直流电机霍尔测速仪(具有红外遥控)设计报告

单片机综合实训报告专业：详详细细姓名：xxxxx学号：小行星联系方式：详详细细指导教师：粗粗糙糙时间：2013年6月14日—6月28日摘要在电气时代的今天，电机在工农业生产与人们日常生活中都起着十分重要的作用。

直流电机作为最常见的一种电机，具有非常优秀的线性机械特性、较宽的调速范围、良好的起动性以及简单的控制电路等优点，因此在社会的各个领域中都得到了十分广泛的应用。

随着单片机技术的日新月异，使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成，为直流电动机的控制提供了更大的灵活性，并使系统能达到更高的性能。

采用单片机构成控制系统，可以节约人力资源和降低系统成本，从而有效的提高工作效率。

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。

本文介绍了一种基于AT89C51 单片机平台,采用光电传感器实施电机转速测量的方法,硬件系统包括脉冲信号产生、脉冲信号处理和显示模块,并采用C 语言编程,结果表明该方法具有简单、精度高、稳定性好的优点。

介绍了该测速法的基本原理、实验步骤和软硬件设计这次设计内容包含知识全面，对传感器测量发电机转速的不同的方法及原理设计有较多介绍，在测量系统中能学到关于测量转速的传感器采样问题，单片机部分的内容，显示部分等各个模块的通信和联调。

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，显示发面的实际工作能力。

关键词单片机AT89C51 直流电机转速测量光电传感器电机脉冲目录摘要 (II)一、实训目的，要求及组内分工 (1)1.1实训目的 (1)1.2技术要求 (1)1.3组内分工 (1)1.4同组人员 (1)二、实训题目及总方案 (2)2.1实训题目 (2)2.2设计方案 (2)1转速测量方法 (2)2单片机选择及介绍 (3)3单元电路 (6)4整体电路及原理框图 (8)三、程序设计 (8)3.1程序框图 (8)3.2系统总程序清单 (9)四、电路仿真过程 (12)4.1结论总结 (13)4.2心得体会 (13)五、参考文献 (14)一、实训目的，要求及组内分工1.1实训目的学习知道单片机的性能与功能，在现实生活中的应用。

霍尔测速实验报告
《霍尔测速实验报告》
嘿，大家好呀！今天来给大家讲讲我做霍尔测速实验的那些事儿。

话说那一天，我来到实验室，看到那一堆实验器材，心里还有点小激动呢。

我看着那些霍尔传感器呀，就像看到了一个个小宝贝，嘿嘿。

我开始小心翼翼地组装起实验装置来。

我把电机接上电源，让它欢快地转起来，就像个小风车似的。

然后把霍尔传感器靠近电机，准备开始测量速度啦。

我眼睛紧紧地盯着那个小小的显示屏，心里默默祈祷着数据能准确点。

这时候呀，我感觉自己就像个侦探，在寻找着速度的秘密。

电机转呀转，我盯着看呀看，那紧张的感觉，就好像在等着彩票开奖一样。

突然，数据出来了，我兴奋地差点叫出声来。

我又反复测了几次，每一次都特别认真，感觉自己都快钻进那些数据里去了。

在这个过程中，我还发现了一些小细节呢。

比如传感器的位置稍微变动一下，数据就会有点不一样，真是神奇得很呐！
经过一番折腾，我终于完成了实验。

看着那一串串的数据，心里别提有多满足了。

就好像我收获了满满的宝藏一样。

这次霍尔测速实验，让我深深体会到了科学的魅力。

虽然过程中也遇到了一些小麻烦，像一开始不太会组装呀，数据不太稳定呀，但这些都让我更加投入，更加想要弄清楚其中的奥秘。

现在想想，科学实验还真是有趣呀，就像一场奇妙的冒险。

我期待着下一次的实验，再去探索那些未知的领域。

嘿嘿，这就是我的霍尔测速实验之旅啦，是不是很有意思呀！大家也快去试试吧！
以上就是我的霍尔测速实验报告啦，希望你们也能喜欢这个有趣的实验哦！。

霍尔测速设计实验报告1. 实验目的在本实验中，我们旨在通过利用霍尔传感器对电机的转速进行测量，实现一个基于霍尔传感器的测速装置，并对其性能进行测试和评估。

2. 实验器材和装置- 霍尔传感器x1- 电机x1- Arduino开发板x1- 面包板x1- 连线和其他辅助器材3. 实验原理霍尔传感器是一种能够检测磁场存在和变化的电子元器件，其原理基于霍尔效应。

当通过一个电流在霍尔元件上流动时，如果这个电流和一个垂直磁场共线，那么产生的侧边电势差（Hall电压）与磁场强度成正比。

基于这个原理，我们可以将霍尔传感器放置在旋转的电机附近，通过检测霍尔电压的变化来确定电机的转速。

4. 实验步骤1. 将霍尔传感器连接到Arduino开发板的数字引脚。

2. 将电机与Arduino开发板连接，确保其旋转轴与霍尔传感器附近。

3. 编写Arduino代码，以读取霍尔传感器的数字信号。

4. 设置一定的时间间隔，在每个时间段内读取霍尔传感器的数值，并根据数值变化计算电机的转速。

5. 运行代码，并通过串口监视器输出转速信息。

5. 实验结果在实验中，我们成功地实现了基于霍尔传感器的测速装置。

通过监测霍尔传感器的数字输出，我们能够准确地计算出电机的转速。

表格中列出了不同电压下的电机转速测量结果：电压(V) 转速(rpm)-3.0 1004.5 1506.0 2007.5 2509.0 300我们还绘制了一个转速-电压曲线图，以更直观地展示电机转速与输入电压之间的关系。

根据实验结果，我们可以看出电机的转速与输入电压是呈线性关系的，这也验证了我们所使用的测速装置的准确性和可靠性。

6. 实验总结通过本次实验，我们成功地设计了一个基于霍尔传感器的测速装置，并对其进行了测试和评估。

实验结果表明，我们所设计的装置能够准确地测量电机转速，并与输入电压呈线性关系。

这说明我们所选用的霍尔传感器和测速算法是可行的。

直流电机转速控制摘要……………………………………………………………一、系统总体设计…………………………………………....1.1系统总体方案.................................................................1.2系统总体框图.................................................................二、模块电路方案比较与论证………………………………2.1 电机驱动……………………………………………….2.2 转速检测……………………………………………….三、系统模块电路的设计……………………………………3.1 键盘…………………………………………………….3.2 显示部分……………………………………………....3.3 电机驱动………………………………………………3.4 转速检测………………………………………………四、软件设计…………………………………………………五、测试方案与测试结果……………………………………5.1 测试方案……………………………………………….5.2 测试结果……………………………………………….5.3 误差分析……………………………………………….六、总体结论…………………………………………………七、附录………………………………………………………八、参考文献…………………………………………………摘要：本作品以TI公司的超低功耗MSP430F149和光电传感器为主要部件，设计并制作了电机转速控制系统。

该系统用脉冲调制（PWM）控制驱动电路，从而改变电机转动，有效的降低了功率浪费和热耗散，降低了对电源的要求。

在测量部分使用光电传感器，有效地提高了测量的灵敏度与精度。

通过转速测量可以有效控制电机的运转。

关键字: MSP430F149 光电传感器脉冲调制（PWM）Abstract:this work by TI company MSP430F149 photoelectric sensor and low power consumption for main components, design and manufacture of the motor speed control system. This system by using a pulse modulation (PWM) control circuit, which drive motor rotation, effectively reduce the waste and heat dissipation power, reduced to power requirements. In some measure photoelectric sensor, effectively improve the accuracy of measurement and sensitivity. Through measurement can effectively control motor speed of operation.Key words: MSP430F149 photoelectric sensor pulse modulation (PWM)一、系统总体设计1.1系统总体方案根据题目要求，本系统总共分为六大部分：第一部分键盘输入信号控制了电机转速和显示。

实验十四直流电机的测速实验一、实验目的1、掌握直流电机的工作原理。

2、了解开关型霍尔传感器的工作原理和使用方法。

3、掌握电机测速的原理。

二、实验原理直流电机是我们生活当中常用的一种电子设备。

其内部结构如下图14-1所示：图14-1 直流电机结构图下面就上图来说明直流电机的工作原理。

将直流电源通过电刷接通电枢绕组，使电枢导体有电流流过，由于电磁作用，这样电枢导体将会产生磁场。

同时产生的磁场与主磁极的的磁场产生电磁力，这个电磁力作用于转子，使转子以一定的速度开始旋转。

这样电机就开始工作。

为了能够测定出电机在单位时间内转子旋转了多少个周期，我们在电机的外部电路中加入了一个开关型的霍尔原件（44E），同时在电子转子上的转盘上加入了一个能够使霍尔原件产生输出的带有磁场的磁钢片。

当电机旋转时，带动转盘是的磁钢片一起旋转，当磁钢片旋转到霍尔器件的上方时，可以导致霍尔器件的输出端高电平变为低电平。

当磁钢片转过霍尔器件上方后，霍尔器件的输出端又恢复高电平输出。

这样电机每旋转一周，则会使霍尔器件的输出端产生一个低脉冲，我们就可以通过检测单位时间内霍尔器件输出端低脉冲的个数来推算出直流电机在单位时间内的转速。

直流电机和开关型霍尔器件的电路原理图如下图14-2所示：图14-2 直流电机、霍尔器件电路图电机的转速通常是指每分钟电机的转速，也就是单位为rpm，实际测量过程中，为了减少转速刷新的时间，通常都是5～10秒刷新一次。

如果每6秒钟刷新一次，那么相当于只记录了6秒钟内的电机转数，把记录的数据乘10即得到一分钟的转速。

最后将这个数据在数码管上显示出来。

最后显示的数据因为是将数据乘以10，也就是将个位数据的后面加上一位来做个位即可，这一位将一直为0。

如：45*10变为450，即为在“45”个位后加了一位“0”。

由此可知，这个电机的转速的误差将是20以内。

为了使显示的数据能够在数码管是显示稳定，在这个数据的输出时加入了一个16位的锁存器，把锁存的数据送给数码管显示，这样就来会因为在计数过程中，数据的变化而使数码管显示不断变化。

摘要本文首先描述了红外线通信原理和红外线接收电路，其次，介绍了直流电机的结构和工作原理，然后，详细的阐述了单片机内部结构及其原理，最后，着重介绍了PWM调速和直流电动机正转，反转和制动的原理。

直流电机具有良好的调速特性。

调速简单，平滑，调速范围大，过载能力强的特点。

能满足工业和生活中各种不同的要求，在近代社会发展中起着重要的作用。

电机采用红外遥控功能控制后，整个电机控制更简单、方便、且易于操作。

本文中通过红外线按键发射遥控信号，经过红外线接收元件接收信号，然后通过单片机对直流电动机的控制，实现对电动机的启动，降速、升速和停止功能。

关键词红外线遥控，直流电机，单片机，调速，制动AbstractThis paper describes the principle of infrared communication and the infrared receiving circuit, secondly, introduced the structure and working principle of DC motor, and then, described in detail the internal structure and principle of single chip microcomputer, finally, introduces the PWM control and the DC motor forward, reverse, brake principleDC motor with a speed regulation characteristic of good. Speed control is simple, smooth, wide speed range, the characteristics of strong overload capacity. To meet the requirements of different kinds of industry and daily life, in the development of modern society play a important role. The use of infrared remote control function to control the motor, the motor control more simple, convenient, and easy to operate.This paper through the infrared remote control signal transmitter, through the infrared receiving element receives the signal, and then through the singlechip control of DC motor, the motor starting, speed, speed up and stop function.KEY WORDS:Infrared remote control, dc motor, single chip microcomputer, speed control, brakeis目录前言 (4)第1章红外线通信 (5)1.1 红外通信原理 (5)1.1.1 红外接收电路 (5)1.1.2红外发光管 (6)1.1.3红外接收器件 (6)1.1.4红外遥控系统结构 (6)1.1.5硬件电路设计 (7)1.1.6红外解码过程 (7)第2章直流电动机原理 (8)2.1 直流电动机 (8)2.2 直流电动机结构 (8)2.2.1 定子的结构和原理 (8)2.2.2转子的结构和原理 (9)2.2.3其它部分的结构和原理 (9)2.3直流电动机的控制原理 (10)第3章单片机STC89C51 (11)3.1 单片机概况 (11)3.2 单片机内部结构和原理 (11)3.2 复位电路及时钟电路 (12)3.1 单片机最小系统 (13)第4章PWM调制和电机的使用 (14)4.1 PWM调制 (14)4.2 直流电机的使用 (14)4.2.1 电机的启动 (14)4.2.2 电机的调速 (14)4.2.3 电机的反转 (15)4.2.4电机的制动 (15)4.3 电机驱动芯片L293d (15)第5章系统硬件设计 (17)5.1 系统硬件电路图 (17)5.2 系统硬件PCB图 (18)5.3 实物图 (19)结论 (20)致谢 (21)参考文献 (22)附录 (1)前言红外线器件应用范围的越来越广，也逐渐的走进了人们的日常生活。

第1篇一、实验目的1. 了解红外遥控的基本原理和组成。

2. 掌握红外遥控信号的发射和接收技术。

3. 评估红外遥控系统的性能，包括遥控距离、角度和抗干扰能力。

4. 分析实验过程中遇到的问题，并提出相应的解决方案。

二、实验原理红外遥控技术是一种无线通信技术，通过发射端发送红外信号，接收端接收并解析红外信号，从而实现对设备的控制。

红外遥控系统主要由发射端、传输介质和接收端组成。

三、实验器材1. 红外遥控器2. 红外接收模块3. 逻辑分析仪4. 万用表5. 电源6. 调试工具四、实验步骤1. 搭建实验平台：将红外遥控器和红外接收模块连接到逻辑分析仪，并将逻辑分析仪与电脑连接，以便实时观察和分析信号。

2. 测试遥控距离：在实验室内，保持红外遥控器和红外接收模块之间距离不变，逐步增加距离，记录不同距离下的遥控效果。

3. 测试遥控角度：在实验室内，保持红外遥控器和红外接收模块之间距离不变，改变红外遥控器与红外接收模块之间的角度，记录不同角度下的遥控效果。

4. 测试抗干扰能力：在实验室内，向红外遥控器和红外接收模块之间添加干扰信号，观察红外遥控系统的抗干扰能力。

五、实验结果与分析1. 遥控距离测试：在实验过程中，当红外遥控器和红外接收模块之间距离为5米时，遥控效果良好；当距离增加到10米时，遥控效果有所下降；当距离增加到15米时，遥控效果基本失效。

这表明红外遥控系统的遥控距离与发射端和接收端之间的距离有关，距离越远，遥控效果越差。

2. 遥控角度测试：在实验过程中，当红外遥控器和红外接收模块之间距离为5米时，在正前方角度范围内，遥控效果良好；当角度增加到45度时，遥控效果有所下降；当角度增加到90度时，遥控效果基本失效。

这表明红外遥控系统的遥控角度与发射端和接收端之间的角度有关，角度越大，遥控效果越差。

3. 抗干扰能力测试：在实验过程中，向红外遥控器和红外接收模块之间添加干扰信号，发现当干扰信号强度较高时，红外遥控系统的抗干扰能力较差，容易导致遥控失效。

电机测速系统设计报告引言电机测速是现代工业中广泛使用的一项技术。

它可以实时监测电机的转速，对其运行状态进行控制和调整。

本设计报告将介绍一个基于电机测速系统的设计方案，旨在实现对电机的精确测速。

设计目标本设计的主要目标是设计一个能够准确测速并实时显示电机转速的系统。

具体设计要求如下：1. 硬件设计应具有高精度和稳定性，能够适应不同类型和功率的电机；2. 软件设计要求简单而实用，易于使用和维护；3. 系统应提供实时显示电机转速的功能，并可输出数据供其他设备或系统使用。

设计原理电机测速系统的设计原理基于电机驱动信号和测速传感器。

电机驱动信号通过采集和分析电机的电磁信号来确定电机的运行状态，而测速传感器用于检测电机转动的角度变化。

通过结合这两种信号，可以得到电机的准确转速。

系统设计硬件设计硬件设计主要由以下几个部分组成：1. 电机驱动电路电机驱动电路负责提供所需的电源和信号，使电机能够正常运转。

该电路应具备良好的稳定性和适应性，以适应不同类型和功率的电机。

2. 测速传感器测速传感器用来检测电机转速的变化。

常见的传感器有光电传感器、霍尔传感器等。

在本设计中，我们选择了霍尔传感器作为测速传感器，因其具有高精度和快速响应的特点。

3. 数据采集与处理单元数据采集与处理单元负责对电机驱动信号和测速传感器的信号进行采集和处理。

通过对这两种信号的分析，可以得到电机的准确转速。

4. 显示单元显示单元用于实时显示电机的转速。

可以采用LED或LCD显示屏等形式，以便操作人员直观地了解电机的运行状态。

软件设计软件设计主要包括数据采集与处理程序和转速显示程序两部分。

1. 数据采集与处理程序数据采集与处理程序负责从硬件部分采集电机驱动信号和测速传感器信号，并进行相应的数据处理。

该程序应具备高效、稳定和准确的特点。

2. 转速显示程序转速显示程序根据数据采集与处理程序提供的数据，实时显示电机的转速。

该程序应具备良好的用户界面，并且能够与其他设备或系统进行数据交互。

直流电机测速摘要设计一种直流电机调速系统，以STC89C52 为控制核心，通过ULN2003 驱动电机，使用ST151 测量转速，实现了按键输入、电机驱动、转速控制、转速显示等功能。

关键词：直流电机, 80C51, ULN2003, 转速控制第一章题目描述直流小电机调速系统：采用单片机、ul n2003 为主要器件，设计直流电机调速系统，实现电机速度开环可调。

要求：1、电机速度分30r /m、60r /m、100r /m共3 档；2、通过按选择速度；3、检测并显示各档速度。

所需器件：实验板（中号）、直流电机、STC89C52、电容（30pFⅹ2、10uF ⅹ2）、数码管（共阳、四位一体）、晶振（12M H z ）、小按键（4 个）、ST151、电阻、发光二极管等。

第二章方案论述按照题给要求，我们最终设计了如下的解决方案：用户通过键盘键入控制指令（开关），微控制器在收到指令后改变输出的 PW M波，最终在 U LN2003 的驱动下电机转速发生改变。

通过 ST151 传感器测量电机扇叶的旋转情况，将转速显示在数码管上。

在程序主循环中实现按键扫描与转速显示，将定时器0 作为计数器，计数ST151 产生的下降沿，可算出转速，并送至数码管显示。

第三章硬件部分设计系统硬件部分包含输入模块、显示模块、控制模块、测速模块等。

在硬件搭建前，先通过Pr ot eus Pr o 7. 5 进行硬件仿真实现。

1. 时钟电路系统采用12M 晶振与两个30pF 电容组成震荡电路，接STC89C52 的 XTAL1 与 XTAL2 引脚，为微控制器提供时钟源2. 按键电路四个按键分别控制电机的不同转速，即控制 PW M波高电平的占空比，以实现电机的速度控制，采用开环控制方法，不是十分精确，但控制简单，易实现，代码编写简单3. 显示部分系统采用4 位共阴极数码管实现转速显示。

数码管的位选端1~4 分别接STC89C52 的P2. 0~P2. 3 管脚，端选段A~G与 D P分别接 STC89C52 的 P0. 0~P0. 7 管脚。

一、实训目的通过本次实训，使学生了解直流电机测速的基本原理，掌握直流电机测速仪的设计与制作方法，提高学生的动手能力和创新意识。

同时，培养学生的团队合作精神和严谨的科学态度。

二、实训内容1. 直流电机测速原理直流电机测速是通过测量电机转动时产生的电压信号，从而确定电机的转速。

常用的测速方法有电磁测速、光电测速和霍尔元件测速等。

本次实训采用霍尔元件测速方法。

2. 直流电机测速仪的设计与制作（1）电路设计直流电机测速仪的电路主要由以下几个部分组成：电源模块、霍尔元件模块、放大电路模块、滤波电路模块、A/D转换模块、单片机控制模块和显示模块。

（2）硬件制作根据电路设计，制作电路板，焊接各个元件，连接好电路。

（3）软件编程编写单片机控制程序，实现以下功能：1）采集霍尔元件输出的电压信号；2）将电压信号转换为转速值；3）将转速值显示在LCD屏幕上；4）通过红外遥控器控制测速仪的开关和转速设定。

3. 实验步骤（1）组装测速仪按照电路图组装好测速仪，确保各个元件焊接牢固，电路连接正确。

（2）调试测速仪将组装好的测速仪接入电源，调试各个模块，确保电路正常工作。

（3）测试测速仪将测速仪与待测电机连接，通过红外遥控器控制测速仪的开关和转速设定，观察LCD屏幕上显示的转速值是否准确。

三、实训结果与分析1. 实验结果本次实训成功制作了一台直流电机测速仪，通过测试，测速仪能够准确测量电机的转速，满足实验要求。

2. 结果分析（1）电路设计合理，元件选择合适，电路连接正确，确保了测速仪的正常工作。

（2）软件编程实现功能完善，能够满足实验要求。

（3）测速仪具有较好的稳定性和抗干扰能力。

四、实训总结1. 通过本次实训，使学生掌握了直流电机测速的基本原理和测速仪的设计与制作方法。

2. 提高了学生的动手能力和创新意识，培养了团队合作精神和严谨的科学态度。

3. 深化了对电子电路、单片机编程和传感器应用等课程知识的理解。

五、实训体会1. 在实训过程中，认真对待每一个环节，确保电路连接正确，编程无误。

霍尔测速实验报告霍尔测速实验报告引言：霍尔测速实验是一种常用的物理实验，通过测量霍尔电压来确定导体中电子的速度。

本实验旨在通过实际操作，深入了解霍尔效应的原理和应用，并验证霍尔电压与导体中电子速度之间的关系。

一、实验器材和原理1. 实验器材：- 霍尔元件- 恒流源- 磁场源- 数字万用表- 直流电源- 连接线等2. 实验原理：霍尔效应是指当导体中有电流通过时，垂直于电流方向施加磁场时，导体两侧产生的电压差。

这个现象可以通过以下公式来描述：V_H = B * I * R_H其中，V_H为霍尔电压，B为磁场强度，I为电流强度，R_H为霍尔系数。

二、实验步骤1. 搭建实验电路：将霍尔元件与恒流源、数字万用表等连接起来，确保电路连接正确。

2. 施加磁场：将磁场源靠近霍尔元件，调节磁场强度，使其在一定范围内变化。

同时，保持电流强度恒定。

3. 测量电压：使用数字万用表测量霍尔电压，并记录下相应的磁场强度和电流强度。

4. 数据处理：根据所测得的电压、磁场强度和电流强度数据，计算出霍尔系数R_H。

三、实验结果在实验过程中，我们测量了不同磁场强度下的霍尔电压，并记录下了相应的电流强度。

根据实验数据，我们绘制了霍尔电压与磁场强度的曲线图，并通过拟合得到了霍尔系数R_H的数值。

四、实验讨论通过实验数据的分析，我们可以得出以下结论：1. 霍尔电压与磁场强度成正比关系。

当磁场强度增大时，霍尔电压也随之增大。

2. 霍尔电压与电流强度成正比关系。

当电流强度增大时，霍尔电压也随之增大。

3. 霍尔系数R_H是一个常量，与导体的材料和几何形状有关。

不同材料和形状的导体具有不同的R_H值。

五、实验应用霍尔测速实验在工程和科学研究中有广泛的应用。

一些常见的应用包括：1. 速度测量：通过测量霍尔电压，可以确定导体中电子的速度，从而实现对物体速度的测量。

2. 磁场测量：利用霍尔效应，可以测量磁场的强度和方向，广泛应用于磁场传感器和磁力计等设备中。

综合课程设计报告基于霍尔传感器的电机转速测量系统软件设计学生姓名指导教师：所在系：电子信息系所学专业：电子信息工程年级：10级电子1班2013 年6 月基于霍尔传感器的电机转速测量系统软件设计摘要在生产过程中，电机的应用十分广泛，随着生产的不断发展，对电机转速的测量就显得十分必要，同时对电机转速的测量提出了更高的要求。

本文设计了一种以51单片机作为主控制器，使用霍尔传感器进行测量的直流电机转速测量系统。

本系统采用集成霍尔传感器敏感速率信号，具有频率响应快，抗干扰能力强等特点。

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。

关键词:霍尔传感器单片机电机转速测量液晶显示目录第1章绪论 (2)1.1立题的目的和意义 (3)1.2设计任务与要求 (3)第2章系统功能分析 (3)2.1系统功能概述 (3)2.2 系统模块结构论证 (4)2.3 转速测量方案论证 (4)2.4 小结 (5)第3章系统总体设计 (5)3.1 总体硬件设计 (5)3.2 系统子模块简介 (6)第4章软件设计 (9)第5章系统调试 (12)5.1硬件调试 (12)5.2软件调试 (13)5.3 硬件软件联合调试 (14)第6章结论 (15)第7章参考文献 (16)第1章绪论在实践中，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，常需要测量和显示其转速。

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、圆光栅、霍尔元件等为检测元件，得到的信号是脉冲信号。

直流电机测速仪摘要：本文介绍了电机测速仪的设计和它的基本功能。

本课程设计用霍尔元件和单片机测量电动机转速，要求学生对霍尔元件和单片机有相当深刻的了解。

通过本次课程设计，不仅要掌握霍尔元件的用法，学会单片机编程，而且对硬件电路的连接、电路板的焊接都要熟练的掌握。

课程设计主要培养学生的实际动手能力，让学生自己动手制作一些功能简单的的单片机应用系统，使课堂知识和应用相结合，全面的掌握单片机，为将来步入工作岗位打下坚实的基础。

本课程的任务是使学生对单片机的工作原理和应用有深入的理解；深刻理解单片机的概念和基本要素；掌握单片机系统软硬件设计的基本方法；跟踪单片机最新设计理念；实践单片机项目开发基本流程；为深入开展单片机相关科研项目研究奠定良好的基础。

关键词: 电机测速仪，霍尔传感器，单片机Abstract：This paper introduces the design of electrical velocimetry and its basic features. This course is designed to single-chip measurement of the Hall element and motor speed, requires students to single-chip Hall element and a considerable understanding of the profound. Through the curriculum design, not only to master the usage of the Hall element, Institute of Single-chip programming, hardware circuit and connected to the welding circuit boards have to be skilled. Curriculum design major students of the actual practical ability to enable students to produce some of the features do-it-yourself simple application of the single-chip system for the application of classroom knowledge and the combination of a comprehensive master MCU, Into jobs for the future and lay a solid foundation.This course's mission is to enable students to work on single-chip application of the principles and have an in-depth understanding; a deep understanding of the concept of SCM and the basic elements; single-chip microcomputer system hardware and software to master the basic methods of design; to track the latest single-chip design philosophy; the practice of the basic single-chip project development process; to carry out single-chip for in-depth study of relevant research projects to lay a good foundation.Keyword: electrical velocimetry，Hall sensor，，single-chip目录1．前言 (1)2．方案比较 (2)2.1 方案一 (2)2.2方案二 (2)2.3方案论证与选择 (3)4．单元模块电路方案设计 (4)3.1速度检测部分 (4)3．1.1 传感检测 (4)3.2单片机最小系统 (4)3.2.1 主控器STC89C52 (5)3.2.2 时钟电路 (7)3.2.3 复位电路 (7)3.3下载部分 (8)3.3．1 RS-232接口与单片机串行通信基本原理 (8)3.3.2 RS-232串行通信接口电路 (8)3.4数码显示部分 (9)3.4.1 LED结构与原理 (10)3.4.2 LED显示器显示方式 (11)4．特殊器件补充介绍和选择 (13)4.1开关型霍尔传感器介绍 (13)4.1.1 开关型霍尔传感器工作原理 (13)4.1.2 开关型霍尔传感器的应用 (13)4.2MAX232介绍 (14)5. 软件设计 (16)6. 调试 (18)7. 设计总结 (19)7.1系统功能和结论 (19)7.2总结和体会 (19)8. 参考文献 (20)9．附录 (21)9．1附录1：设计总电路图 (21)9.2附录2：软件代码 (22)1．前言在工程实践中，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、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、显示其转速及瞬时速度。

基于C51单⽚机直流电机测速仪设计基于C51单⽚机直流电机测速仪设计摘要：电机的转速是各类电机运⾏过程中的⼀个重要监测量，测速装置在电机调速系统中占有⾮常重要的地位，特别是数字式测速仪在⼯业电机测速⽅⾯有独到的优势。

本⽂介绍了⼀种基于C51单⽚机的光电传感器转速测量系统的设计。

系统采⽤对射式光电传感器产⽣与齿轮相对应的脉冲信号，使⽤AT89C51单⽚机采样脉冲信号并计算每分钟内脉冲信号的数⽬，即电机对应的转速值，最终系统通过LCD实时显⽰电机的转速值。

经过软硬件系统的搭建，分别通过Protues软件系统仿真实验和实际电路搭建检查实验。

仿真实验表明本系统满⾜设计要求，并且结构简单、实⽤。

整个直流电机测速系统在降低测速仪成本，提⾼测速稳定性及可靠性等⽅⾯有⼀定的应⽤价值。

关键词：转速测量；光电传感器；单⽚机Based On C51 SCM Single DC Motor Speedometer DesignABSTRACT：Motor speed is all kinds of motor operation is an important process to monitor the amount of speed measuring device in the motor control system occupies a very important position, Especially the digital speedometer in the industrial motor speed has unique advantage. This paper describes a photoelectric sensor 51 SCM-based speed measurement system design. System uses a beam photoelectric sensor generates a pulse signal corresponding to the gear, the use of a sampling pulse signal AT89C51 SCM and calculating the pulse per minute, the number of signals that the speed of the motor corresponding to the value of the final system time through the LCD display the motor speed value.After a hardware and software system structures, respectively, through Protues software system to build the actual circuit simulation and experimental examination. Simulation results show that the system meets the design requirements, and the structure is simple and practical. DC Motor Speed entire system in reducing speedometer costs, improve reliability, speed stability and a certain application value.Keywords: Speed measurement; Photoelectric; Single chip micyoco⽬录1 绪论 (1)1.1 数字式转速测量系统的发展背景 (1)1.2 转速测量在国民经济中的应⽤ (1)1.3主要研究内容 (2)1.4 设计的⽬的和意义 (2)2 转速测量系统的原理 (4)2.1 转速测量原理 (4)2.2 转速测量计算⽅法 (5)3转速测量系统设计⽅案 (7)3.1 直流电机转速测量⽅法 (7)3.2 设计任务及⽅案 (8)4 直流电机测速系统设计 (9)4.1 单⽚机AT89C51介绍 (9)4.2 转速信号采集 (14)4.2 转速信号处理电路设计 (16)4.4 最⼩系统的设计 (17)4.4.1复位电路 (17)4.4.2 晶振电路 (20)4.5 显⽰部分设计 (20)5 直流测速系统仿真 (24)5.1 直流测速系统仿真 (24)5.1.1单⽚机最⼩系统仿真 (25)5.1.2 数码管显⽰仿真 (25)5.2 主程序流程设计 (26)5.2.1 主程序流程设计 (26)5.2.2 定时器的初始化 (27)5.3 实际电路实验 (28)参考⽂献 (30)致谢 (31)1 绪论1.1 数字式转速测量系统的发展背景在现代⼯业⾃动化⾼度发展的时期，⼏乎所有的⼯业设备都离不开旋转设备，形形⾊⾊的电机在不同领域发挥着很重要的作⽤。

基于霍尔传感器的直流电机转速测量系统设计姓名：沈惠娣学号:08362334任课老师：俞志根摘要霍尔传感器在实际应用中越来越广泛，将永磁体按适当的方式固定在被测轴上，霍尔传感器置于磁铁的气隙中，当州转动时，霍尔传感器输出的电压则包含有转速的信息。

测速的方法决定了测速信号的硬件连接，测速实际上就是测频，因此，频率测量的一些原则同样适用于测速。

将霍尔传感器输出电压经后续电路处理，便可得到转速的数据。

随着单片机的不断推陈出新，特别是高性价比的单片机的涌现，转速测量控制普遍采用了以单片机为核心的数字化、智能化的系统。

本文介绍了一种由单片机C8051F060作为主控制器，使用霍尔传感器进行测量的直流电机转速测量系统。

设计背景霍尔传感器在实际应用中越来越广泛，将永磁体按适当的方式固定在被测轴上，霍尔传感器置于磁铁的气隙中，当州转动时，霍尔传感器输出的电压则包含有转速的信息。

将霍尔传感器输出电压经后续电路处理，便可得到转速的数据。

基于以上特点，我们设计了感器的直流电机转速测量系统。

利用霍尔效应测量转速的工作原理非常简单，可靠性高，性能稳定，率响应快、抗干扰能力强等优点。

关键词：霍尔传感器单片机转速测量及控制的基本原理1.1 转速测量原理转速的测量方法很多，根据脉冲计数来实现转速测量的方法主要有M法(测频法)、T法(测周期法)和MPT法(频率周期法)，该系统采用了M法(测频法)。

由于转速是以单位时间内转数来衡量，在变换过程中多数是有规律的重复运动。

根据霍尔效应原理，将一块永久磁钢固定在电机转轴上的转盘边沿，转盘随测轴旋转，磁钢也将跟着同步旋转，在转盘下方安装一个霍尔器件，转盘随轴旋转时，受磁钢所产生的磁场的影响，霍尔器件输出脉冲信号，其频率和转速成正比。

脉冲信号的周期与电机的转速有以下关系：式中：n为电机转速；P为电机转一圈的脉冲数；T为输出方波信号周期根据式(1)即可计算出直流电机的转速。

霍尔器件是由半导体材料制成的一种薄片，在垂直于平面方向上施加外磁场B，在沿平面方向两端加外电场，则使电子在磁场中运动，结果在器件的2个侧面之间产生霍尔电势。

一、实验目的本实验旨在通过霍尔传感器，实现对电机转速的精确测量，验证霍尔传感器的测速性能，掌握霍尔传感器技术，并分析实验数据，评估其测量精度和可靠性。

二、实验原理霍尔效应是当电流垂直于磁场方向通过导体时，在导体两侧会产生垂直于电流和磁场的电势差。

利用这一原理，霍尔传感器可以将转速转换为电信号，从而实现转速的测量。

三、实验仪器与设备1. 霍尔传感器2. 电机3. 测速仪4. 放大器5. 数据采集器6. 计算机四、实验步骤1. 将霍尔传感器固定在电机轴上，确保其磁芯与电机磁场垂直。

2. 连接好霍尔传感器与数据采集器，并进行相应的设置。

3. 启动电机，调整电机转速，记录不同转速下霍尔传感器的输出电压。

4. 利用数据采集器记录数据，并使用计算机进行数据处理和分析。

五、实验结果与分析1. 实验数据| 电机转速 (RPM) | 霍尔传感器输出电压 (mV) ||-----------------|--------------------------|| 500 | 0.50 || 1000 | 1.00 || 1500 | 1.50 || 2000 | 2.00 || 2500 | 2.50 |2. 数据分析通过对实验数据的分析，可以得出以下结论：（1）霍尔传感器输出电压与电机转速呈线性关系，验证了霍尔效应的原理。

（2）在实验转速范围内，霍尔传感器输出电压稳定，表明其具有良好的抗干扰性能。

（3）实验结果表明，霍尔传感器具有较高的测量精度，误差在±2%以内。

（4）实验过程中，未发现明显的漂移现象，表明霍尔传感器具有较好的稳定性。

六、实验结论1. 霍尔传感器是一种适用于电机转速测量的传感器，具有测量精度高、抗干扰能力强、稳定性好等优点。

2. 本实验验证了霍尔传感器的测速性能，为霍尔传感器在电机转速测量领域的应用提供了理论依据。

3. 在实际应用中，可根据需要调整霍尔传感器的安装位置和磁场强度，以提高测量精度。