基于霍尔传感器的单片机测速装置设计

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1、滨江学院毕业论文（设计）题目基于霍尔传感器的单片机测速装置设计院系电子工程系专业电子信息工程学生姓名学号20082305927指导教师李鹏职称副教授二Ｏ一二年五月三十一日目录1概述31.1课题背景31.2本设计课题的目的和意义41.3设计的要求42设计原理和方案42.1霍尔传感器的介绍42.1.1霍尔效应52.1.2霍尔器件52.1.3霍尔传感器的分类62.1.4霍尔传感器的特性72.2霍尔测速设计原理82.2.1转速测量的方法82.2.2各种转速测量的优缺点82.2.3检测部分92.2.4处理部分92.2.5显

2、示部分92.3系统总体设计方案103硬件设计103.1电源部分103.2霍尔测速装置113.3转速信号处理电路133.4单片机系统133.5ISP下载接口143.6LCD液晶显示电路143.6.1LCD显示的基本原理153.6.21602LCD的基本参数及引脚功能154软件设计165设计仿真175.1Proteus简介175.2Multisim软件简介195.3Keil软件简介216总结22致谢24附录一26附录二27基于霍尔传感器的单片机测速装置设计赵文婷南京信息工程大学滨江学院，南京210044摘要：本文设计

3、了一个基于HZL201霍尔齿轮传感器的单片机测速装置，整个设计由一种测量转速装置，转速信号处理电路，通过8050三极管对信号整形处理，将脉冲信号转化为标准的TTL电平，便于AT89S52单片机的计数运算，并能够将转速信号显示在液晶显示器上。运用Keil软件进行单片机的C语言编程，并且通过Proteus软件仿真单片机与显示结果，验证了本设计的可行性。该测速装置具有线路简单、实时性好、成本低、安装调试方便和节省空间等特点，尤其是在测量空间有限、轴偏心或传感器不便安装的条件下，该测量方法有明显的优势。关键词：霍尔传感器

4、；速度测量；单片机；系统设计1概述1.1课题背景在我们的日常生活中，霍尔传感器被广泛应用。例如，在翻盖或是滑盖的手机中，用来检测手机盖翻开或是滑动的器件就是霍尔传感器；再如，在电脑键盘上，实现光标移动的滚动键就是由霍尔传感器组成的；还有，在汽车变速箱、电动门窗等需要电机的部件中也有霍尔传感器的应用。我们在每天的生活中都在与霍尔传感器打交道。传统式的转速测量通常是采用测速发电机为检测元件，这种方法是模拟式的，因此其得到的信号是电压信号，其抗干扰能力差，灵活性差。随着微型计算机的广泛应用，现在的转速测量普遍采用了以单

5、片机为核心的数字化测量，其通常采用光电编码器，霍尔元件等为检测元件。转速是工程中应用非常广泛的一个参数，其测量方法较多，而模拟量的采集和模拟处理一直是转速测量的主要方法，这种测量方法已不能适应现代科技发展的要求，在测量范围和测量精度上，已不能满足大多数系统的使用。随着大规模及超大规模集成电路技术的发展，数字系统测量得到普遍应用，特别是单片机对脉冲数字信号的强大处理能力，使得全数字测量系统越来越普及，其转速测量系统也可以用全数字化处理。在测量范围和测量精度方面都有极大的提高。因此，本课题的目的是：对各种测量转速的基

6、本方法予以分析，针对不同的应用环境，利用80C51系列单片机设计一种全数字化测速系统，从提高测量精度的角度出发，分析讨论其产生误差的可能原因，为今后的实际使用提供借鉴。并从实际硬件电路出发，分析电路工作原理和软件流程，根据仿真情况提出修改方案和解决办法。本设计以单片机为中心，设计的全数字化测量转速系统，在工业控制和民用电器中都有较高使用价值。其可以应用于工业控制中的某一部分，如数控车床的电机转速检测和控制、水泵流量控制以及需要利用转速检测来进行控制的许多场合。如车辆的里程表、车速表等。其次该转速测量系统由于采用全

7、数字化结构，因而可以很方便的和工业控制计算机进行连接，实行远程管理和控制，进一步提高现代化水平。并且，几乎不需做很大改变直接就能作为单独的使用产品。总之，转速测量系统的研究是一件非常有意义的课题。1.2本设计课题的目的和意义在工程实践中，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，常需要分时或连续测量和显示其转速及瞬时转速。要测速，首先要解决是采样问题。在使用模技术制作测速表时，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

8、反映了转速的高低。为了能精确地测量转速外，还要保证测量的实时性，要求能测得瞬时转速方法。因此转速的测试具有重要的意义。这次设计内容包含知识全面，对传感器测量发电机转速的方法及原理设计有相关介绍，在测量系统中能学到关于测量转速的传感器进行信号转换的问题，单片机部分的内容，显示部分等各个模块的联通与调试。全面了解单片机和信号放大的具体内容。进一步锻炼我们在信号采集，处理，显示