【正文】 法的基礎(chǔ)上，讓測(cè)量時(shí)間Tc始終等于轉(zhuǎn)速輸入脈沖信號(hào)的周期之和。自由電子受力偏轉(zhuǎn)的結(jié)果，向A側(cè)面積聚，同時(shí)在B側(cè)面上出現(xiàn)同數(shù)量的正電荷，在兩側(cè)面間形成一個(gè)沿Y軸負(fù)方向上的橫向電場(chǎng)（即霍爾電場(chǎng)），使運(yùn)動(dòng)電子受到一個(gè)沿Y軸正方向的電場(chǎng)力，A、B面之間的電位差為（即霍爾電壓），則 (310)將阻礙電荷的積聚，最后達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)有即 得 (311)此時(shí)B端電位高于A端電位。霍爾線性器件的精度高、線性度好；霍爾開關(guān)器件無觸點(diǎn)、無磨損、輸出波形清晰、無抖動(dòng)、無回調(diào)、位置重復(fù)精度高（可達(dá)um級(jí)）。而且，因霍爾元件的尺寸極小，可以進(jìn)行多點(diǎn)檢測(cè)，由單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可以得到場(chǎng)的分布狀態(tài)，并可對(duì)狹縫，小孔中的磁場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)用磁場(chǎng)作為被傳感物體的運(yùn)動(dòng)和位置信息載體時(shí)，一般采用永久磁鋼來產(chǎn)生工作磁場(chǎng)。圖36 開關(guān)型霍爾傳感器的輸出特性2． UGN3144主要技術(shù)性能與特點(diǎn)Allegro MicroSystems 公司生產(chǎn)的UGN 3144 器件是雙極性磁場(chǎng)即N,S交變場(chǎng)磁啟動(dòng)的霍爾開關(guān)電路，它的主要性能特點(diǎn)如下：（1）—24V；（2）連續(xù)輸出電流為25MA。全靜態(tài)工作：0Hz24Hz并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。表31 P3口的第二功能引 腳第 二 功 能信 號(hào) 名 稱RXD串行數(shù)據(jù)接收TXD串行數(shù)據(jù)發(fā)送INT0外部中斷0請(qǐng)求INT1外部中斷1請(qǐng)求T0定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0輸入T1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1輸入WR外部RAM寫選通RD外部RAM讀選通P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。單片機(jī)采用的復(fù)位方式是采用芯片TCM812進(jìn)行復(fù)位。LED有單個(gè)LED和八段LED之分，也有共陰和共陽兩種。按照顯示方式分為靜態(tài)顯示接口電路和動(dòng)態(tài)顯示接口電路。圖314 HD7279引腳配置表33 HD7279引腳功能介紹引腳名稱功能描述1,2VDD正電源3,5NC無連接，必須懸空4VSS接地6片選輸入端，此引腳為低電平，可向器件發(fā)送指令及讀取鍵盤數(shù)據(jù)7CLK同步時(shí)鐘輸入端，向器件發(fā)送數(shù)據(jù)及讀取鍵盤數(shù)據(jù)時(shí)，此引腳電平上升沿表示數(shù)據(jù)有效8DATA串行數(shù)據(jù)輸入/輸出端，當(dāng)器件接收指令時(shí)，此引腳為輸入端；當(dāng)讀取鍵盤數(shù)據(jù)時(shí)，此引腳在‘讀’指令最后一個(gè)時(shí)鐘的下降沿變?yōu)檩敵龆?按鍵有效輸出端，平時(shí)為高電平，當(dāng)檢測(cè)到有效按鍵時(shí)，此引腳為低電平10~16SG~SA段g~ 段a驅(qū)動(dòng)輸出17DP小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)輸出18~25DIG0DIG7數(shù)字0~ 數(shù)字7 驅(qū)動(dòng)輸出26CLKORC振蕩器連接端27RC復(fù)位端28復(fù)位端2．HD7279A的工作原理除 法移位次數(shù)→計(jì)數(shù)器上商1，減去除數(shù)被除數(shù)左移一位上商0計(jì)數(shù)器減1計(jì)數(shù)器=0？被除數(shù)除數(shù)YNNY返 回圖43 除法程序流程圖 顯示程序單片機(jī)顯示部分可以用來顯示計(jì)算出來的數(shù)據(jù)的。本系統(tǒng)采用89C51單片機(jī)，充分利用單片機(jī)內(nèi)部自帶的兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器進(jìn)行設(shè)計(jì)，較完全的開發(fā)了單片機(jī)自身的功能，接口利用了89C5l的Po口具有較大的電流驅(qū)動(dòng)能力的特點(diǎn)，來擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)芯片，直接由單片機(jī)驅(qū)動(dòng)，簡(jiǎn)化了硬件電路。當(dāng)然不斷發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)而解決問題這兒很這也很重要，這是一個(gè)再學(xué)習(xí)的過程，其本身就是對(duì)自己的一次鍛煉，培養(yǎng)了自己獨(dú)立思考，動(dòng)手解決問題的能力。7 DB 07FH。從我的角度看，在我看來整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程是對(duì)自己大學(xué)3年所學(xué)知識(shí)歸納總結(jié)和應(yīng)用，把理論知識(shí)用到實(shí)踐之中去，讓知識(shí)不在局限于課本。從以上的分析可以看到，使用M法測(cè)量速度，電路和程序均較為簡(jiǎn)單，且可以在一定的條件下滿足精度的要求。為數(shù)碼管能夠顯示出來，需將二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，在將十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為非壓縮BCD碼后，才能調(diào)用查表程序，最后送顯示。此外，該器件還具有多種控制指令，諸如消隱，閃爍，左移，右移和段尋址等，顯示控制方式靈活，其段尋址能力可用于獨(dú)立的LED顯示或信息指示燈控制。故實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬體電路的復(fù)雜性。晶振的頻率越高，則系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率也就越高，單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。 復(fù)位電路計(jì)算機(jī)在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)都需要復(fù)位，使中央處理器CPU和系統(tǒng)中的其它部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。圖39 AT89C51引腳圖主要特性：圖35 開關(guān)型霍爾傳感器的原理當(dāng)外磁場(chǎng)B達(dá)到“工作點(diǎn)”Bop時(shí)，觸發(fā)器輸出高電平（相對(duì)于地電位），三極管導(dǎo)通，此時(shí)，OC門輸出端輸出低電平，通常稱這種狀態(tài)為“開”；當(dāng)外磁場(chǎng)B達(dá)到“釋放點(diǎn)”Brp時(shí)，觸發(fā)器輸出低電平，三極管截止，OC門輸出高電平，這時(shí)稱其為“關(guān)”狀態(tài)。開關(guān)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(gè)高電平或低電平的數(shù)字信號(hào)?；魻栐且环N磁傳感器。產(chǎn)生霍爾效應(yīng)的原因是形成電流的作定向運(yùn)動(dòng)的帶電粒子即載流子（N型半導(dǎo)體中的載流子是帶負(fù)電荷的電子，P型半導(dǎo)體中的載流子是帶正電荷的空穴）在磁場(chǎng)中所受到的洛侖茲力作用而產(chǎn)生的。圖33 “M/T”法定時(shí)/計(jì)數(shù)測(cè)量 轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)中應(yīng)用的方法通過上面的分析可知，M法適合于高速測(cè)量，當(dāng)轉(zhuǎn)速越低，產(chǎn)生的誤差會(huì)越大。 測(cè)周期法“T法”轉(zhuǎn)速可以用兩脈沖產(chǎn)生的間隔寬度TP來決定。其中整個(gè)系統(tǒng)的電源采用雙電源供電，將繼電器驅(qū)動(dòng)電源與單片機(jī)及其周邊電路電源完全隔離，利用光電耦合器傳輸信號(hào)。方法是在每轉(zhuǎn)中增加脈沖的個(gè)數(shù)(碼盤的線程數(shù))來提高精度。同時(shí)分析接口電路，顯示轉(zhuǎn)速。并且，幾乎不需做很大改變就能直接作為單獨(dú)的產(chǎn)品使用。首先闡述了構(gòu)成51單片機(jī)的轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的原理、硬件的實(shí)現(xiàn)方法，在該系統(tǒng)中對(duì)信號(hào)頻率進(jìn)行測(cè)量是本次設(shè)計(jì)的重中之重。在測(cè)量范圍和測(cè)量精度方面都有極大的提高。過去曾經(jīng)使用過的接觸式測(cè)量?jī)x表, 如離心式轉(zhuǎn)速表、磁性轉(zhuǎn)速表、微型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速表及鐘表是定時(shí)轉(zhuǎn)速表，均已先后受到冷落；而利用已知頻率的閃光與被測(cè)軸轉(zhuǎn)速同步的方法來測(cè)速的閃光測(cè)速儀，雖屬非接觸式儀表，目前仍有應(yīng)用,但也退居次要地位。該電量可以是模擬量或數(shù)字量，現(xiàn)代傳感器還可以輸出開關(guān)量，用于數(shù)字邏輯電路。 硬件設(shè)計(jì)總體方案硬件設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)總體設(shè)計(jì)要求，在系統(tǒng)工作原理的基礎(chǔ)上，具體確定系統(tǒng)中所要使用的元器件，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的原理框圖、電路原理圖。軟件的具體設(shè)計(jì)我們將在下面的章節(jié)中作詳細(xì)介紹。 測(cè)頻測(cè)周法“M/T法”所謂測(cè)頻測(cè)周法，即是綜合了“T”法和“M”法分別對(duì)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，如圖33“M/T”法定時(shí)/計(jì)數(shù)測(cè)量所示?；魻栃?yīng)是研究半導(dǎo)體材料性能的基本方法。由此可知，根據(jù)A、B兩端電位的高低，就可以判斷半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型是P型還是N型。前者是直接檢測(cè)出被測(cè)對(duì)象本身的磁場(chǎng)或磁特性，后者是檢測(cè)被檢測(cè)對(duì)象上人為設(shè)置的磁場(chǎng)，用這個(gè)磁場(chǎng)作為被檢測(cè)信息的載體，通過它，將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、壓力、應(yīng)力、位置、位移、加速度、角度、角速度、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)數(shù)以及工作狀態(tài)發(fā)生變化的時(shí)間等，轉(zhuǎn)換成電量來進(jìn)行檢測(cè)和控制。在封裝好的霍爾電路中，霍爾片的深度在產(chǎn)品手冊(cè)中會(huì)給出。集電極開路輸出電路可連續(xù)輸出25MA電流，可直接控制繼電器，雙向可控硅，可控硅，LED和燈負(fù)載。5個(gè)中斷源 ：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。其引腳如下：圖310 TCM812芯片的引腳圖TCM812芯片的引腳功能：（1）GND 地（2）RESET 當(dāng)VDD 低于復(fù)位電壓門限值和VDD恢復(fù)上升到高于復(fù)位電壓門限值之后的140 ms（最小值）內(nèi)，RESET推挽輸出保持高電平。才能顯示出正確的數(shù)字來，如圖313所示，為七段數(shù)碼管的管腳圖。我們采用了獨(dú)立式鍵盤電路，按鍵均采用了上拉電阻，這是為了保證在按鍵斷開時(shí)，個(gè)I/O口有確定的高電平，同時(shí)，還備用兩個(gè)按鍵方便擴(kuò)展，其具體電路如下所示：圖316 鍵盤電路第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本章重點(diǎn)闡述測(cè)量轉(zhuǎn)速的匯編語言以及軟件設(shè)計(jì)的過程。1．測(cè)速范圍軟件設(shè)計(jì)中，采用的閘門時(shí)間是1 s，T0的最大計(jì)數(shù)值是65536，因此，最大的計(jì)數(shù)量應(yīng)該是在ls內(nèi)不超過65535，這樣，即可算出最高計(jì)數(shù)頻率L。下步工作能制作完整電路工作板，即硬件電路，用示波器測(cè)量其參數(shù)。0 DB 018H。2 DB 03EH。致謝本篇文章介紹的基于51單片機(jī)的轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用，基于51單片機(jī)的轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)具有硬件電路簡(jiǎn)單、成本低廉、編程方便、通信可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)速的測(cè)量的控制，這種單片機(jī)在測(cè)速系統(tǒng)中的應(yīng)用非常廣泛。如果這樣的轉(zhuǎn)速仍不能滿足要求，那么還可以采用軟件計(jì)數(shù)器的方法，進(jìn)一步擴(kuò)大其上限，這樣，其上限僅取決于定時(shí)/計(jì)數(shù)器的最大允許輸入頻率，定時(shí)/計(jì)數(shù)器的最大允許頻率約可達(dá)到500KHZ，考慮到測(cè)量的對(duì)象的特性，因此，可以認(rèn)為，采用M法進(jìn)行測(cè)量，其上限足夠使用。 單片機(jī)轉(zhuǎn)速程序設(shè)計(jì)思路及過程單片機(jī)測(cè)量轉(zhuǎn)速可以分為若干模塊，然后在主程序中調(diào)用各個(gè)模塊，流程圖如下圖所示。為了使LED數(shù)碼管的正常工作，都采用一定的驅(qū)動(dòng)電壓，所以在顯示電路設(shè)計(jì)過程中，還應(yīng)該加上限流電阻，具體的電路圖將在下節(jié)一起介紹。共陰與共陽七段LED數(shù)碼管的顯示字符與對(duì)應(yīng)的顯示段碼如下表所示，共陽七段數(shù)碼管的段碼剛好是共陰七段數(shù)碼管段碼的反碼。 （4）VDD 電源電壓 由于TCM812芯片的特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)中采用該芯片進(jìn)行復(fù)位，其電路圖如下：圖311 復(fù)位電路 時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路是計(jì)算機(jī)的心臟，它控制著計(jì)算機(jī)的工作節(jié)奏。 10./EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。低功耗的閑置和掉電模式轉(zhuǎn)速測(cè)量是開關(guān)型霍爾元件的典型應(yīng)用，UGN3144霍爾開關(guān)元件感應(yīng)被測(cè)量量的轉(zhuǎn)速，當(dāng)被測(cè)量量每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，霍爾傳感器便輸出一個(gè)脈沖，因?yàn)樵撈骷榧姌O開路輸出，故輸出端加接一上拉電阻， V到24 V，對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度B要求不嚴(yán)，其輸出電壓經(jīng)9012后可提高其負(fù)載能力。 UGN3144霍爾開關(guān)元件1．UGN3144霍爾開關(guān)元件的工作原理UGN3144霍爾開關(guān)元件屬于開關(guān)型霍爾傳感器（集成霍爾開關(guān)），它是把霍爾片產(chǎn)生的霍爾電壓VH放大后驅(qū)動(dòng)觸發(fā)電路，輸出電壓是能反映B的變化的方脈沖。它取消了傳感器和測(cè)量電路之間的界限，實(shí)現(xiàn)了材料、元件、電路三位一體。它是選定霍爾元件，即KH已確定，保持控制電流I不變，則霍爾電壓VH與被測(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比。流體中的霍爾效應(yīng)是研究“磁流體發(fā)電”的理論基礎(chǔ)。該法在高速及低速時(shí)都具有相對(duì)較高的精度。在該方法中，測(cè)量精度是由于定時(shí)時(shí)間T和脈沖不能保證嚴(yán)格同步，以及在T內(nèi)能否正好測(cè)量外部脈沖的完整的周期，可能產(chǎn)生的1個(gè)脈沖的量化誤差。而隨著大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字測(cè)量系統(tǒng)得到普遍應(yīng)用，利用單片機(jī)對(duì)脈沖數(shù)字信號(hào)的強(qiáng)大處