【導(dǎo)讀】為一款性價比很高的微控制器在測速系統(tǒng)有著廣泛的應(yīng)用。其次，介紹了一種基于89C51單片機的電動機測速系統(tǒng)，該。結(jié)果實時顯示出來。最后，對測量指標進行了分析、比較并提出

　　

【正文】 薄片平面（沿厚度 ｄ）方向施加外磁場Ｂ，在沿ｌ方向的兩個端面加一外電場，則有一定的電流流過。由于電子在磁場中運動，所以將受到一個洛侖磁力，其大小為： qVBf ? 式中： f— 洛侖磁力， ｑ — 載流子電荷， Ｖ — 載流子運動速度， Ｂ — 磁感應(yīng)強度。 這樣使電子的運動軌跡發(fā)生偏移，在霍爾元器件 薄片的兩個側(cè)面分別產(chǎn)生電子積聚或電荷過剩，形成霍爾電場，霍爾元器件兩個側(cè)面間的電位差 HU 稱為霍爾電壓。 霍爾電壓大小為： HU HR? dBI /?? (mV) 式中： HR — 霍爾常數(shù)， ｄ — 元件厚度， Ｂ — 磁感應(yīng)強度， Ｉ — 控制電流 設(shè) HK HR? d/ , 則 HU = HK dBI /?? (mV) HK 為霍爾器件的靈敏系數(shù) (mV/mA/T)，它表示該霍爾元件在單位磁感應(yīng)強度和單位控制電流下輸出霍爾電動勢的大小。應(yīng)注意，當(dāng)電磁感應(yīng)強度Ｂ反向時，霍爾電動勢也反向。圖 為霍耳元件的原理結(jié)構(gòu)圖。 若控制電流保持不變，則霍爾感應(yīng)電壓將隨外界磁場強度而變化 ，根據(jù)這一原理，可以將兩塊永久磁鋼固定在電動機轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)盤的邊沿，轉(zhuǎn)盤隨被測軸旋轉(zhuǎn)，磁鋼也將跟著同步旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)盤附近安裝一個霍爾元件，轉(zhuǎn)盤隨軸旋轉(zhuǎn)時，霍爾元件受到磁鋼所產(chǎn)生的磁場影響，輸出脈沖信號。傳感器內(nèi)置電路對該信號進行放大、整形，輸出良好的矩形脈沖信號，測量頻率范圍更寬，輸出信號更精確穩(wěn)定，已在工業(yè)，汽車，航空等測速領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。其頻率和轉(zhuǎn)速成正比，測出脈沖的周期或頻率即可計算出轉(zhuǎn)速 南京大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計論文 圖 轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)安裝圖 圖 信號處理模塊原理圖 第五章 軟件設(shè)計 23 第 五 章 軟件設(shè)計 單片機轉(zhuǎn)速程序設(shè)計思路及過程 單片機測量轉(zhuǎn)速可以分為若干模塊，然后在主程序中調(diào)用各個模塊 。 單片機程序設(shè)計思路 計算轉(zhuǎn)速公式： n=60/NTc (r/min) 其中， N 是內(nèi)部定時器的計數(shù)值，為三字節(jié)，分別由 TH0， TL0， VTT 構(gòu)成； Tc 為時基，由于采用 的晶振，所以 Tc 不在是 1um，而是12M/ 約為 ，帶入上面公式，即可得到轉(zhuǎn)速的精確計算公式： N=60*11059200/12N=55296000/N 再將 55296000 化為二進制存入單片機的內(nèi)存單元。 下面我們將介紹除數(shù)是如何獲得的： 單片機的轉(zhuǎn)速測量完成，定時器 T0 作為內(nèi)部定時器，外部中斷來的時候讀取 TH0， TL0，并同時清零 TH0、 TL0，使定時器再次循環(huán)計內(nèi)部脈沖。此外，對于低速情況下，我們還要設(shè)定一個軟件計數(shù)器 VTT，當(dāng)外部中斷還沒來而內(nèi)部定時器已經(jīng)溢出，產(chǎn)生定時器 0 中斷時，增加 VTT，作為三字節(jié)中的高字節(jié)。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(zhuǎn)速 36000r/min 足夠）的程序。 為數(shù)碼管 能夠顯示出來，需將二進制轉(zhuǎn)換為十進制，在將十進制轉(zhuǎn)換為非壓縮 BCD 碼后，才能調(diào)用查表程序，最后送顯示。 單片機轉(zhuǎn)速計算程序 由于本次設(shè)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(zhuǎn)速測出來。可以說是核心部分，流程圖如圖所示： 開 始 被除數(shù)初始化 讀取定時值 調(diào)用除法程序 返 回 南京大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計論文 圖 5－ 1 計算程序流程圖 計算程序中又再次調(diào)用了除法程序，這里的除法為四字節(jié)除三字節(jié)商為兩字節(jié)，除 法的程序的編程思想可以和手工計算的除法相似，比較減法的思想，流程圖如圖 53 所示具體程序見附錄。 二 十進制轉(zhuǎn)換程序 計算程序計算出來的數(shù)據(jù)為二進制，存到 50H、 51H 單元中以便發(fā)送程序中調(diào)用傳送數(shù)據(jù)到計算機，計算機可識別二進制，然而，我們需要在 LED 上顯示，查表程序需要拆分的 BCD 碼，所以二進制必須先轉(zhuǎn)換成 BCD 后才能拆分。這里介紹將（ R2R3）中的 16 位二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為壓縮 BCD 碼十進制整數(shù)送 R RR 圖 5－ 2 除法程序流程圖 按照數(shù)制轉(zhuǎn)換方法可以畫出流程圖 除 法 移位次數(shù) 計數(shù)器 被除數(shù)左移 1 位 被除數(shù) 除數(shù) 上商 1，減去除數(shù) 上商 0 計數(shù)器減 1 計數(shù)器 =0？ 返回 開始 0R R R6 第五章 軟件設(shè)計 25 圖 5－ 3 雙字節(jié)整數(shù)二翻十程序流程圖 單片機顯示部分可以用來顯示計算出來的數(shù)據(jù)的。在程序設(shè)計中，在AT89C51RAM 存貯器中的四個顯示緩沖器單元 30H－ 34H，分別存放著由計算出來的轉(zhuǎn)速的 BCD 碼進行拆分后的非壓縮 BCD 碼數(shù)據(jù)， AT89C51 的 P1 口掃描輸出總是只有一位為低電平、其它位為高電平， AT89C51 的 P0 口相應(yīng)位的顯示數(shù)據(jù)的段數(shù)據(jù)，使該位顯示出一個字符，其它們?yōu)榘?，依次地改?P1 口輸出為低高的位， P0 口輸出對應(yīng)的段數(shù)據(jù)， 5 位 LED 顯示器就顯示出由緩沖器中顯示數(shù)據(jù)所確定的字符。 顯示部分程序分為兩部分：十進制 BCD 轉(zhuǎn)換成非壓縮 BCD 碼；查表程序顯示數(shù)據(jù)。 雙字節(jié)整數(shù)拆分程序流程圖如圖 55 16R7 2*（ R4R5R6） +C R4R5R6（十進制運算） 返 回 開 始 高字節(jié) R4 送 30H R5 與 0F0H 相與交換后送 31H R5 與 0FH 相與后送 32H R6 與 0F0H 相與交換后送 33H R6 與 0FH 相與后送 34H 返 回 南京大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計論文 圖 5－ 4 雙字節(jié)整數(shù)拆分程序流程圖 程序設(shè)計 根據(jù)以上設(shè)計思路和各個模塊的流程圖即可編寫出本次畢業(yè)設(shè)計的程序，注意其中各個模塊間的參數(shù)傳遞以及堆棧指針等問題，程序設(shè)計的任務(wù)即可完成，寫出初始的程序，再進行上機調(diào)試，這些我們將具體 在下章中加以詳細敘述。 圖 5－ 5 顯示程序流程圖 開始 30HR0，表首地址 DPTR，（ R1） =0FEH （ R0）賦值給 A A+DPTR 賦值給 P0 （ R1） =P1，（ R1） =A， RL A INC R0 ， A=（ R1） （ R1） =0DFH？ 結(jié)束 第六章 總結(jié)與展望 27 第 六 章 總結(jié)與展望 好長時間沒有這么系統(tǒng)地設(shè)計過系統(tǒng)。通過這次設(shè)計 ,讓我對整個設(shè)計從初期到完工有了個總體的把握。由于平時只是做些功能模塊的設(shè)計 ,不用考慮所用資源對后面工作的影響。而這次不同 ,這次是個完整的工程 ,所有資源都是有限的 ,你得為后面的工作留好足夠多的資源 ,要不就不能完成任務(wù)。所以就得去查一些有關(guān)設(shè)計方面的資料。最后我得說 ,我得感謝這次設(shè)計 ,因為它讓我學(xué)到的不僅是理論實踐知識 ,還有對工作的態(tài)度和團隊合作的那種默契。讓我即將畢業(yè)走向社會之前有了一次完美的考驗。 總之，在這次綜合大考驗中，我無形中學(xué)到了不少東西。無論是知識還是與同學(xué)的合作方面，我都有很多感受，當(dāng)然這些成績的取得和指導(dǎo)老師的幫助是分不開的。 致 謝 致 謝 在論文完成之際，我首先向關(guān)心幫助和指導(dǎo)我的指導(dǎo)老師張守峰表示衷心的感謝并致以崇高的敬意！張老師在整個畢業(yè)設(shè)計過程中，給與我細心的指導(dǎo)，在學(xué)習(xí)中給了我極大的幫助和教誨。 在論文工作中，遇到了諸多問題，一直得到張老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)，使我順利完成了該論文，張老師以其淵博的學(xué)識、嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、求實的工作作風(fēng)和他敏捷的思維給我留下了深刻的印象，我將終生難忘。在這里再一次向他表示衷心的感謝，感謝他為學(xué)生營造的濃郁學(xué)術(shù)氛圍，以及學(xué)習(xí)、生活上的無私幫助 ! 值此論文完成之際，謹向張老師致以最崇高的謝意 ! 在學(xué)校的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束，回顧兩年多來的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，面對現(xiàn)在的收獲，我感到無限欣慰。為此，我向熱心幫助過我的所有老師和同學(xué)表示由衷的感謝 ! 特別感謝我的班主任老師張老師對我的學(xué)習(xí)和 生活所提供的大力支持和關(guān)心 !還要感謝一直關(guān)心幫助我成長的室友宋建華、郝財政！ 在我即將完成學(xué)業(yè)之際，我深深地感謝我的家人給予我的全力支持！ 最后，衷心地感謝在百忙之中評閱論文和參加答辯的各位專家、教授 ! 參考文獻 29 參考文獻 [1]王軍政 電液伺服閥控馬達速度閉環(huán)數(shù)字控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究[J].北京理工大學(xué)報 .(3):29～ 31 [2]王煜東 傳感器應(yīng)用電路 400 例 [M].北京：中國電力出版社 . 20xx [3]劉 保錄 基 于單片機的 電機綜合 參數(shù)測試儀 設(shè)計 [J].儀器儀 表學(xué)報 (2):7～ 9 [4]馮夏勇 ,賓鴻贊 微機轉(zhuǎn)速測量常用方法與精度分析 [J].電子與自動化 (2):32～ 33 [5]何立民 MCS51 系列單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)配置與接口 [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社 .1990 [6].孫涵芳 ,徐愛卿 單片機原理及應(yīng)用 [M].北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 . 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