霍尔传感器组成的转速测量仪的设计.docx

结课论文
题目：基于霍尔传感器发动机转速测仪设计

学生姓名：
学生学号：
系别：机电工程系
专业：机械化及其自动化
届别：
指导教师：
时间：

目录

1摘要 ...................................................2
2系统概述................................................3
2.1系统组成.............................................3
2.2霍尔传感器测转速原理及特性...........................5
2.3光电式速度传感器概述.................................6
2.4系统工作原理及处理方法...............................7
2.4.1系统工作原理.......................................7
2.4.2处理方法...........................................9
3霍尔传感器测转速系统的单元电路介绍......................10
3.1单片机的简介........................................12
3.2脉冲产生电路设计....................................13
.3霍尔传感器选型........................................14
3.4开关霍尔传感器的性能分析.............................16
3.5系统显示电路介绍.....................................18
4.数码管显示和液晶显示的利弊..............................18
5基于霍尔传感器测转速系统的软件设计......................19
参考文献..................................................22
附录......................................................24

摘要
在工程实践中，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。数字式通常采用光电编码器，霍尔元件等为检测元件，得到的信号是脉冲信号。随着微型计算机的广泛应用，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。
本文便是运用STC89C51单片机控制的智能化转速测量仪。电机在运行过程中，需要对其进行监控，转速是一个必不可少的一个参数。本系统就是对电机转速进行测量，并可以和PC机进行通信，显示电机的转速，并观察电机运行的基本状况。
本设计主要用STC89C51作为控制核心，由霍尔传感器、LCD显示器、HIN232CPE电平转换、及RS232构成。详细介绍了单片机的测量转速系统及PC机与单片机之间的串行通讯。充分发挥了单片机的性能。本文重点是测量速度并显示在LCD上。
其优点硬件是电路简单，软件功能完善，测量速度快、精度高、控制系统可靠，性价比较高等特点。
关键字：STC89C51单片机、转速、霍尔传感器

2、系统概述
2.1系统组成
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：
发动机
液晶显示转速
单片机
STC89C52
霍尔传感器

超速报警

电源

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LCD1602液晶显示器动态显示。
2.2霍尔传感器测转速原理及特性
1、霍尔传感