【正文】 題目：基于 LABVIEW 的霍爾測速系統設計 Title: The speed system design based on LABVIEW and Hall 院系名稱： 物理與通信電子學院 學生姓名： 學生學號： 專 業(yè)： 電子信息工程 指導老師： 完成時間： 2020年 4月 I 摘 要 轉速是工業(yè)控制里面非常重要的一項參數。本文設計了一種基于 Labview 的霍爾測速系統。系統以 AT89S52 為控制核心，利用霍爾傳感器作為轉速檢測元件，將得到的脈沖信號送給單片機進行處理，單片機對信號處理后顯示出實時速度，同時將轉速數據通過串口發(fā)送給 Labview 編寫的上位機軟件界面，上位機對轉速進行顯示與保存。 關鍵詞： Labview；串行通信；單片機；霍爾傳感器。 II Abstract Speed is very important in industrial control inside a parameter. This paper presents a system based on Labview Hall velocity. AT89S52 as the control system to the core, the use of Hall sensors as a speed detection device, will be sent to the pulse signal processing single chip, single chip for signal processing and display the realtime speed, while the speed of data sent through the serial port PC written Labview Software interface, the host puter for display and preservation on speed. Key words: Labview。 serial munication。 microcontroller。 Hall sensor. III 目 錄 摘 要 ........................................... I Abstract .......................................... II 1 引言 ............................................. 1 2 設計任務與要求 .................................... 1 3 總體方案設計 ...................................... 1 4 方案論證 ......................................... 2 電機的選擇 .................................... 2 顯示模塊的選擇 ................................. 3 5 系統設計原理 ...................................... 3 傳感器模塊 .................................... 3 霍爾傳感器介紹 ............................. 3 傳感器電路設計 ............................. 5 單片機模塊 .................................... 5 單片機介紹 ................................. 5 單片機電路設計 ............................. 6 數據顯示模塊 .................................. 8 串口通信模塊 .................................. 9 電機的調速模塊 ................................ 10 6 霍爾測速的軟件設計 ............................... 11 上位機軟件設計 ................................ 11 上位機 Labview 整體程序框圖 ................. 11 VISA 配置串口 .............................. 12 串口讀數據原理 ............................ 13 串口數據傳換 .............................. 14 串口數據接收處理程序圖 .................... 14 轉速的顯示程序 ............................ 15 Excel 文件生成程序 ......................... 15 串口數據保存 .............................. 16 上位機界面 ................................ 17 單片機程序設計 ................................ 17 6 霍爾測速的軟件仿真 ............................... 18 7 設計系統的調試結果與數據分析 ..................... 19 上位機 LABVIEW界面圖與保存的轉速數據 ............ 20 轉速分析 ..................................... 22 8 結束語 .......................................... 24 參考文獻 .......................................... 26 附錄一：電路圖 ..................................... 27 附錄二： labview 整體程序圖 ......................... 28 附錄三：單片機程序程序 ............................. 29 1 1 引言 工農工業(yè)生產和工程實 踐中經常需要對轉速進行測量和監(jiān)控，傳統的測量方法都是在測量和顯示在同一個地方，不方便遠程控制和監(jiān)測。隨著計算機技術、大規(guī)模集成電路等技術的飛速發(fā)展，儀器系統與計算機軟件技術緊密結合，使得傳統儀器的概念得以突破，出現了一種全新的儀器概念 虛擬儀器。虛擬儀器的核心是應用計算機上的虛擬儀器軟件系統進行仿真。圖形化軟件開發(fā)環(huán)境 Labview 是目前實現虛擬化儀器軟件設計最流行的工具之一，其廣泛地被工業(yè)界、學術界和研究實驗室認可并接受，被公認為標準的數據采集和儀器控制軟件，現已成為測試測量和控制行業(yè)的標準軟件平臺 [1]。使用 Labview 結合傳統儀器系統對轉速進行檢測和控制，將大大提高工業(yè)控制的效率和操作的靈活性，而且 Labview 采用的是圖形化的界面，將大大提高儀器的實用性，所以設計一個基于 Labview 的轉速測量系統就非常有必要了。 2 設計任務與要求 基于 LABVIEW的霍爾測速系統設計 基本要求： （ 1）霍爾測速范圍 20300轉 /秒 （ 2）上位機界面顯示速度值 3 總體方案設計 根據設計要求，本系統主要包括電機轉速控制模塊，傳感器 2 模塊、單片機、顯示模塊、串口模塊和上位機軟件設計模塊等部分組成。首先電機轉動并調 節(jié)速度，然后傳感器負責將電機的轉速轉化為脈沖信號；處理器采用 AT89S52 單片機，負責將脈沖計數，并計算出電機的轉速發(fā)送到上位機和數碼管顯示出來；顯示器將單片機所傳送的轉速顯示出來；上位機軟件負責將串口傳輸來的轉速顯示到 PC機上，并保存數據。系統框圖如圖 1 所示： 圖 1 系統框圖 4 方案論證 電機的選擇 方案一：使用直流電機。直流電機用程序更好控制，電路也會相對簡單。調速性能好，調速范圍廣，易于平滑調節(jié)。起動、制動轉矩大，易于快速起動、制動 [2]。 方案二：采用步進電機。直流電機在上電的時候很難控制其速度，容易出現電機不能快速停止的情況。用步進電機再加上程序控制基本上可克服上述困難。 由于本設計主要是對電機轉速的測量，為了方便控制轉速，而且直流電機的價格也比較低廉，所以本設計使用直流電機。 單片機 串口模塊 顯示模塊 電機 傳感器 上位機 3 顯示模塊的選擇 方案一：采用液晶顯示，液晶顯示器（ LCD） [3]為平面超薄的顯示設備，它由一定數量的彩色或