畢業(yè)設(shè)計(jì)-基于霍爾傳感器的電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2025-02-05 19:04本頁面
【正文】 案 一：在低轉(zhuǎn)速和高轉(zhuǎn)速時(shí)都選擇 1 分鐘為閘門時(shí)間，則計(jì)數(shù)器所得值 m，除以磁鋼個(gè)數(shù) n，即得轉(zhuǎn)速 r=m/n。 方案二：根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速快慢智能判斷閘門時(shí)間。如果小于 360 個(gè)則延長(zhǎng)閘門時(shí)間至 10 秒，計(jì)算通過磁鋼個(gè)數(shù)，如果大于等于 360 個(gè)（即大于等于 60 轉(zhuǎn) /分），計(jì)算出轉(zhuǎn)速。根據(jù)題設(shè)要求測(cè)量誤差不能大于正負(fù) 3 轉(zhuǎn) /分。 優(yōu)點(diǎn)：該方法對(duì)測(cè)量大于等于 600 轉(zhuǎn) /分的轉(zhuǎn)速所花時(shí)間較短 缺點(diǎn)：對(duì)量小于等于 600 轉(zhuǎn) /分的轉(zhuǎn)速所花時(shí)間較長(zhǎng)，不過為了提高測(cè)量精度只好延長(zhǎng)時(shí)間。在低轉(zhuǎn)速（小于 600 轉(zhuǎn) /分），選用周期測(cè)頻法。 綜上所訴方案三更好，所以本課題選擇方案三。 霍爾開關(guān)傳感器測(cè)頻法測(cè)速原理： 小磁鐵固定在轉(zhuǎn)盤上，轉(zhuǎn)盤與電機(jī)軸相連，同步轉(zhuǎn)動(dòng)，小磁鐵通過霍爾傳感器時(shí)，霍爾傳感器產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的脈沖，我們?cè)趩挝粫r(shí)間內(nèi)計(jì)算脈沖的個(gè)數(shù)，再除以小磁鐵的個(gè)數(shù)，得到的值即為電機(jī)的轉(zhuǎn)速，其中小磁鐵的個(gè)數(shù)即為分辨率的值，小磁鐵越多分辨率越高，測(cè)量精度越高。這樣能夠減小由計(jì)數(shù)法測(cè)頻所引起的正負(fù) 1 個(gè)脈沖（量化誤差）誤差的影響。 6 顯示模塊方案 方案一：選用數(shù)管顯示，顯示單一。 由于數(shù)碼管顯示內(nèi)容單一，所以我選擇顯示內(nèi)容更豐富的方案二。 單片機(jī)模塊 本課題選用 AT89C51 單片機(jī)作為主控器 51 單片機(jī)的介紹 52 單片機(jī)引腳圖如圖 41 所示： 圖 41：?jiǎn)纹瑱C(jī)引腳圖 7 主要特性： ★ 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ) 器 ★壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) ★數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10 年 ★ 32 可編程 I/O 線 ★ 5 個(gè)中斷源 ，兩個(gè)外部中斷，兩個(gè)定時(shí)器中斷，一個(gè)串口中斷 ★ 有一個(gè)串口 ★低功耗的閑置和掉電模式 管腳說明： 腳 VCC 用于接電源正極。 ， P2 為雙向 IO 口。 口除了作為 IO 口外，還有復(fù)用功能 ,復(fù)用功能如下表 41 表 41 引腳 復(fù)用名稱 復(fù)用功能 P30 RXD 串行數(shù)據(jù)接收 P31 TXD 串行數(shù)據(jù)發(fā)送 P32 INT0 外部中斷 0 P33 INT1 外部中斷 1 請(qǐng)求 P34 T0 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 P35 T1 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1 P36 WR 外部 RAM 寫選通 P37 RD 外部 RAM 讀選通 ：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。 ：來自反向振蕩器的輸出。本復(fù)位電路選擇上電自動(dòng)復(fù)位電路。當(dāng)電路 上電時(shí)，由于電容兩端的電壓不可跳變，所 RST 端會(huì)是高電平，系統(tǒng)復(fù)位。 圖 42：復(fù)位電路 系統(tǒng)時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 時(shí)鐘電路為整個(gè)系統(tǒng)提供時(shí)鐘，是整個(gè)系統(tǒng)不可缺少的一環(huán)。由于受 51 單片機(jī)自身限制，時(shí)鐘晶振也不能選擇過大， 51 單片機(jī)能支持幾十兆的晶振。晶振電路如圖 43 所示。當(dāng)電容太大時(shí)晶振不能正常起振，導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作。 9 圖 43：時(shí)鐘電路 IO 口管腳分配 ，用于計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)。 輸出 I/O 分配：選 作為模擬 PWM 輸出口 顯示 I/O 口分配： P0 口接 LCD 的數(shù)據(jù)傳送接口， ~ 作為作為L(zhǎng)CD 的控制 接口，分別接 LCD 的 E（使能端）， RW（讀寫端）， RS（數(shù)據(jù) /命令端） 電機(jī)轉(zhuǎn)速控制 控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速的快慢，也就相當(dāng)于控制電機(jī)兩端電壓的大小，控制電壓的大小可以選擇 DA 數(shù)模轉(zhuǎn)換器，也可以選擇 PWM 輸出控制。 PWM 可以直接由單片機(jī)模擬輸出，操作方便簡(jiǎn)單，所以本次選擇 PWM 來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。它的作用是把恒定的直流電源電壓調(diào)制成頻率一定，寬度可變的脈沖電壓序列，從而 改變平均輸出電壓的大小，以調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。為了消除這一影響，采用光耦耦合器把電機(jī)和單片機(jī)分開，從而達(dá)到消除這一影響的目的。具體電路如圖 44 所示： 10 圖 44 按鍵 S2 增加 PWM 占空比，即增加轉(zhuǎn)速。 單刀 Key1：電機(jī)開關(guān)。 LCD1602 的引腳說明即指令說明分別如表 41，表 42 所示所示， 11 表 41 引腳 引腳名 電平 輸入 /輸出 作用 1 GND 電源地 2 VCC 電源正極 3 VEE 對(duì)比調(diào)整電壓 4 RS 0/1 輸入 0：輸入指令 1：輸入數(shù)據(jù) 5 R/W 0/1 輸入 0：寫入數(shù)據(jù)或指令； 1：從 LCD 讀數(shù)據(jù) 6 E 1,1→ 0 輸入 使能信號(hào)， 1 讀取信息 1→ 0（下降沿）執(zhí)行指令 7 DB0 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 0 8 DB 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 1 9 DB 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 2 10 DB 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 3 11 DB 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 4 12 DB 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總
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