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传感器综合设计实训(论文)说明书题目：霍尔传感器应用设计院（系）：信息与通信学院专业：电子信息工程学生姓名：学号：指导教师：王守华归发弟童有为李秀东胡机秀2012年07月04日摘要电动机作为机械化、电气化和自动化的原动机，广泛应用于国民经济建设、国防建设、科学技术研究和人民物质文明生活的各个领域。电机是生产过程中应用十分广泛的装置，对其转速进行准确测量就显得十分必要。本文介绍了霍尔传感器测速的原理，设计了基于单片机AT89C51的直流电机转速测量系统。完成了电机转速测量系统的硬件电路设计、霍尔传感器测量电路的设计、显示电路的设计。测量转速的霍尔传感器和机轴同轴连接，机轴每转一周，产生一定量的脉冲个数，由霍尔器件电路部分输出幅度为12V的脉冲。经光电隔离器后成为输出幅度为5V转数计数器的计数脉冲。控制定时器计数时间，即可实现对电机转速的测量。在显示电路设计中，通过1602实现在LCD上直观地显示电机的转速值。并对电机转速测量系统的硬件电路、显示电路进行了调试。与软件配合，实现了显示、报警功能。仿真实验表明所设计的硬件电路及软件程序是正确的，满足设计要求。关键词：电机转速测量；霍尔传感器；单片机；89C51；LCDAbstractMotors,astheoriginalmachineofmechanization,electrificationandautomationarewidelyandcommonusedinthevariousareasofconstructionofnationaleconomy,nationaldefense,scienceandtechnologyresearchandmaterialitycivilization.Anditisveryimportantinmanufacturing,measuringitsrotationalspeedbecomesveryessentialandnecessary.TheprinciplesofmotorspeedmeasurementswithhallsensorwasdescribedinthisarticleandDCmotorspeedmeasurementsystemwhichisbasedonAT89C51wasdesigned,andthecorrespondinghardwarecircuitdesignswasalsocompletedaccordingly.Thehallsensorisconnectedwithcrankshaftbycoaxialjunction.Everyrevolutionofthecrankshaftwillgenerateacertainamountofpulseswhoseamplitudeis12v.Theopto-couplerturnsthesecertainamountofpulsesinto5-amplitudecountimpulse.Themotorspeedcanbemeasuredbycontrollingthetime.Inthedesignofdisplaycircuit,thenumberofmotorspeedisdisplayedinLCDdirectlythrough1602.Themotorspeedmeasurementsystemandthehardwarecircuits,displaycircuitfunctionaredebuggedtocooperatewiththesoftwaretodisplayandalarmusers.Thesimulationresultshaveprovedthatthehardwarecircuitsdesignandsoftwareprogramiscorrect,andthesystemcanmeetthedesigningrequirementcompletely.KeyWords:MotorSpeedMeasurement;HallSensor;Microcomputer;89C51；LCD目录引言............................................................................................................................................11课题设计目的和要求..........................................................................................................12.1霍尔测速模块论证与选择.........................................................................................22.2系统的组成框图......................................................................................................23硬件设计..............................................................................................................................23.1霍尔传感器硬件设计.................................................................................................23.1.1A3144霍尔开关的工作原理及应用说明......................................................33.1.2霍尔传感器测量原理.....................................................................................43.2AT89S51芯片介绍...............................................................................................53.2.1AT89S51芯片主要性能特点...........................................................................53.2.2AT89S51芯片管脚介绍.....................................................................................53.3液晶显示部分.............................................................................................................73.4电路检测部分.............................................................................................................83.5L298N驱动电机部分..................................................................................................84软件设计..............................................................................................................................94.1程序设计流程图..........................................................................................................94.2应用程序设计...........................................................................................................105霍尔传感器测速设计原理框图及PCB图..........................................................................116实训总结............................................................................................................................13谢辞......................................................................................................................................15参考文献..................................................................................................................................16附录......................................................................................................................................17桂林电子科技大学实训（论文）说明书用纸共21页第1页引言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，并已得到广泛的应用。霍尔器件是一种磁传感器。用它们可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。霍尔器件以霍尔效应为其工作基础。霍尔器件具有许多优点，它们的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高（可达1MHZ），耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。霍尔线性器件的精度高、线性度好；霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高（可达μm级）。采用了各种补偿和保护措施的霍尔器件的工作温度范围宽，可达.55℃～150℃。按照霍尔器件的功能可将它们分为:霍尔线性器件和霍尔开关器件。前者输出模拟量，后者输出数字量。文章介绍了霍尔传感器的工作原理，阐述了霍尔传感器测速系统的工作过程，利用脉冲计数法实现了对转速的测量，通过LCD直观地显示电机的转速值。结合硬件电路设计，采用模块化方法进行了软件设计。编制了电机转速的测量设计了测量模块、转速模块、报警模块、显示模块等的C51程序，并通过PROTEUSE软件进行了仿真。仿真结果表明所设计的软件程序是正确的。1课题设计目的和要求课题设计目的如下：（1）掌握单片机的原理以及技术应用，传感器应用电路的设计方法。（2）熟悉集成元件的选择和集成电路芯片的功能及使用方法。（3）熟悉仿真软件的使用。（4）掌握接线方法和腐蚀焊接技术。课程题设计要求如下：（1）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。（2