转速测量原理? 本次课程设计的转速长期测量系统是预先在轴上安装一个有6?磁钢的测速齿盘,用变磁阻式或电涡流式传感器获得一转6?倍转速脉冲,再用测频的办法实现转速测量。转速测量系统采用霍尔传感器,从转盘上预先粘贴的六个标志上获得一转六个转速脉冲,随后利用测频方法实现转速测量。即通过霍尔速度传感器,将转速信号变为电脉冲,利用微机在单位时间内对脉冲进行计数,再经过软件计算获得转速数据。即:? n=N/?(mT)??????????????????(1)? ◆n?———转速、单位:转/?分钟;?◆N?———采样时间内所计脉冲个数;?◆T———采样时间、单位:分钟;? ◆m?———每旋转一周所产生的脉冲个数(通常指测速码盘的齿数)?。?如果m=0,?那么1?秒钟内脉冲个数N就是转速n,?即:? n=N/?(mT)?=N/6×1/60=N?????(2)? ◆通常m为6。? 在对转速波动较快系统或要求动态特性好而精度高的转速测控系统中,调节周期一般很短,相应的采样周期需取得很小,使得脉冲当量增高,从而导致整个系统测量精度降低,难以满足测控要求。提高采样速率通常就要减小采样时间T,?而T?的减小会使采到的脉冲数值N?下降,导致脉冲当量(每个脉冲所代表的转速)?增高,从而使得测量精度变得粗糙。通过增加测速码盘的磁片数可以提高精度,但是码盘磁片数的增加会受到加工工艺的限制,同时会使转速测量脉冲的频率增高,频率的提升又会受到传感器中光电器或磁敏器或磁电器件最高工作频率的限制。凡此种种因素限制了常规智能转速测量方法的使用范围。? 在对转速波动较快系统或要求动态特性好而精度高的转速测控系统中,调节周期一般很短,相应的采样周期需取得很小,使得脉冲当量增高,从而导致整个系统测量精度降低,难以满足测控要求。提高采样速率通常就要减小采样时间T,?而T?的减小会使采到的脉冲数值N?下降,导致脉冲当量(每个脉冲所代表的转速)?增高,从而使得测量精度变得粗糙。通过增加测速码盘的磁片数可以提高精度,但是码盘磁片数的增加会受到加工工艺的限制,同时会使转速测量脉冲的频率增高,频率的提升又会受到传感器中光电器或磁敏器或磁电器件最高工作频率的限制。凡此种种因素限制了常规智能转速 3.2?控制电路的设计? 本次设计采用的是AT89S51单片机，用p0口作为4位一体数码管的信号输入端，以p2口后位作为位选信号输入端，以T0作为定时器，以T1作为计数器。这样设计可以充分利用AT89S51的定时计数功能，使其一边定时，一边计数。 3.2.1复位电路? AT89S51单片机复位电路是指单片机的初始化操作。单片机启运运行时，都需要先复位，其作用是使CPU和系统中其他部件处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。因而，复位是一个很重要的操作方式。但单片机本身是不能自动进行复位的，必须配合相应的外部电路才能实现。? 复位电路的基本功能是：系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销?复位信号。为可靠起见，电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号， 以防电源开关或电源插头分-合过程中引起的抖动而影响复位。 图3复位电路 3.2.2.晶振电路 晶振电路在很多电路上都要用到，主要用于一些