【正文】 ............................................................................. 6 “M/T法”測量誤差分析 ................................................................................ 6 第三章 霍爾傳感器測轉(zhuǎn)速系統(tǒng)的單元電路介紹 .................................................... 8 單 片機(jī)的介紹 ....................................................................................................... 8 霍爾傳感器選型 ................................................................................................. 10 開關(guān)霍爾傳感器的性能分析 ............................................................................. 10 系統(tǒng)顯示電路介紹 ............................................................................................. 12 74HC595 的介紹 .......................................................................................... 12 數(shù)碼管介紹 .................................................................................................. 13 第四章 電路的硬件設(shè)計(jì) .......................................................................................... 15 設(shè)計(jì)的方框圖 ..................................................................................................... 15 程序流程圖 ......................................................................................................... 16 單元電路的設(shè)計(jì) ................................................................................................. 17 單片機(jī)主控電路設(shè)計(jì) ................................................................................... 17 脈沖產(chǎn)生電路設(shè)計(jì) ....................................................................................... 18 按鍵電路設(shè)計(jì) ............................................................................................... 19 數(shù)碼管結(jié)構(gòu)和顯示原理 ............................................................................... 20 電路的整機(jī)原理圖的設(shè)計(jì)（分析工作原理） ................................................. 21 第五章 軟件設(shè)計(jì) ...................................................................................................... 23 單片機(jī)轉(zhuǎn)速程序設(shè)計(jì)思路及過程 ..................................................................... 23 單片機(jī)程序設(shè)計(jì)思路 ................................................................................... 23 單片機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算程序 ................................................................................... 23 二 十進(jìn) 制轉(zhuǎn)換程序 ..................................................................................... 24 目 錄 V 程序設(shè)計(jì) ............................................................................................................. 26 第六章 總結(jié)與展望 ................................................................................................... 27 致 謝 ........................................................................................................................... 28 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................... 29 第一章 緒論 1 第一章 緒論 課題的背景 在直流電機(jī)的多年實(shí)際運(yùn)行的過程中，機(jī)械測速電機(jī)不足之處日益明顯，其主要表現(xiàn)為直流測速電機(jī) DG 中的炭刷磨損及交流測速發(fā)電機(jī) TG 中的軸承磨損，增加了設(shè)備的維護(hù)工作量，也隨著增加了發(fā)生故障的可能性；同時(shí)機(jī)械測速電機(jī)在更換炭刷及軸承的檢修作業(yè)過程中，需要將直流電動(dòng)機(jī)停運(yùn)，安裝過程中需要調(diào)整機(jī)械測速電機(jī)軸與主電機(jī)軸的同軸 度，延長了檢修時(shí)間，影響了設(shè)備的長期平穩(wěn)運(yùn)行。首先，本文敘述了單片機(jī)測量轉(zhuǎn)速的系統(tǒng)構(gòu)成及轉(zhuǎn)速測量的幾種常用方法。其次，介紹了一種基于 89C 51 單片機(jī)的電動(dòng)機(jī)測速系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用霍爾傳感器產(chǎn)生脈沖信號，通過定時(shí)算法程序，將轉(zhuǎn)速結(jié)果實(shí)時(shí)顯示出來。 隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，一些新穎器件的不斷涌現(xiàn)，原有器件的性能也隨著逐漸改進(jìn)，采用電力電子器件構(gòu)成的各種電力電子電路的應(yīng)用范圍與日俱增。 霍爾傳感器是利用霍爾效應(yīng)實(shí)現(xiàn)磁電轉(zhuǎn)換的一種傳感器 。要測速，首先要解決是采樣問題。 這次設(shè)計(jì)內(nèi)容包含知識全面，對傳感器測量發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的不同的方法及原理設(shè)計(jì)有較多介紹，在測量系統(tǒng)中能學(xué)到關(guān)于測量轉(zhuǎn)速的傳感器采樣問題，單片機(jī)部分的內(nèi)容，顯示部分等各個(gè)模塊的通信和聯(lián)調(diào)。 下面我們將介紹除數(shù)是如何獲得的： 單片機(jī)的轉(zhuǎn)速測量完成，定時(shí)器 T0 作為內(nèi)部定時(shí)器，外部中斷來的時(shí)候讀取 TH0， TL0，并同時(shí)清零 TH0、 TL0，使定時(shí)器再次循 環(huán)計(jì)內(nèi)部脈沖。 傳感器的定子上有 2 個(gè)互相垂直的繞組 A 和 B, 在繞組的中心線上粘有霍爾片 HA 和 HB ,轉(zhuǎn)子為永久磁 鋼 ,霍爾元件 HA 和 HB 的激勵(lì)電機(jī)分別與繞組 A 和 B 相連 ,它們的霍爾電極串聯(lián)后作為傳感器的輸出。 霍爾器件是有半導(dǎo)體材料制成的一種薄片，其長為 l，寬為 b，厚度為 d。在霍爾器件兩個(gè)側(cè)面間形成的電位差為霍爾電壓，其大小為： U=RBI/d 式中： R 為霍爾常數(shù)， I 為控制電流。 轉(zhuǎn)速的測量方法 測頻法“ M 法” 在一定測量時(shí)間 T 內(nèi)，測量脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖數(shù) m1 來測量轉(zhuǎn)速。定時(shí)器對時(shí)基脈沖 (頻率為 fc)進(jìn)行計(jì)數(shù)定時(shí)，在 TP 內(nèi)計(jì)數(shù)值若為 m2，則計(jì)算公式為： ppTn60? （ 24） 即： 260pmfn c? （ 25） p 為轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)一周脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖數(shù)。 測頻測周法 M/T 法 所謂測頻測周法，即是綜合了“ T”法和“ M”法分別對高、低轉(zhuǎn)速具有的不同精度，利用各自的優(yōu)點(diǎn)而產(chǎn)生的方法，精度位于兩者之間。 fc 晶體震蕩頻率。 2m 時(shí)基脈沖數(shù)。 由（ 210）式可知，ε隨轉(zhuǎn)速 n 增大而減小，因此，這種方法適合于高速測量，當(dāng)轉(zhuǎn)速越低，產(chǎn)生的誤差會(huì)越大。輸入計(jì)數(shù)脈沖和計(jì)數(shù)定時(shí)值在理論上是嚴(yán)格同步的，因此，在理論上， m1（定時(shí)器的計(jì)數(shù)值）不考慮誤差，由于實(shí)際啟動(dòng)是由程序來控制的（系統(tǒng)應(yīng)采取由輸入計(jì)數(shù)脈沖來同步），故可能會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖的量化誤差，因而， 轉(zhuǎn)速變化為： 第二章 基于霍爾單片機(jī)的轉(zhuǎn)速測量原理 7 其相對誤差為： (213) 由上式可知： 這種轉(zhuǎn)速測量方法的相對誤差與轉(zhuǎn)速 n 無關(guān)，只與晶體振蕩產(chǎn)生的脈沖有關(guān)，故可適合各種轉(zhuǎn)速下的測量。 南京大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 三 章 霍爾傳感器測轉(zhuǎn)速系統(tǒng)的單元電路介紹 單片機(jī)的介紹 本設(shè)計(jì)采用 STC89C51 芯片，芯片采用 40 腳雙列直插式封裝， 32 個(gè) I/O 口，芯片工作電壓 ～ ，工作溫度 0～ 70176。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在線系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C51為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。一個(gè) 8 位 CPU； 4 個(gè) 8 位并 行 I/O 口，其中 P0、 P2 為地址 /數(shù)據(jù)線，可尋址 64KB ROM 或64KB RAM； 一個(gè)片內(nèi)震蕩器及時(shí)鐘電路； STC89C51 系列單片機(jī)中 HMOS 工藝制造的芯片采用雙列直插 (DIP)方式封裝 ,