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根据51单片机的数字测速体系的设计方案

本方案所设计的基于霍尔元件的脉冲发生器要求成本低,构造简单,性能好。在电气控制系统中存在着较为恶劣的电磁环境,因此要求产品本身要具有较强的抗干扰能力。系统主要由AT89S52单片机处理系统、电机、传感

本方案所规划的根据霍尔元件的脉冲发生器要求本钱低,结构简略,性能好。在电气操控体系中存在着较为恶劣的电磁环境,因而要求产品自身要具有较强的抗干扰才能。体系主要由AT89S52 单片机处理体系、电机、传感器检测单元、信号处理单元和显现体系等几个部分组成。

1 整体方案规划

对转速的丈量实践上是对转子旋转引起的周期脉冲信号的频率进行丈量。霍尔元件测速法是运用霍尔开关元件测转速的。

霍尔开关元件内含稳压电路、霍尔电势发生器、放大器、施密特触发器和输出电路。输出电平与TTL 电平兼容,在电机转轴上装一个圆盘,圆盘上装若干对小磁钢,小磁钢越多,分辨率越高,霍尔开关固定在小磁钢邻近,当电机滚动时,每逢一个小磁钢转过霍尔开关,霍尔开关便输出一个脉冲,计算出单位时刻的脉冲数,即可确认旋转体的转速。其体系框图如图1 所示。

2 体系硬件电路规划

该体系包含霍尔传感器、阻隔整形电路、主CPU、显现电路、报警电路及电源等部分。其丈量进程是丈量转速的霍尔传感器和电机机轴同轴衔接,机轴每转一周,发生一定量的脉冲个数,由霍尔器材电路输出,经阻隔整形后送入单片机进行处理,单片机收到信号将该值数据处理后,在LCD 液晶显现器上显现出来。

一旦超速,CPU 经过蜂鸣器进行报警。

2.1 传感器的挑选

丈量电机转速的第一步便是要将电机的转速表明为单片机能够辨认的脉冲信号,然后进行脉冲计数。运用霍尔器材检测脉冲信号因其具有结构结实、体积小、重量轻、寿命长、设备便利等长处。当电机滚动时,带动传感器运动,发生对应频率的脉冲信号,经过信号处理后输出到计数器或其他的脉冲计数设备,进行转速的丈量。

2.2 微处理器的挑选

为了削减体积与功耗,选用较常运用且较经济的AT89S52单片机:AT89S52 是一种低功耗、高性能CMOS 的8 位微操控器,具有8K 在体系可编程存储器。其最小体系包含单片机AT89S52接口电路、晶振电路、复位电路。如图2 所示。

2.3 计数器与守时器

运用片内的计数器的长处在于下降单片机体系的本钱。每到一个脉冲将会发生一个T1 的计数,在T0 发生的100ms 中止完成后,T1 的中止溢出次数便是所需求计的脉冲数。体系计数部分选用片内的计数器。守时器部分可由片内一直信号发生。

2.4 信号处理电路

用霍尔传感器丈量转速,其检测到的信号为一个个的脉冲,所以不需求进行模数转化,信号经传感器后,滤去杂波即可直接接入单片机进行计数处理。由所以数字脉冲信号,所以滤波的时分选用两次反向操作,即可到达阻隔整形的意图。硬件搭接如图3 所示。其间74LS14 为六位反相器。

2.5 体系规划总框图

实践丈量时,要把霍尔传感器固定在直流测速电机的底板上,与霍尔探头相对的电机的轴上固定着一片磁钢块,电机每转一周,霍尔传感器便宣布一个脉冲信号,如图4 所示。

3 检测体系软件规划

电机转速丈量需求经过的4 个根本进程:1 是操控办法;2 是确认计数办法;3 是信号输入办法;4 是计数值的读取。其丈量进程是丈量转速的霍尔传感器和电机机轴同轴衔接,机轴每转一周,发生一定量的脉冲个数,由霍尔器材电路输出。经过阻隔整形电路后,成为转数计数器的计数脉冲。操控计数时刻,即可完成计数器的计数值对应机轴的转速值。主CPU 将该值数据处理后,在LCD 液晶显现器上显现出来。3.1 主程序框图

先进行初始化设置各守时器初值,然后判别是否发动体系进行丈量。发动体系后,霍尔传感器检测脉冲到来后,发动外部中止,每来一个脉冲中止一次,记载脉冲个数。一起发动T0 守时器作业,每1 秒守时中止一次,读取记载的脉冲个数,即电机转速。接连采样三次,取平均值记为一次转速值。再进行数值的判别,若数值高于5000r/s 则报警并回来初始化阶段,不然就进行正常速度液晶显现。如图5 所示。

3.2 中止服务程序

在处于中止服务程序阶段,首要进行关中止设置。其次进行对位进行的脉冲个数计数的数值读取。再次对、T0 进行赋初值而且进行关中止设置。最终进行中止回来。

3.2.1 外部计数中止

3.2.2 守时器中止流程图

4 总结

本文介绍了一种根据单片机的电机转速丈量体系的规划方案, 克服了传统办法丈量的缺乏, 能够完成电机转速不同区段的精度丈量。该速度丈量体系具有丈量速度快,丈量精度高的长处,霍尔传感器的输出信号经信号调度后,经过单片机对接连脉冲记数来完成转速丈量,充分运用了单片机的内部资源,有很高的性价比。事实证明,该体系在一般的转速检测和操控中均可使用。

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