基于霍爾傳感器的轉(zhuǎn)速測(cè)量)

1、 成績?cè)u(píng)定： 傳感器技術(shù) 課程設(shè)計(jì) 題 目 基于霍爾傳感器的轉(zhuǎn)速測(cè)量 摘 要轉(zhuǎn)速是發(fā)動(dòng)機(jī)重要的工作參數(shù)之一,也是其它參數(shù)計(jì)算的重要依據(jù)。針對(duì)工業(yè)上常見的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)了以單片機(jī)STC89C51為控制核心的轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)。系統(tǒng)利用霍爾傳感器作為轉(zhuǎn)速檢測(cè)元件，并利用設(shè)計(jì)的調(diào)理電路對(duì)霍爾轉(zhuǎn)速傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行濾波和整形,將得到的標(biāo)準(zhǔn)方波信號(hào)送給單片機(jī)進(jìn)行處理。實(shí)際測(cè)試表明,該系統(tǒng)能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量要求。關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)速測(cè)量，霍爾傳感器，信號(hào)處理，數(shù)據(jù)處理 目 錄一 、設(shè)計(jì)目的1二、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求12.1設(shè)計(jì)任務(wù)12.2設(shè)計(jì)要求1三、設(shè)計(jì)步驟及原理分析13.1設(shè)計(jì)方法23.2設(shè)計(jì)步驟23.3設(shè)計(jì)原理分析16

2、四、課程設(shè)計(jì)小結(jié)與體會(huì)16五、參考文獻(xiàn)16傳感器技術(shù)課程設(shè)計(jì) 一 、設(shè)計(jì)目的1. 學(xué)習(xí)基本理論在實(shí)踐中綜合運(yùn)用的初步禁言，掌握模擬電路的設(shè)計(jì)的基本方法，設(shè)計(jì)步驟，培養(yǎng)綜合設(shè)計(jì)與實(shí)物調(diào)試能力。2. 學(xué)會(huì)霍爾傳感器的設(shè)計(jì)方法和性能指標(biāo)測(cè)試。3. 進(jìn)一步了解霍爾傳感器的組成框圖和各個(gè)單元的工作原理以及相互之間的聯(lián)系。4. 培養(yǎng)實(shí)踐技能，提高分析和解決問題的能力。5. 提高自己對(duì)文獻(xiàn)資料的搜索和信息處理能力。二、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求2.1設(shè)計(jì)任務(wù)1、 查閱傳感器有關(guān)方面的相關(guān)資料，了解此方面的發(fā)展?fàn)顩r。 2、掌握所用器件的特性。 3、采用合理的設(shè)計(jì)方案。 4、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)。 5、撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告。2.2設(shè)計(jì)

3、要求1.掌握霍爾傳感器的使用方法2.熟悉使用單片機(jī)測(cè)量轉(zhuǎn)速三、設(shè)計(jì)步驟及原理分析3.1設(shè)計(jì)方法系統(tǒng)由傳感器、信號(hào)預(yù)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(fù)責(zé)將電機(jī)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào)。信號(hào)預(yù)處理電路包含待測(cè)信號(hào)放大、波形變換、波形整形電路等部分，其中放大器實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)信號(hào)的放大,降低對(duì)待測(cè)信號(hào)的幅度要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)小信號(hào)的測(cè)量；波形變換和波形整形電路實(shí)現(xiàn)把正負(fù)交變的信號(hào)波形變換成可被單片機(jī)接受的TTL/CMOS兼容信號(hào)。 處理器采用STC89C51單片機(jī)，顯示器采用8位LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示。系統(tǒng)原理框圖如圖1所示： 圖1系統(tǒng)軟件主要包括測(cè)量初始化模塊、信號(hào)頻率測(cè)量模

4、塊、浮點(diǎn)數(shù)算術(shù)運(yùn)算模塊、浮點(diǎn)數(shù)到BCD碼轉(zhuǎn)換模塊、顯示模塊、按鍵功能模塊、定時(shí)器中斷服務(wù)模塊。系統(tǒng)軟件框圖如圖2所示。 圖23.2設(shè)計(jì)步驟1 單片機(jī)主控電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)選用 STC89C51 作為轉(zhuǎn)速信號(hào)的處理核心。STC89C51 包含 2 個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、4K8 位片內(nèi) FLASH 程序存儲(chǔ)器、4個(gè)8位并行I/O口。16 位定時(shí)/計(jì)數(shù)器用于實(shí)現(xiàn)待測(cè)信號(hào)的頻率測(cè)量。8位并行口P0、P2用于把測(cè)量結(jié)果送到顯示電路。4K8 位片內(nèi)FLASH程序存儲(chǔ)器用于放置系統(tǒng)軟件。STC89C51與具有更大程序存儲(chǔ)器的芯片管腳兼容,如:89C52(8K8 位)或 89C55(32K8 位),為系統(tǒng)軟件升級(jí)打

5、下堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。STC89C51最大的優(yōu)點(diǎn)是：可直接通過計(jì)算機(jī)串口線下載程序,而無需專用下載線和編程器。STC89C51單片機(jī)是在一塊芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和多功能I/O口等一臺(tái)計(jì)算機(jī)所需要的基本功能部件。其基本結(jié)構(gòu)框圖如圖3.1，包括：一個(gè)8位CPU；4KB ROM；128字節(jié)RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；21個(gè)特殊功能寄存器SFR； 4個(gè)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(gè)可編程全雙工串行口；具有5個(gè)中斷源，兩個(gè)優(yōu)先級(jí)，嵌套中斷結(jié)構(gòu)；兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器； 一個(gè)片內(nèi)震蕩器及時(shí)鐘電路；計(jì)數(shù)脈沖輸入 T0 T1特殊

6、功能寄存器SFR 128字節(jié)RAM定時(shí)/計(jì)數(shù)器 T0、T1時(shí)鐘源4K ROM（EPROM）（8031無）中斷系統(tǒng)串行接口并行I/O接口CPU P0 P1 P2 P3 TXD RXD 中斷輸入圖3 STC89C51單片機(jī)結(jié)構(gòu)框圖STC89C51系列單片機(jī)中HMOS工藝制造的芯片采用雙列直插(DIP)方式封裝,有40個(gè)引腳。STC89C51單片機(jī)40條引腳說明如下: (1)電源引腳。V正常運(yùn)行和編程校驗(yàn)(8051/8751)時(shí)為5V電源,V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。（3）時(shí)鐘。XTAL1：片內(nèi)震蕩器反

7、相放大器的輸入端。XTAL2：片內(nèi)震蕩器反相放器的輸出端，也是內(nèi)部時(shí)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(dú)立控制線RESET、EA、ALE、PSEN組成。值得強(qiáng)調(diào)的是，P3口的每一條引腳均可獨(dú)立定義為第一功能的輸入輸出或第二功能。如表4所示。P3口引腳及線號(hào)引腳第二功能P3.0 (10)RXD串行輸入口P3.1 (11)TXD串行輸出口P3.2 (12)INT0外部中斷0P3.3 (13)INT1外部中斷1P3.4 (14)T0定時(shí)器0外部輸入P3.5 (15)T1定時(shí)器1外部輸入P3.6 (16)WR外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫脈沖P3.7 (17)RD外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀脈沖

8、圖4單片機(jī)的片外總線結(jié)構(gòu)：地址總線（AB）：地址總線寬為16位，因此，其外部存儲(chǔ)器直接尋址為64K字節(jié)，16位地址總線由P0口經(jīng)地址鎖存器提供8位地址（A0至A7）；P2口直接提供8位地址（A8至A15）。數(shù)據(jù)總線（DB）：數(shù)據(jù)總線寬度為8位，由P0提供?？刂瓶偩€（CB）：由P3口的第二功能狀態(tài)和4根獨(dú)立控制線RESET、EA、ALE、PSEN組成。2 脈沖產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)LM358內(nèi)部包括有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單

9、電源供電的使用運(yùn)算放大器的場(chǎng)合。LM358的封裝形式有塑封8引線雙列直插式和貼片式。特性: 內(nèi)部頻率補(bǔ)償 直流電壓增益高(約100dB) 單位增益頻帶寬(約1MHz) 電源電壓范圍寬：單電源(330V) 雙電源(1.5一15V) 低功耗電流，適合于電池供電 低輸入偏流 低輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電流 共模輸入電壓范圍寬，包括接地 差模輸入電壓范圍寬，等于電源電壓范圍 輸出電壓擺幅大(0至Vcc-1.5V)如圖5所示，信號(hào)預(yù)處理電路為系統(tǒng)的前級(jí)電路，其中霍爾傳感元件b,d為兩電源端，d接正極，b接負(fù)極；a,c兩端為輸出端，安裝時(shí)霍爾傳感器對(duì)準(zhǔn)轉(zhuǎn)盤上的磁鋼,當(dāng)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，從霍爾傳感器的輸出端獲得與轉(zhuǎn)速率

10、成正比的脈沖信號(hào)，傳感器內(nèi)置電路對(duì)該信號(hào)進(jìn)行放大、整形，輸出良好的矩形脈沖信號(hào)，圖中LM358部分為過零整形電路使輸入的交變信號(hào)更精確的變換成規(guī)則穩(wěn)定的矩形脈沖，便于單片機(jī)對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)。圖5 信號(hào)預(yù)處理電路3.3 按鍵電路設(shè)計(jì)通過軟件設(shè)置按鍵開關(guān)功能： 按 K0清零、復(fù)位按K1顯示計(jì)時(shí)時(shí)間按K2顯示計(jì)數(shù)脈沖數(shù)此按鍵電路為低電平有效，當(dāng)無按鍵按下時(shí)，單片機(jī)輸入引腳P1.0、P1.1、P1.2、P1.3端口均為高電平。當(dāng)其中任一按鍵按下時(shí)，其對(duì)應(yīng)的P1端口變?yōu)榈碗娖?，在軟件中利用這個(gè)低電平設(shè)計(jì)其功能。軟件中還設(shè)置了按鍵防抖動(dòng)誤觸發(fā)功能，軟件中設(shè)置定時(shí)器1 50ms中斷一次，每次中斷都對(duì)按鍵進(jìn)行掃描

11、，如果掃描到有按鍵按下，則延遲10ms，再次進(jìn)行鍵掃描，若仍有按鍵按下，則按鍵為真，并從P1口讀取數(shù)據(jù)，低電平對(duì)應(yīng)的即為有效按鍵，如圖6所示。 圖63.4 數(shù)據(jù)顯示電路設(shè)計(jì)3.4.1 數(shù)碼管結(jié)構(gòu)和顯示原理圖8為數(shù)碼管的引腳接線圖，實(shí)驗(yàn)板上以P0口作輸出口，經(jīng)74LS244驅(qū)動(dòng)，接8只共陽數(shù)碼管S0-S7。表7為驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管的段代碼表為低電平有效，1-代表對(duì)應(yīng)的筆段不亮，0-代表對(duì)應(yīng)的筆段亮。若需要在最右邊（S0）顯示“5”，只要將從表中查得的段代碼64H寫入P0口，再將P2.0置高，P2.1-P2.7置低即可。設(shè)計(jì)中采用動(dòng)態(tài)顯示，所以其亮度只有一個(gè)LED數(shù)碼管靜態(tài)顯示亮度的八分之一。表3.

12、2 驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管的段代碼數(shù)字dpecgbfa十六進(jìn)制P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2 P0.1P0.0共陰共陽010110111B74810001010014EB210101101AD523100111019D624000111101E64610111011BB4470001010115EA810111111BF409100111119F60 表7 圖8數(shù)碼管的引腳接線這里設(shè)計(jì)的系統(tǒng)先用 6 位LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示小型直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。當(dāng)轉(zhuǎn)速高于六位所能顯示的值（999999）時(shí)就會(huì)自動(dòng)向上進(jìn)位顯示。3.4.2 緩沖器74LS244系統(tǒng)總線中的地址總

13、線和控制總線是單向的,因此驅(qū)動(dòng)器可以選用單向的,如74LS244。74LS244還帶有三態(tài)控制，能實(shí)現(xiàn)總線緩沖和隔離,74LS244是一種三態(tài)輸出的八緩沖器和線驅(qū)動(dòng)器，該芯片的邏輯電路圖和引腳圖如圖3.5所示。從圖可見，該緩沖器有8個(gè)輸入端，分為兩路1A11A4，2A12A4。同時(shí)8個(gè)輸出端也分為兩路1Y11Y4，2Y12Y4，分別由2個(gè)門控信號(hào)1G和2G控制，/1G, /2G三態(tài)允許端(低電平有效)。當(dāng)1G為低電平時(shí)，1Y11Y4的電平與1A11A4的電平相同，即輸出反映輸入電平的高低；同樣，當(dāng)2G為低電平時(shí)，2Y12Y4的電平與2A12A4的電平相同。而當(dāng)1G（或2G）為高電平時(shí)，輸出1Y

14、11Y4（或2Y12Y4）為高阻態(tài)。經(jīng)74LS244緩沖后，輸入信號(hào)被驅(qū)動(dòng)，輸出信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力加大了。74LS244緩沖器主要用于三態(tài)輸出的存儲(chǔ)地址驅(qū)動(dòng)器、時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器和總線定向接收器和定向發(fā)送器等。常用的緩沖器還有74LS240，241等。 圖9 74LS244邏輯電路圖74LS244的極限參數(shù)如下:電源電壓 7V 輸入電壓5.5V 輸出高阻態(tài)時(shí)高電平電壓5.5V利用上述器件設(shè)計(jì)的顯示電路如圖3.6所示。8個(gè)共陽的LED數(shù)碼管（S0-S7）同名的引腳連接在一起，由單片機(jī)P0口通過74LS244驅(qū)動(dòng)（段控制），R12-R19 為限流電阻。單片機(jī)P2口的8個(gè)引腳分別通過三極管Q0-Q7控制8個(gè)LE

15、D數(shù)碼管的公共端（位控制）。單片機(jī)的主時(shí)鐘為12MHz。 P0口 和 P2口都是準(zhǔn)雙向口，輸出時(shí)需要接上拉電阻。P0內(nèi)部沒有上拉電阻，P2口內(nèi)部有弱上拉。所以P0口外圍電路設(shè)計(jì)為低電平有效，高電平無效。要使數(shù)碼管S0-S7的其中一個(gè)亮，其對(duì)應(yīng)的P2端口要置高，P2的其余端口置低。如要讓S0數(shù)碼管亮，則要將P2.0置高，P2.1-P2.7置低即可。系統(tǒng)將定時(shí)把顯示緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)送出，在數(shù)碼管LED上顯示。 3.5 穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)如圖3.7所示為5-12V連續(xù)可調(diào)穩(wěn)壓電源，采用L4960芯片制作的輸出電流可達(dá)10A，輸出電壓在512V間連續(xù)可調(diào)，是一個(gè)實(shí)用的開關(guān)型穩(wěn)壓電源。其工作原理為：220V交流電

16、源經(jīng)變壓器T1降壓，橋堆VD1整流，C1、C2濾波后得到一直流電壓。IC第、腳為直流電壓輸入端，其最高輸入電壓為+40V。該直流電壓經(jīng)IC內(nèi)部的振蕩器調(diào)制為200kHz左右的高頻開關(guān)電壓，振蕩器的開關(guān)頻率由外接振蕩電容器C4決定。當(dāng)C4的值取為3300pF時(shí)，電源的開關(guān)頻率約為200kHz；R3、C6為環(huán)路調(diào)節(jié)放大器的頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，由第7腳輸入。IC第腳為抑制輸入端，其閉鎖電壓的閾值為0.7V，輸出電壓經(jīng)取樣電阻R2反饋至第腳后與R1比較，當(dāng)閾值電壓大于0.7V時(shí)，輸出關(guān)閉，起到短路過流保護(hù)作用。第6腳為輸出電壓調(diào)節(jié)控制端，由電位器RP1及電阻R4將輸出電壓分壓后得到調(diào)節(jié)電壓檢測(cè)值，調(diào)節(jié)電位器

17、RP1可控制輸出電壓的大小，輸出電壓值可由公式：VO=Vref進(jìn)行估算。其中，Vref為基準(zhǔn)電壓，為2.1V。IC為專用開關(guān)型穩(wěn)壓集成電路L4960，其外殼接地并接散熱器。IC外圍電路中，除振蕩電容C4選擇高頻電容器外，電阻R1、R2應(yīng)選擇允許偏差1的高精度金屬膜電阻外，其余元件無特殊要求，按圖中參數(shù)選取小型器件即可。由于輸出電壓為高頻開關(guān)式，因此IC和功率三極管VT所需的散熱器僅為普通穩(wěn)壓電源的三分之一，且性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通的穩(wěn)壓電源。 圖10 5-12V連續(xù)可調(diào)穩(wěn)壓電源電路3.6 串行通信模塊設(shè)計(jì)STC89C51單片機(jī)有一個(gè)全雙工的串行通信口，以便于單片機(jī)和電腦之間進(jìn)行串口通信。為了與計(jì)算機(jī)

18、進(jìn)行通訊，設(shè)計(jì)了RS232串行通信接口，將該接口與PC機(jī)的串口連接，可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)的串行通信，進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸。進(jìn)行串行通信要滿足一定的條件，比如電腦的串口是RS232電平（-5至-15V為1，+5至+15V為0），而單片機(jī)的串口是TTL電平（大于+2.4V為1，小于+0.7V為0），兩者之間必有一個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路，圖11用MAX232集成電路實(shí)現(xiàn)RS232電平與TTL電平的相互轉(zhuǎn)換。此串行通信功能模塊完成源程序代碼下載到STC89C51芯片中，它需要和微機(jī)上的ISP下載器軟件配合使用來完成這樣的功能。系統(tǒng)總電路為以上硬件各功能模塊的有機(jī)結(jié)合，如圖12所示。圖11.MAX232串行通信圖

19、12. 系統(tǒng)總電路3.7系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)軟件主要為主程序、數(shù)據(jù)處理顯示程序、按鍵程序設(shè)計(jì)、定時(shí)器中斷服務(wù)程序四個(gè)部分。（1）主程序主要完成初始化功能，包括LED顯示的初始化，中斷的初始化，定時(shí)器的初始化，寄存器、標(biāo)志位的初始化等。主程序流程圖如圖12所示。（2）數(shù)據(jù)處理顯示模塊程序。此模塊中單片機(jī)對(duì)在1秒內(nèi)的計(jì)數(shù)值進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換成r/min送顯示緩存以便顯示。具體算法如下:設(shè)單片機(jī)每秒計(jì)數(shù)到n個(gè)值，即n/2 (r/s)(圓盤貼兩個(gè)磁鋼)。則n/2 (r/s)=30n(r/min)。即只要將計(jì)數(shù)值乘以30便可得到每分鐘電機(jī)的轉(zhuǎn)速。數(shù)據(jù)處理顯示模塊流程圖如圖13所示。 圖12 主程序流程圖 圖1

20、3 數(shù)據(jù)處理顯示模塊流程圖 圖14.定時(shí)器1中斷服務(wù)程序流程圖（3）按鍵程序設(shè)計(jì)。按鍵程序包括按鍵防抖動(dòng)處理、判鍵及修改項(xiàng)目等程序。按鍵流程圖如圖14所示。 （4）定時(shí)器1中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)。定時(shí)器1完成計(jì)時(shí)功能，定時(shí)50ms，進(jìn)行定時(shí)中斷計(jì)數(shù)并每隔1s更新一次顯示數(shù)據(jù)。流程圖如圖15所示。 圖15 （3）按鍵程序設(shè)計(jì)。按鍵程序包括按鍵防抖動(dòng)處理、判鍵及修改項(xiàng)目等程序。按鍵流程圖如圖4.3所示。 （4）定時(shí)器1中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)。定時(shí)器1完成計(jì)時(shí)功能，定時(shí)50ms，進(jìn)行定時(shí)中斷計(jì)數(shù)并每隔1s更新一次顯示數(shù)據(jù)。流程圖如圖15所示。3.8制作調(diào)試3.8.1 硬件調(diào)試 硬件調(diào)試時(shí)先分步調(diào)試硬件中各個(gè)功能

21、模塊，調(diào)試成功后再進(jìn)行統(tǒng)調(diào)。安裝固定電機(jī)和霍爾傳感器時(shí)，粘貼磁鋼需注意，霍爾傳感器對(duì)磁場(chǎng)方向敏感，粘貼之前可以先手動(dòng)接近一下傳感器，如果沒有信號(hào)輸出，可以換一個(gè)方向再試?；魻杺鞲衅魈筋^要對(duì)準(zhǔn)轉(zhuǎn)盤上的磁鋼位置，安裝距離要在10mm以內(nèi)才可靈敏的感應(yīng)磁場(chǎng)變化。在磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí)霍爾傳感器輸出低電平，指示燈亮；磁場(chǎng)減弱時(shí)輸出高電平，指示燈熄滅。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電壓指示燈高頻閃爍，所以視覺上指示燈不會(huì)有多大的閃爍感。當(dāng)給NJK 8002D 型霍爾傳感器施加15V電壓時(shí)其輸出端可以輸出4V的感應(yīng)電壓。輸出幅值為4V的矩形脈沖信號(hào)。LM358整形電路調(diào)試：在焊接硬件電路時(shí)需細(xì)心排除元器件和焊接等方面可能出現(xiàn)的

22、故障，元器件的安裝位置出錯(cuò)或引腳插錯(cuò)都可能導(dǎo)致電路短路或?qū)崿F(xiàn)不了電路應(yīng)有的功能，甚至燒壞元器件。為方便調(diào)試，用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的1KHz的正弦信號(hào)送給LM358整形電路，調(diào)試直到可以輸出矩形脈沖信號(hào)為止，該整形電路調(diào)試即可完成。然后以此信號(hào)為測(cè)試信號(hào)送給單片機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)行測(cè)量、顯示等其他功能的調(diào)試。3.8.2 軟件調(diào)試 測(cè)量系統(tǒng)與PC機(jī)連接時(shí)一定要先連接串行通信電纜，然后再將其電源線插入U(xiǎn)SB接口；拆除時(shí)先斷開其電源，再斷開串行通信電纜，否則極易損壞PC機(jī)的串口。在進(jìn)行軟件編程調(diào)試時(shí)需要用到單片機(jī)的集成開發(fā)環(huán)境MedWin V2.39 軟件，編程時(shí)極易出現(xiàn)誤輸入或其他的一些語法錯(cuò)誤，最重要的還有一

23、些模塊無語法錯(cuò)誤卻達(dá)不到預(yù)期的功能，都要經(jīng)過調(diào)試才能排除。MedWin V2.39 軟件具有很強(qiáng)大的編程調(diào)試功能，能夠模擬仿真實(shí)際單片機(jī)的端口和內(nèi)部功能部件的狀態(tài)值。該軟件中有硬件調(diào)試和軟件調(diào)試功能，可以觀察單片機(jī)內(nèi)存單元對(duì)應(yīng)的運(yùn)行值，可以顯示單片機(jī)端口、中斷、定時(shí)器1、定時(shí)器2還有串口對(duì)應(yīng)的運(yùn)行值?？梢詥尾秸{(diào)試也可以模塊調(diào)試，最好的是可以對(duì)你所懷疑的語句模塊設(shè)置斷點(diǎn)。MedWin V2.39 具有的強(qiáng)大的編譯調(diào)試功極大地方便了對(duì)軟件部分的調(diào)試。在具體調(diào)試過程中，系統(tǒng)將各功能模塊如數(shù)據(jù)處理程序、按鍵程序設(shè)計(jì)、中斷服務(wù)子程序、LED顯示程序分別分開進(jìn)行調(diào)試，最后進(jìn)行主程序的整體調(diào)試。編譯無誤后生

24、成目標(biāo)代碼BIN文件采用STC 單片機(jī)下載軟件STC-ISP將其下載到實(shí)驗(yàn)板的單片機(jī)中。下載軟件的最后一步：點(diǎn)擊軟件STC-ISP界面中的下載按鈕，在點(diǎn)擊前一定要保持實(shí)驗(yàn)板的串行通信線及電源線與PC機(jī)連接良好，并且實(shí)驗(yàn)板的電源開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，然后點(diǎn)擊下載按鈕，再打開實(shí)驗(yàn)板電源開關(guān)，此時(shí)軟件將自動(dòng)完成程序下載。最后將硬件和軟件結(jié)合起來整體調(diào)試實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的測(cè)速功能。3.9設(shè)計(jì)原理分析轉(zhuǎn)速是工程上一個(gè)常用的參數(shù)，旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速常以每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)來表示。其單位為 rmin。由霍爾元件及外圍器件組成的測(cè)速電路將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)，送至單片機(jī)STC89C51的計(jì)數(shù)器 T0進(jìn)行計(jì)數(shù)，用T1定時(shí)測(cè)出電動(dòng)機(jī)的

25、實(shí)際轉(zhuǎn)速。此系統(tǒng)使用單片機(jī)進(jìn)行測(cè)速，采用脈沖計(jì)數(shù)法，使用霍爾傳感器獲得脈沖信號(hào)。其機(jī)械結(jié)構(gòu)也可以做得較為簡單，只要在轉(zhuǎn)軸的圓盤上粘上兩粒磁鋼，讓霍爾傳感器靠近磁鋼，機(jī)軸每轉(zhuǎn)一周，產(chǎn)生兩個(gè)脈沖，機(jī)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生連續(xù)的脈沖信號(hào)輸出。由霍爾器件電路部分輸出，成為轉(zhuǎn)速計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖?？刂朴?jì)數(shù)時(shí)間，即可實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值對(duì)應(yīng)機(jī)軸的轉(zhuǎn)速值。單片機(jī)CPU將該數(shù)據(jù)處理后，通過LED顯示出來。四、課程設(shè)計(jì)小結(jié)與體會(huì)霍爾傳感器具有不怕灰塵、油污，安裝簡易，不易損壞等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)得到了廣泛應(yīng)用。利用霍爾傳感器設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)以單片機(jī)STC89C51為數(shù)據(jù)處理核心，采用定時(shí)器定時(shí)中斷的方法實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)，對(duì)測(cè)量

26、數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算得到轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，并將結(jié)果送數(shù)碼管顯示。整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)硬件電路簡單，容易調(diào)試，軟件部分編程采用C51，有較高的編程效率。測(cè)試結(jié)果表明對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量精度較高，基本能夠滿足實(shí)際的測(cè)試需要，有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。五、參考文獻(xiàn)1何希才,薛永毅.傳感器及其應(yīng)用實(shí)例M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.12譚浩強(qiáng).C程序設(shè)計(jì)（第二版）M.北京：清華大學(xué)出版社，19993謝嘉奎,宣月清,馮軍 . 電子線路M.北京：高等教育出版社，20044康華光 .電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：高等教育出版社，20045胡斌 . 圖表細(xì)說電子元器件M.北京：電子工業(yè)出版社，2004.56德克勞斯貝伊特.電子元件M. 北京：

27、科學(xué)出版社，1999.87余錫存,曹國華.單片機(jī)原理與接口技術(shù)M .西安：西安電子科技大學(xué)出版社,2000.7附錄A部分程序清單:/=源代碼_HYTC=#include #include -#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned int/#include /const uchar code tab1=0x48,0xeb,0x52,0x62,0xe1,0x64,0x44,0xea,0x40,0x60;/const uchar code tab2=0x80,0x40,0x20,0x10,0x08,0x04,0x02,0x0

28、1;/uchar buf8=0,0,0,0,0,0,0,0;/unsigned char code dispbit=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f;unsigned char code dispbit=0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80;/unsigned char code dispcode=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00,0x40;unsigned char codedispcode=0x48,0xeb,0x52,0x62,0xe1,0x64,0x44,0xea,0x40,0x60,0xff,0xbf;uchar dispbuf8=0,0,0,0,0,0,10,10;uchar temp8;uchar dispcount;uchar T0count;uchar timecount;