畢業(yè)設(shè)計-基于霍爾傳感器的電機轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)設(shè)計-全文預(yù)覽
【正文】 小于 360 個則再延長閘門時間至 60s，計算通過磁鋼的個數(shù)，計算出 轉(zhuǎn)速。 方案三：在高轉(zhuǎn)速時（大于等于 600 轉(zhuǎn) /分），選用測頻法，即與方案二測高轉(zhuǎn)速的方法一樣。 電機轉(zhuǎn)速測量模塊的方案 采用開關(guān)型霍爾傳感器進行測速。 電機轉(zhuǎn)速控制方案 采用按鍵控制 PWM 的輸出脈寬從而控制電機的轉(zhuǎn)速，方便測量電機不同的轉(zhuǎn)速。 本系統(tǒng)選用的模塊包括：單片機系統(tǒng)， 轉(zhuǎn)速測量模塊， LCD 顯示模塊 ，控制電機轉(zhuǎn)速模塊。 口在作為輸出口是一般要接上拉電阻，增大驅(qū)動能力。 腳 RST 復(fù)位腳 8 系統(tǒng)的復(fù)位電路 復(fù)位電路是整個系統(tǒng)重要的一環(huán)，當(dāng)運行出錯時可以按下復(fù)位按鍵復(fù)位，不需斷電重新操作。等電容充電完成后， RST 端變?yōu)榈碗娖?，系統(tǒng)正常工作。在本系統(tǒng)設(shè)計中，選用 的晶振，目的是為了是在使用定時器時，更加方便精準(zhǔn)，提高測量精度。本次選擇 30pf 的電容。若用 DA 控制，則會多增加芯片，沒有直接用 PWM 控制那么實用。 在電機轉(zhuǎn)動時，由于電機本身要切割磁感線從而產(chǎn)生自身感應(yīng)電動勢，如果把電機電源直接與單片機系統(tǒng)共用一個電源，則會對整個控制系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的影響，使整個系統(tǒng)不能正常的工作。 按鍵 S3 減少 PWM 占空比，即減小轉(zhuǎn)速。 將 LM324 的輸出端與單片的 口相連，它是計數(shù)器 1 的輸入口。 數(shù)據(jù)采集處理部分和 PWM 輸出部分 由于本課題采用計數(shù)測評法所以選用單片機的計數(shù)器 1 來進行計數(shù)。清零計數(shù)器，并關(guān)閉，獲取一個周期的時間； LCD 顯示 圖 52 等待第一次計數(shù)，開定時器 0，計算一個周期的時間 提取計數(shù)值進行數(shù)據(jù)處理，計算轉(zhuǎn)速 提取周期，清定時器 0，計算轉(zhuǎn)速 重新測速 16 顯示部分 在這里我們只用到 LCD 的寫數(shù)據(jù)功能，不用讀數(shù)據(jù)功能。計數(shù)器定時器的模式都采用 16 位。 14 圖 47：測速模塊 整個軟件系統(tǒng)的工作流程如圖 51 所示： 圖 51：系統(tǒng)工作流程圖 開始 LCD，定時器， 計數(shù)器初始化 頻率采集 數(shù)據(jù)處理算法 LCD 顯示 PWM 輸出，電機轉(zhuǎn)動 15 程序模塊 整個系統(tǒng)的程序模塊包括 3 部分： ，處理部分。 顯示模塊 LCD1602 介紹和指令 本次顯示模塊選用 LCD1602， LCD 液晶也叫 1602 字符型液晶它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號、等的點陣型液晶模塊，它由 32 個 5*7 或者 5*11 點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，不能顯示漢字和圖片。 為了控制 PWM 的占空比，我選用兩個按鍵來控制。 PWM 的全稱是 Pulse Width Modulation,即脈寬調(diào)制變換器。 I/O 口分配，將選用兩個按鍵，一個用于增大 PWM 輸出的占空比，即增大轉(zhuǎn)速，分配管腳為 ；一個用于減小 PWM 的占空比，即減小轉(zhuǎn)速，分配管腳為 。在選擇晶振兩邊的電容 時不宜選擇過大。它控制著系統(tǒng)的運行速率，采用的時鐘晶振越大運行速率越快。如圖 42 所示。 ：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 腳 GND 接電源負極。 方案二：選用 LCD1602 顯示，顯示豐富。 在本課題中將采用分辨率為 36 進行測量。這樣既可提高測量速度，又可提高精度。而本設(shè)計最大測量誤差為 5/36= 轉(zhuǎn) /分（大于 1 轉(zhuǎn) /分時），當(dāng)且僅當(dāng)在閘門時間為 1s 時可能取得。在 1s 內(nèi)判斷通過磁鋼的個 5 數(shù)，如果大于等于 360 個（即大于等于 600 轉(zhuǎn) /分），則計算算出轉(zhuǎn)速。由以上所訴該方案可行。采用分辨率為 36 的測量精度，即有 36 個磁鋼，則磁鋼與磁鋼之間所花最小時間為 20/36=。 本課題整個系統(tǒng)比較小，若使用 STM32 做核心控制器將造成巨大的資源浪費，會增加成本，不適宜大規(guī)模的推廣。 缺點：成本比較貴，編程復(fù)雜，畫板子比較麻煩。 STM32 是 32 位單片機，處理速度快，最大時鐘頻率能達到 72Mhz。 方法 2：測周期法 在被測信號的 n 個周期內(nèi)，計數(shù)時鐘個數(shù)數(shù)為 m，周期為 t，則測被測信號的頻率可表示為 f=n/mt 優(yōu)點：適合測低頻，能提高測頻精度。但實現(xiàn)該方 法簡單，要求不高。 3 轉(zhuǎn) /分，實時顯示 。 本系統(tǒng)以 AT89C51 單片機為控制核心，用霍爾傳感器作為測量小型直流電機轉(zhuǎn)速的檢測元件，經(jīng)過單片機實時數(shù)據(jù)處理，用 LCD1602 顯示小型直流電機的轉(zhuǎn)速。本文將著重介紹基于單片機的霍爾式傳感器測量轉(zhuǎn)速。測量轉(zhuǎn)速的方法有許多，最常用的兩種方法為：光電式傳感器測轉(zhuǎn)速，霍爾
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