基于霍尔传感器的电机转速测量系统

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1、基于霍尔传感器的电机转速测量系统34目录1.3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52.4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

2、块简介73.2.1传感器部分83.2.2计数器83.2.3处理器83.2.4LCD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10344.2.1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205.1Proteus及KEIL软件简介205.1.1Proteus软件205.1.2KEIL软件205.2应用KEIL软件进行程序调试215.3Proteus

3、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35341.3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

4、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0～5000r/min。342课题方案设计2.1系统总体设计要求如果把霍尔传感器按预定位置有规律地布置在轨道上，当永磁体经过它时，可以从测量电路上测得脉冲信号。根据脉冲信号的分布可以测出电机速度。2.2系统模块结构论证2.2.1霍尔测速模块论证与选择方案一：采用霍尔元件传感器即霍尔片；霍尔片可分为贴片型和直插型。由于贴片型不常用，因此选择直插型。选型号为A3144的霍尔片作为霍尔测速模块的核心，该霍尔片

5、体积小，安装灵活，可用于测速，且与普通的磁钢片配套使用，价格一般为2.5~3元。方案二：采用霍尔传感器；选型号为CHV-25P/10的霍尔传感器，其额定电压为10v,输出信号5v/25mA,电源为12~15v。体积大，价格一般为40~120元之间不等。从性价比方面综合考虑因此选择方案一。2.2.2计数器模块论证与选择可以采用片外计数器和片内计数器两个方案。片外计数器的方案是指采用8253等片外的专用计数芯片进行脉冲计数，单片机控制8253的技术过程，并在技术完毕后读取计数值。片内计数方案是指采用单片机的内部计数器完成对脉冲的计数过程。使用片内的计数器的优点在于降低单片机系统的成本。每到

6、一个脉冲将会产生一个T1的计数，在T0产生的100ms中断完成后，T1的中断溢出次数就是所需要计的脉冲数。特点在于：使用了内部的T1作为外部脉冲的计数器，并且，为了避免计数器的溢出，将T1的初值设为0。2.2.3显示模块论证与选择方案一：采用8段LED数码管作为显示模块核心。数码管显示器件相对便宜，但是耗能大、编写程序相对麻烦，工作量大。34方案二：采用LCD液晶显示器作为显示模块核心。LCD显示器工作原理简单，编程方便，节能环保。因此选择方案二。2.2.4报警模块论证与选择方案一：采用蜂鸣器与发光二极管作为声光报警主要器件。该方案不论在硬件和焊接方面还是在编写软件方面都简单方便，而且

7、成本低廉。方案二：采用语音播报系统作为声光报警的核心。该方案更具人性化、智能化，但是就该设计要求而言，方案过于复杂，相对成本过高，工作量偏大。因此选择方案一。2.2.5电源模块论证与选择方案一：采用交流220V/50Hz电源转换为直流5V电源作为电源模块。该方案实施简单，电路搭建方便，可作为单片机开发常备电源使用。方案二：采用干电池串并联达到5V作为电源模块。该方案实施简单，无需搭建电路，但相对该方案不够稳定，电池耗电快，带负载后压降过高，可能