【正文】 外部電路使得RST端出現(xiàn)2個機(jī)器周期（24個時鐘周期）以上的高電平，系統(tǒng)內(nèi)部復(fù)位。當(dāng)單片機(jī)執(zhí)行程序出錯或進(jìn)入死循環(huán)時，也可重新啟動。綜合考慮，本設(shè)計采用30pf的電容，晶振的頻率采用12MHZ,時鐘電路在本系統(tǒng)中采用并聯(lián)方式，最后連接在單片機(jī)的18腳和19腳，其電路圖見圖31。晶振的頻率越高，則系統(tǒng)的時鐘頻率也就越高，單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。對外接電容的值雖然沒有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會影響振蕩器的頻率的高低，振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性。AT89C51單片機(jī)內(nèi)部有一個反相放大器，XTALXTAL2分別為反相放大器的輸入和輸出端，接晶振和兩個負(fù)載電容元件以后就組成振蕩器，產(chǎn)生時鐘送至單片機(jī)內(nèi)部的各個部件。 時鐘電路單片機(jī)各功能部件的運(yùn)行都是以時鐘控制信號為基準(zhǔn)，有條不紊的工作。采用矩陣鍵盤對高速、低速值進(jìn)行加減以及按鍵聲、報警聲的相關(guān)設(shè)置，當(dāng)測得的轉(zhuǎn)速值超過高速或不足低速值時，就實現(xiàn)聲光報警功能。處理器采用AT89C51單片機(jī)，負(fù)責(zé)對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。圖35轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)框圖其中傳感器部分采用A44E開關(guān)型霍爾傳感器，負(fù)責(zé)將被測量轉(zhuǎn)化為脈沖信號。電機(jī)測速原理是在非磁材料的圓盤邊上粘貼兩塊磁鋼，霍爾傳感器固定在圓盤外緣，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動時，磁鋼經(jīng)過霍爾傳感器正前方，改變了磁通密度，電機(jī)每轉(zhuǎn)動一圈，霍爾傳感器便輸出兩個脈沖，隨著轉(zhuǎn)盤的不斷轉(zhuǎn)動，就不斷產(chǎn)生脈沖信號，經(jīng)放大整形電路后送入單片機(jī)處理，轉(zhuǎn)化為計數(shù)脈沖，脈沖信號的頻率與轉(zhuǎn)動速度成正比，根據(jù)單位時間間隔內(nèi)的脈沖數(shù)，就可獲得被測電機(jī)轉(zhuǎn)速。由于本系統(tǒng)中所測的電機(jī)轉(zhuǎn)速較高，且基于M法的測量，其電路和程序均較為簡單，所以本設(shè)計中采用M法進(jìn)行測量。 本設(shè)計系統(tǒng)中采用的方法通過分析可知，M法適合于高速測量，當(dāng)轉(zhuǎn)速越低，產(chǎn)生的誤差會越大。因此要求脈沖的上升沿（或下降沿）陡峭以及計數(shù)和定時嚴(yán)格同步。 式（24）即： 式（25）式中P——表示為轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)一周脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖數(shù)；——表示硬件產(chǎn)生的基準(zhǔn)時鐘脈沖頻率：單位（Hz）；n ——表示轉(zhuǎn)速單位：（轉(zhuǎn)/分）；——表示時基脈沖。通過定時器測得。 測周期法（“T法”）轉(zhuǎn)速可以用兩脈沖產(chǎn)生的間隔寬度來決定。設(shè)置的時間過長，可以提高精度，而設(shè)置的時間過短，測量精度會受到一定的影響。因此，為了提高測量精度，T要有足夠長的時間。 式（23）式中n——表示轉(zhuǎn)速單位：（轉(zhuǎn)/分）；T——表示定時時間單位：（秒）；——表示產(chǎn)生的脈沖個數(shù)。 式(21)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)過的弧度數(shù)的計算見式（22）。為了實現(xiàn)系統(tǒng)功能，主要研究了以下內(nèi)容：1．分析轉(zhuǎn)速測量常用的兩種方法；2．根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的要求選擇合適的傳感器；3．系統(tǒng)中各硬件模塊設(shè)計和軟件設(shè)計；4．系統(tǒng)調(diào)試。II轉(zhuǎn)速測量的研究轉(zhuǎn)速是能源設(shè)備與動力機(jī)械性能測試中的一個重要的特性參量，因為動力機(jī)械的許多特性參數(shù)是根據(jù)它們與轉(zhuǎn)速的函數(shù)關(guān)系來確定的，例如壓縮機(jī)的排氣量、軸功率、內(nèi)燃機(jī)的輸出功率等等，而且動力機(jī)械的振動、管道氣流脈動、各種工作零件的磨損狀態(tài)等都與轉(zhuǎn)速密切相關(guān)。總之，轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的研究是一件非常有意義的課題。它的研究結(jié)果可以用于我們的實際生活中，一方面它可以應(yīng)用于工業(yè)控制中的某一部分，如數(shù)控車床的電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測和控制、水泵流量控制以及需要利用轉(zhuǎn)速檢測來進(jìn)行控制的許多場合，如車輛的里程表、車速表等。由于單片機(jī)在測量轉(zhuǎn)速方面具有體積小、性能強(qiáng)、成本低的特點，越來越受到企業(yè)用戶的青睞，單片機(jī)對脈沖數(shù)字信號的強(qiáng)大處理能力，使得全數(shù)字化系統(tǒng)越來越普及，其轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)也可以用全數(shù)字化處理，在測量范圍和測量精度方面都有極大的提高。關(guān)鍵字：MSC51（單片機(jī)）； 轉(zhuǎn)速； 傳感器I前言I課題研究的目的和意義轉(zhuǎn)速是工程中應(yīng)用非常廣泛的一個參數(shù)，其測量方法較多，傳統(tǒng)的測速方法一般以測速發(fā)電機(jī)為主要檢測元件，得到的是模擬量，這種測量技術(shù)已不能適應(yīng)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。同時利用矩陣鍵盤對預(yù)先設(shè)定的高速值和低速值進(jìn)行相關(guān)設(shè)置，超過高速或低于低速值時，實現(xiàn)聲報警功能。本文介紹了電機(jī)轉(zhuǎn)速測量常用的方法，給出了基于單片機(jī)AT89C51的直流電機(jī)轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的設(shè)計方案，完成了電機(jī)轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的設(shè)計。數(shù)字式通常采用光電編碼器，霍爾元件等為檢測元件，得到的信號是脈沖信號。 蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電系應(yīng)用電子技術(shù)（電子產(chǎn)品營銷）專業(yè)畢業(yè)設(shè)計論文(霍爾傳感器電機(jī)轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的設(shè)計)學(xué)生姓名：高敏君指導(dǎo)教師: 徐 進(jìn)2013年1月目 錄 摘要 I 緒論 III 課題研究的目的和意義 IIII 轉(zhuǎn)速測量在國內(nèi)外的研究 IIIII 主要研究內(nèi)容 II第一章 電機(jī)轉(zhuǎn)速測量常用方法 1 測頻法（“M法”） 1 測周期法（“T法”） 1 本設(shè)計系統(tǒng)中采用的方法 2第二章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計 3 3第三章 硬件電路設(shè)計 4 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計 4 時鐘電路 4 復(fù)位電路 4 電源電路 5 霍爾傳感器測量電路設(shè)計 5 霍爾傳感器原理 5 開關(guān)型霍爾傳感器 5 信號處理電路設(shè)計 7 顯示電路設(shè)計 8 LCD1602簡介 8 LCD顯示電路 8 按鍵電路設(shè)計 9 蜂鳴器報警電路設(shè)計 10第四章 軟件設(shè)計 11 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境 11 系統(tǒng)開發(fā)語言 11 軟件總體設(shè)計 12第五章 系統(tǒng)調(diào)試 13 Protues仿真 13 系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果 14結(jié)論 15致謝 16參考文獻(xiàn) 17附錄 18 附錄1 18 附錄2 26摘 要在工程實踐中，經(jīng)常會遇到各種需要測量轉(zhuǎn)速的場合，測量轉(zhuǎn)速的方法分為模擬式和數(shù)字式兩種。模擬式采用測速發(fā)電機(jī)為檢測元件，得到的信號是模擬量。隨著微型計算機(jī)的廣泛應(yīng)用，特別是高性能價格比的單片機(jī)的出現(xiàn)，轉(zhuǎn)速測量普遍采用以單片機(jī)為核心的數(shù)字式測量方法。該系統(tǒng)以A44E開關(guān)型霍爾傳感器作為產(chǎn)生脈沖信號的主要元件，把所得到的計數(shù)脈沖轉(zhuǎn)化為電機(jī)的轉(zhuǎn)速值，并在LCD液晶顯示器上直觀的顯示電機(jī)的轉(zhuǎn)速值。其優(yōu)點硬件是電路簡單，軟件功能完善，測量速度快、精度高、控制系統(tǒng)可靠，性價比較高等特點。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)字系統(tǒng)測量得到普遍應(yīng)用。以單片機(jī)為核心，設(shè)計的數(shù)字化轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)，使系統(tǒng)能達(dá)到更高的性能，具有較強(qiáng)的應(yīng)用價值。另一方面由于該轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)采用全數(shù)字結(jié)構(gòu)，因而可以很方便的實行遠(yuǎn)程管理和控制，進(jìn)一步提高現(xiàn)代化水平。本課題研究的是電機(jī)轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)，對了解電機(jī)工作狀態(tài)，提高電機(jī)工作效率有很大的幫助，該課題主要是對電機(jī)轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)進(jìn)行硬件和軟件的設(shè)計，同時從實際硬件電路出發(fā)，分析電路的工作原理，根據(jù)設(shè)計的具體情況提出修改方案和解決辦法。III主要研究內(nèi)容該系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能有：1．液晶顯示器實時顯示所測得的轉(zhuǎn)速值；2．鍵盤對設(shè)定的高低速值進(jìn)行相關(guān)設(shè)置；3．實現(xiàn)聲光報警功能。第1章 電機(jī)轉(zhuǎn)速測量常用方法 測頻法（“M法”）在一定測量時間T內(nèi)，測量脈沖發(fā)生器（替代輸入脈沖）產(chǎn)生的脈沖數(shù)來測量轉(zhuǎn)速，如圖21所示，設(shè)在時間T內(nèi)，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)過的弧度數(shù)為，則轉(zhuǎn)速n由式（21）計算得到。 式(22)圖21 “M”法測量轉(zhuǎn)速脈沖將式（22）式代入式（21），則轉(zhuǎn)速n的表達(dá)式見式（23）。在該方法中，由于定時時間T和脈沖不能保證嚴(yán)格同步，以及在T內(nèi)能否正好測量外部脈沖的完整的周期不確定，所以可能產(chǎn)生1個脈沖的量化誤差。定時時間可根據(jù)測量對象預(yù)先設(shè)置。而且在規(guī)定的檢測時間內(nèi)對脈沖個數(shù)計數(shù)，雖然檢測時間一定，但檢測的起止時間具有隨機(jī)性，當(dāng)被測轉(zhuǎn)速較高時，才有較高的測量精度，并且測量準(zhǔn)確度隨轉(zhuǎn)速的減小而降低，該方法適合于高速測量。如圖22所示。定時器對時基脈沖(頻率為)進(jìn)行計數(shù)定時，在內(nèi)計數(shù)值若為，則計算公式見式（24）。 圖22 “T”法脈寬測量由“T”法可知，“T”法測量精度的誤差主要有兩個方面，一是由兩脈沖的上升沿觸發(fā)時間不一致而產(chǎn)生的；二是由計數(shù)和定時起始和關(guān)閉不一致而產(chǎn)生的。該方法在被測轉(zhuǎn)速較低（相鄰兩個轉(zhuǎn)速脈沖信號間隔時間較大）時，才有較高的測量精度，其測量準(zhǔn)確度隨著轉(zhuǎn)速的增大而降低，適于低速測量。T法適合于低速測量，轉(zhuǎn)速增高，誤差增大。第二章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計本系統(tǒng)的硬件主要由電機(jī)，霍爾傳感器，信號調(diào)理電路，AT89C