基于霍尔传感器的测速系统设计

霍尔传感器测量车速系统设计摘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的测量车速系统。

完成了车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车轴同轴连接，车轴每转一周，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，即可实现对车速的测量。

在显示电路设计中，通过1602实现在LCD上直观地显示车轮的转速值。

与软件配合，实现了显示、报警功能。

关键词：车速测量；霍尔传感器；单片机；89C51；LCDAbstractThis paper introduces the principle of the hall sensors, speed, the design based on single chip microcomputer AT89C51 measurement speed system. Completed the speed of the measurement system hardware circuit design, hall sensor measurement circuit design, display circuit design. Measurement speed hall-effect sensor and axle coaxial connected, every turn a week axle, produce a certain amount of the number of the pulse, the hall device circuit of the output amplitude for 12 V of the pulse. By photoelectric isolated after the output amplitude for 5 V become number of turn counter pulse count. Control the timer counting time, to speed measurement can be realized. The display circuit design, through the 1602 to realize in LCD display directly on the wheel speed value. And with the software to display and alarm function. Key Words: Speed Measurement; Hall Sensor; Microcomputer; 89C51；LCD目录一、内容及要求.............................................. 错误!未定义书签。

传感器原理期末设计《传感器原理应用》期末课程设计题目基于霍尔传感器的转速测量电路设计姓名学号院（系）电子系电子信息工程班级指导教师职称二O一三年六月十二日摘要 (2)概述 (2)一霍尔传感器测转速原理及特性 (3)二系统组成框图 (4)三单片机主控电路设计 (5)(一)单片机的介绍 (5)（二）脉冲产生电路设计 (7)（三）按键电路设计 (8)（四）数码管结构和显示原理 (9)（五）电路的整机原理图的设计（分析工作原理）10 四应用单片机实现 (11)（一）基本框图 (12)（二）基于霍尔传感器的硬件电路设计 (13)（三）C语言程序 (13)五总结 (16)六参考文献 (17)摘要在工农业生产和工程实践中，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，控制系统的硬件部分非常复杂，功能单一，而且系统非常不灵活、调试困难。

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。

单片机技术的日新月异，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，使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成。

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。

本课题，是要利用霍尔传感器来测量转速。

由磁场的变化来使霍尔传感器产生脉冲，由单片机计数，经过数据计算转化成所测转速，再由数码管显示出来。

概述在直流电机的多年实际运行的过程中，机械测速电机不足之处日益明显，其主要表现为直流测速电机DG中的炭刷磨损及交流测速发电机TG中的轴承磨损，增加了设备的维护工作量，也随着增加了发生故障的可能性；同时机械测速电机在更换炭刷及轴承的检修作业过程中，需要将直流电动机停运，安装过程中需要调整机械测速电机轴与主电机轴的同轴度，延长了检修时间，影响了设备的长期平稳运行。

随着电力电子技术的不断发展，一些新颖器件的不断涌现，原有器件的性能也随着逐渐改进，采用电力电子器件构成的各种电力电子电路的应用范围与日俱增。

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。

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。

基于霍尔传感器的电机测速装置设计丁芝琴(榆林学院能源工程学院,陕西榆林　719000)摘　要:利用霍尔传感器和8051单片机,采用M/T测量方法,设计了一种温室机器人的电机转速测量装置并提出了相应的测速算法。

该电机测速装置具有线路简单、测速精度高、成本低、安装调试方便等特点,尤其是在测量空间有限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;电机测速装置;8051单片机中图分类号:TP242 文献标识码:A文章编号:1003-188X(2010)05-0081-030　引言随着我国现代农业设施的发展,对作业的精细化要求越来越高,迫切需要大力发展温室自动行走机器人来提高生产效率和保证劳动产品的安全性[1]。

考虑到温室内作业道路的环境因素复杂多变,故温室机器人一般采用三轮底盘结构[2-3],让机器人转向和运动具有更高的精度,使控制达到一个更高的层次。

要实现对温室机器人的精密控制,行走装置的电机测速模块是很重要的一个环节。

电机测速模块的分辨率越高反应越快,对电机的控制就越好[4]。

由于霍尔元件具有尺寸小、质量轻、无触点、外围电路简单、频响宽、动态性能好、使用寿命长、调试方便等特点[5],用它可以做成各种传感器,广泛应用于位移测量、倾角测量、压力测量、转速或转数测量以及计数等方面。

因此,本文介绍一种采用霍尔传感器来采集电机轴的脉冲信号,转速脉冲信号经过处理后送给8051单片机,单片机通过控制算法和系统的程序设置将计算出两驱动轮的实时转速并得到它们的转速差,从而实现两驱动轮的平稳控制。

1　测量方案的确定言旋转设备转动速度的数字检测基本方法是利用与该设备同轴连接的霍尔转速传感器的输出脉冲频率与转速成正比的原理,根据脉冲发生器发出的脉冲速度和序列,测量转速和判别其转动方向。

收稿日期:2009-07-24基金项目:陕西省教育厅基金项目(09JK840)作者简介:丁芝琴(1964-),女,陕西米脂人,副教授,(E-mail)ylldm @s 。

基于霍尔传感器的电机转速测量系统目录1.3设计任务与要求 01.3.1 设计任务 01.3.2 设计要求 01.4小结.................................................. 错误!未定义书签。

2 课题方案设计 (1)2.1系统总体设计要求 (1)2.2系统模块结构论证 (1)2.2.1 霍尔测速模块论证与选择 (1)2.2.2 计数器模块论证与选择 (1)2.2.3 显示模块论证与选择 (2)2.2.4 报警模块论证与选择 (2)2.2.5 电源模块论证与选择 (2)2.2.6 单片机模块论证与选择 (3)2.3转速测量方案论证 (3)2.3.1 方案一电机轴一侧贴磁片 (3)2.3.2 方案二电机转轴加测速转盘 (4)2.3.3 方案对比 (4)2.4小结 (4)3 系统总体设计 (5)3.1总体硬件设计 (5)3.1.1 硬件原理图 (5)3.1.2 硬件电路设计总图 (6)3.2系统子模块简介 (6)3.2.1 传感器部分 (7)3.2.2 计数器 (7)3.2.3 处理器 (7)3.2.4 LCD显示部分 (8)3.2.5 外接报警部分 (8)4 软件设计 (9)4.1程序设计步骤 (9)4.2程序流程图 (9)4.2.1 主程序流程图 (10)4.2.2 中断服务流程图 (11)4.3软件程序设计 (13)4.3.1 主程序设计 (13)4.3.2 中断服务程序设计 (15)4.3.3 显示程序设计 (17)4.3.4 报警程序设计 (18)4.3.5 转速程序的设计 (19)4.3.6 软件程序基础知识准备 (20)5 软件调试 (21)5.1P ROTEUS及KEIL软件简介 (21)5.1.1 Proteus软件 (21)5.1.2 KEIL软件 (22)5.2应用KEIL软件进行程序调试 (23)5.3P ROTEUS软件仿真 (23)5.3.1 仿真步骤 (23)5.3.2 仿真实例 (24)5.4硬件软件联合调试 (27)5.4.1 联调步骤 (27)5.4.2 搭接检查步骤 (28)6 结论 (29)附录 (30)参考文献 (40)致 (42)1.3 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。