傳感器原理應用課程設計--基于霍爾傳感器的轉速測量電路設計(編輯修改稿)
2025-07-11 13:09 本頁面
【文章內容簡介】 3 第二章 電路的硬件設計 設計方框圖 系統(tǒng)由傳感器、信號預處理電路、處理器、顯示器和系統(tǒng)軟件等部分組成。傳感器部分采用霍爾傳感器，負責將電機 的轉速轉化為脈沖信號。信號預處理電路 包含待測信號放大、波形變換、波形整形電路等部分，其中放大器實現(xiàn)對待測信號的放大 ,降低對待測信號的幅度要求，實現(xiàn)對小信號的測量 ；波形變換和波形整形電路實現(xiàn)把正負交變的信號波形變換成可被單片機接受的 TTL/CMOS 兼容信號。 處理器采用 STC89C51 單片機，顯示器采用 8位 LED 數(shù)碼管動態(tài)顯示。系統(tǒng)原理框圖如圖 所示： 圖 轉速測量系統(tǒng)原理框圖 系統(tǒng)軟件主要包括測量初始化模塊、信號頻率測量模塊、浮點數(shù)算術運算模塊、浮點數(shù)到 BCD 碼轉換模塊、顯示 模塊、按鍵功能模塊、定時器中斷服務模塊。系統(tǒng)軟件框圖如圖 所示。 頻率測量模塊顯示模塊初始化模塊 浮點數(shù)算術運算模塊浮點數(shù)到 BCD 碼轉換模塊\ 圖 系統(tǒng)軟件框圖 信號處理RAM串口霍爾傳感器鍵盤電機 LED 顯示單片機傳感器原理與應用期末 設計 4 程序流程圖 主程序流程圖 單元電路的設計 硬件電路 開始 初 始 化 計算程序 BCD 碼轉換 非壓縮 BCD 轉換 顯 示 程 序 返 回 傳感器原理與應用期末設計 5 單片機主控電路設計 系統(tǒng) 選用 STC89C51 作為轉速信號的處理核心。 STC89C51 包含 2 個 16 位定時 /計數(shù)器、4K 8 位片內 FLASH 程序存儲器、 4個 8位并行 I/O 口。 16 位定時 /計數(shù)器用于實現(xiàn)待測信號的頻率測量。 8位并行口 P0、 P2 用于把測量結果送到顯示電路。 4K 8 位片內 FLASH 程序存儲器用于放置系統(tǒng)軟件。 STC89C51 與具有更大程序存儲器的芯片管腳兼容 ,如 :89C52(8K8 位 )或 89C55(32K 8 位 ),為系統(tǒng)軟件升級打下堅實的物質基礎。 STC89C51 最大的優(yōu)點是：可直接通過計算機串口線下載程序 ,而無需專用下載線和編程器。 STC89C51 單片機是在一塊芯片中集成了 CPU、 RAM、 ROM、定時器 /計數(shù)器和多功能 I/O口等一臺計算機所需要的 基本功能部件。其基本結構框圖如圖 ，包括： 一個 8位 CPU； 4KB ROM； 128 字節(jié) RAM 數(shù)據(jù)存儲器； 21個特殊功能寄存器 SFR； 4個 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； 一個可編程全雙工串行口； 具有 5個中斷源，兩個優(yōu)先級，嵌套中斷結構； 兩個 16 位定時器 /計數(shù)器； 一個片內震蕩器及時鐘電路； 計數(shù)脈沖輸入 T0 T1 P0 P1 P2 P3 TXD RXD 0INT 1INT 中斷輸入 圖 STC89C51 單片機結構框圖 STC89C51系列單片機中 HMOS工藝制造的芯片采用雙列直插 (DIP)方式封裝 ,有 40個引腳。STC89C51單片機 40條引腳說明如下 : (1)電源引腳。 VCC 正常運行和編程校驗 (8051/8751)時為 5V 電源 ,VSS 為接地端。 （ 2） I/O總線。 P P （ P0口）， P P （ P1 口）， P P （ P2 口）， P P （ P3口）為輸入 /輸出引線。 時鐘源 CPU 串行接口 并行 I/O接口 中斷系統(tǒng) 特殊功能寄存器 SFR 128字節(jié) RAM 定時 /計數(shù)器 T0、 T1 4K ROM（ EPROM） （ 8031無） 傳感器原理與應用期末設計 6 （ 3）時鐘。 XTAL1：片內震蕩器反相放大器的輸入端。 XTAL2：片內震蕩器反相放器的輸出端，也是內部時鐘發(fā)生器的輸入端。 （ 4）控制總線。 由 P3 口的第二功能狀態(tài)和 4 根獨立控制線 RESET、 EA、 ALE、 PSEN 組成。 值得強調的是， P3口的每一條引腳均可獨立定義為第一功能的輸入輸出或第二功能 。如 表 所示。 表 P3 口線的第二功能定義 ： STC89C51單 片 機 的片 外 總 線結構 ： ① 地 址 總線（ AB）：地 址
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