【正文】 霍爾傳感器的應用 .......................................................................... 21 AH41 霍爾開關 ................................................................................ 21 發(fā)送模塊 ................................................................................................. 22 本章小結 ................................................................................................. 25 第 3 章 軟件設計 .............................................................................................. 26 單片機轉速程序設計級思路過程 ......................................................... 26 單片機程序設計思路 ...................................................................... 26 單片機轉速計算程序 ...................................................................... 27 二 十進制轉換程序 ........................................................................ 27 程序設計 ................................................................................................. 30 本章小結 ................................................................................................. 31 第 4 章 系統(tǒng)調(diào)試 .............................................................................................. 32 硬件調(diào)試 ................................................................................................. 32 軟件調(diào)試 ................................................................................................ 32 綜合調(diào)試 ................................................................................................. 34 故障分析與解決方案 ............................................................................. 34 本章小結 ................................................................................................. 35 哈爾濱理工大學學士學位論文 IV 結論 .................................................................................................................... 36 致謝 .................................................................................................................... 37 參考文獻 ............................................................................................................ 38 附錄 .................................................................................................................... 39 附錄 1 電路原理圖 ....................................................................................... 39 附錄 2 元器件清單 ....................................................................................... 40 哈爾濱理工大學學士學位論文 5 第 1章 緒論 課題背景 轉速是工程中應用非常廣泛的一個參數(shù)，其測量方法較多，而模擬量的采集和模擬處理一直是轉速測量的主要方法，這種測量方法已不能適應現(xiàn)代科技發(fā)展的要求，在測量范圍和測量精度上，已不能滿足大多數(shù)系統(tǒng)的使用。其次該轉速測量系統(tǒng)由于采用全數(shù)字化結構，因而可以很方便的和工業(yè)控制計算機進行連接，實行遠程管理和控制，進一步提高現(xiàn)代化水平。 有的單片機為了構成控制網(wǎng)絡或形成局部網(wǎng)，內(nèi)部含有局部網(wǎng)絡控制模塊CAN。 單片機測控系統(tǒng) 單片機可以構成各種工業(yè)控制系統(tǒng)、適應控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。對于模擬量的采集，則應。 直流電機具有良好的起、制動性能，易于在寬廣范圍內(nèi)平滑調(diào)速，所以長期以來在要求調(diào)速指標較高的場合獲得了廣泛應用。 4． 由變換器構成直流電機驅(qū)動系統(tǒng)，可有效克服以往的直流調(diào)速中的諧波大、功率因數(shù)低的問題，是一種節(jié)能的調(diào)速方案。這兩種測速方法各有優(yōu)缺點，“ M”法一般用于高速測量在轉速較低時，測量誤差較大，而且，檢測裝置對轉速分辨能力也變差；而“ T”法一般用于低速測量，速度越低測量精度越高，但在測量高轉速時，誤差較大；結合這兩種測量方法就可以地出第三種測量方法，即‘ M/T’法結合這兩種方法的優(yōu)點，一方面象“ M”法那樣在對傳感器發(fā)出的脈沖計數(shù) 的同時，也象“ T”法那樣計取脈沖的時間，通過計算即可得出轉速值。 系統(tǒng)主要完成以下功能： 測量系統(tǒng)： ； ； 5位 LED 上，精度為 %； ； 9針 RS232 即可； 通信部分： Visual Basic 編制 RS— 232 通信軟件； ； 適時對數(shù)據(jù)的記錄，用時間曲線表示； 根據(jù)系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能以及要求，要實現(xiàn)單片機的轉速測量主要是各個模塊的設計，定時器記數(shù)功能、以及 LED 驅(qū)動、電平轉換及 PC 機之間的通信。 哈爾濱理工大學學士學位論文 11 圖 21 系統(tǒng)硬件電路 硬件電路設計 硬件設計的任務是根據(jù)總體設計要求，在選擇的機型的基礎上，具體確定系統(tǒng)中所要使用的元器件，設計出系統(tǒng)的原理框圖、電路原理圖。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器， AT89C 單片 機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。當振蕩器復位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN信號將不出現(xiàn) ； 10./EA/VPP：當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 MCS51 單片機允許的時鐘頻率是因型號而異 的典型值為 12MHZ。 圖 24 CMOS 型單片機時鐘電路框圖 復位電路 計算機在啟動運行時都需要 復位，使中央處理器 CPU 和系統(tǒng)中的其它部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。 10MHZ時約為 1ms， 1MHZ 時約為 10ms，所以一般為了可靠的復位， RST 在上電應保持 20ms 以上的高電平。 1 位顯示器由八 個發(fā)光二極管組成，其中七個發(fā)光二極管 ag 控制七個筆畫（段）的亮或暗，另一個控制一個小數(shù)點的亮和暗，這種筆畫式的七段顯示器能顯示的字符較少，字符的開頭有些失真，但控制簡單，使用方便。若顯示器的位數(shù)不大于 8 位，則控制顯示器公共極電位只需 8 位口（稱為掃描口），控制各位顯示器所顯示的字形也需一個 8 位口（稱為段數(shù)據(jù)口）。霍爾器件以霍爾效應為其工作基礎。 集成 霍爾傳感器是利用硅集成電路工藝將霍爾元件和測量線路集成在一起的一種傳感器。若不垂直，則應求出其垂直分量來計算被測磁場的磁感應強度值。 AH41 霍爾開關 AH41 霍爾開關電路最適于響應變化斜率陡峭的磁場并在磁通密度較弱的場合使用，適用于單極或多對磁環(huán)工作，它由反向電壓保護器、電壓調(diào)整器、霍爾電壓發(fā)生器、信號放大器、史密特觸發(fā)器和集電極開路的輸出級組成。 RS232C 最大傳輸距離為 15m，最高傳輸速率約 20kbps，信號的邏輯 0電平為 +3V～ +15V。 哈爾濱理工大學學士學位論文 26 第 3章 軟件設計 單片機轉速程序設計級思路過程 單片機測量轉速可以 分為若干模塊，然后在主程序中調(diào)用各個模塊， 流程圖如下圖所示。 單片機轉速計算程序 由于本次設計的系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能是將霍爾傳感器的信號送到單片機的外部中斷口，再對周期方波進行內(nèi)部計數(shù)，調(diào)用計算程序把轉速測出來。 本文設計的測速系統(tǒng)，是軟硬結合的系統(tǒng)，核心部分是主體硬件，而運行在單片機上的軟件程序則是完成控制硬件運行、測速計算以及 顯示控制等工作的主體。 特別是數(shù)碼管的連接部分，有 PROTEL制作的 PCB確保要和原理圖上的圖一致，有些在電路板上沒法連接的線路，要用短接線把接好，對照著原理圖部分，一部分一部分地用萬用表測量，注意焊點之間，確保焊點沒有短接在一起，同時注意焊點的美觀，確保沒有開 路以及短路的現(xiàn)象出現(xiàn)。只需要接仿真機上編寫一個小程序讓 5位 LED全亮，或者讓它們其中的某位點亮，也可以顯示不同的數(shù)字，根據(jù)要求給 P0口， P2口分別賦值。用戶可自定義各種語言的關鍵詞 .軟件完全支持源語句級在線調(diào)試。但是，如果調(diào)用一函數(shù)，則進入函數(shù)中，再執(zhí)行函數(shù)的第一條源語句行前停止。 LCA51 軟件提供了以下幾種方法對變量進行查看。用戶可以在輸入框中輸入十六進制或十進制數(shù)據(jù)。在電機的轉軸上還要貼上一粒磁鋼，利用霍爾效應產(chǎn)生方波。 象，由此可以推測，在傳感器輸入的信號不是理想的方波，而且電平值不夠大，所以在霍爾傳感器信號輸出端接濾波電容以及一個 10K的上拉電阻就可以解決問題了。 ，由于經(jīng)驗不足，沒有考慮。在波形頻率改變而轉速不改變由于在調(diào)用顯示程序時候在調(diào)用之后在顯示這里死循環(huán)，不能適時進行計算了。 PC機與單片機之間的通信成功。 LCA51 軟件提供一系列更改變量數(shù)值的方法，以便用戶能檢查程序?qū)φ麄€變量值 范圍的反應，而無需為設置每個值而重新加載調(diào)試。如果用戶按熱鍵F4，調(diào)試程序繼續(xù)執(zhí)行程序代碼，直到它到達光標行處或調(diào)試程序遇到另一個斷點。跟蹤應用程序使用戶能夠在運行應用程序時，看到 PC 指針在應用源代碼程序中的確切位置，LCA51 提供以下方法對程序的執(zhí)行進行跟蹤。 LCA51 軟件全面支持匯編語言， C51 語言， PL/M51 語言的編譯 /連接、調(diào)試。電路上電檢查 7407是否接上電源和地讓其正常工作。 在上電前，我們必須確保電路中不存在斷路或短路情況，這一工作是整個調(diào)試工作的第一步，也是非常重要的一個步驟。 顯示 部分程序分為兩部分：十進制 BCD 轉換成非壓縮 BCD 碼；查表程序顯示數(shù)據(jù)。三字節(jié)組成除數(shù)，上面的常數(shù)為四字節(jié)，所以計算程序?qū)嶋H上就是調(diào)用一個四字節(jié)除三字節(jié)商為兩字節(jié)（最高轉速 36000r/min 足夠）的程序。 HIN232CPE 芯片引腳排列和外部元件連接線路如圖 213所示。 該必發(fā)器的數(shù)據(jù)傳輸速率最好設在 9600b/s 為宜，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。在封裝好的霍爾電路中，霍爾片的深度在產(chǎn)品手冊中會給出。 開關型集成霍爾傳感器是把霍爾元件的輸出經(jīng)過處理后輸出一個高電平或低電平的數(shù)字信號。 按被檢測的對象的性質(zhì)可將它們分為：直接應用和間接應用。霍爾元件是一種磁傳感器。顯示器的亮度既與導通電流