霍爾傳感器測速論文

1、傳感器綜合設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)（論文）說明書題目：霍爾傳感器應(yīng)用設(shè)計(jì)院（系）：信息與通信學(xué)院專業(yè)：電子信息工程學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：王守華歸發(fā)弟2012童有為李秀東胡機(jī)秀年07月04日電動(dòng)機(jī)作為機(jī)械化、電氣化和自動(dòng)化的原動(dòng)機(jī)，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防建設(shè)、科學(xué)技術(shù)研究和人民物質(zhì)文明生活的各個(gè)領(lǐng)域。電機(jī)是生產(chǎn)過程中應(yīng)用十分廣泛的裝置，對其轉(zhuǎn)速進(jìn)行準(zhǔn)確測量就顯得十分必要。本文介紹了霍爾傳感器測速的原理，設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)AT89C51的直流電機(jī)轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)。完成了電機(jī)轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)、霍爾傳感器測量電路的設(shè)計(jì)、顯示電路的設(shè)計(jì)。測量轉(zhuǎn)速的霍爾傳感器和機(jī)軸同軸連接，機(jī)軸每轉(zhuǎn)一周，產(chǎn)生一定量的脈沖個(gè)

2、數(shù)，由霍爾器件電路部分輸出幅度為12V的脈沖。經(jīng)光電隔離器后成為輸出幅度為5V轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖?？刂贫〞r(shí)器計(jì)數(shù)時(shí)間，即可實(shí)現(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)速的測量。在顯示電路設(shè)計(jì)中，通過1602實(shí)現(xiàn)在LCD上直觀地顯示電機(jī)的轉(zhuǎn)速值。并對電機(jī)轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的硬件電路、顯示電路進(jìn)行了調(diào)試。與軟件配合，實(shí)現(xiàn)了顯示、報(bào)警功能。仿真實(shí)驗(yàn)表明所設(shè)計(jì)的硬件電路及軟件程序是正確的，滿足設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵詞：電機(jī)轉(zhuǎn)速測量；霍爾傳感器；單片機(jī)；89C51;LCDAbstractMotors,astheoriginalmachineofmechanization,electrificationandautomationarewidelya

3、ndcommonusedinthevariousareasofconstructionofnationaleconomy,nationaldefense,scienceandtechnologyresearchandmaterialitycivilization.Anditisveryimportantinmanufacturing,measuringitsrotationalspeedbecomesveryessentialandnecessary.Theprinciplesofmotorspeedmeasurementswithhallsensorwasdescribedinthisart

4、icleandDCmotorspeedmeasurementsystemwhichisbasedonAT89C51wasdesigned,andthecorrespondinghardwarecircuitdesignswasalsocompletedaccordingly.Thehallsensorisconnectedwithcrankshaftbycoaxialjunction.Everyrevolutionofthecrankshaftwillgenerateacertainamountofpulseswhoseamplitudeis12v.Theopto-couplerturnsth

5、esecertainamountofpulsesinto5-amplitudecountimpulse.Themotorspeedcanbemeasuredbycontrollingthetime.Inthedesignofdisplaycircuit,thenumberofmotorspeedisdisplayedinLCDdirectlythrough1602.Themotorspeedmeasurementsystemandthehardwarecircuits,displaycircuitfunctionaredebuggedtocooperatewiththesoftwaretodi

6、splayandalarmusers.Thesimulationresultshaveprovedthatthehardwarecircuitsdesignandsoftwareprogramiscorrect,andthesystemcanmeetthedesigningrequirementcompletely.KeyWords:MotorSpeedMeasurement;HallSensor;Microcomputer;89C51LCD目錄引言11 課題設(shè)計(jì)目的和要求11.1 霍爾測速模塊論證與選擇21.2 系統(tǒng)的組成框圖23硬件設(shè)計(jì)23.1 霍爾傳感器硬件設(shè)計(jì)23.1.1 A3144霍

7、爾開關(guān)的工作原理及應(yīng)用說明33.1.2 霍爾傳感器測量原理43.2 AT89S51芯片介紹53.2.1 AT89S51芯片主要性能特點(diǎn)53.2.2 AT89S51芯片管腳介紹53.3 液晶顯示部分73.4 電路檢測部分83.5 L298N驅(qū)動(dòng)電機(jī)部分84軟件設(shè)計(jì)9程序設(shè)計(jì)流程圖9應(yīng)用程序設(shè)計(jì)105霍爾傳感器測速設(shè)計(jì)原理框圖及PCB圖116實(shí)訓(xùn)總結(jié)13謝辭15參考文獻(xiàn)16附錄17引言霍爾元件是一種基于霍爾效應(yīng)的磁傳感器，已發(fā)展成一個(gè)品種多樣的磁傳感器產(chǎn)品族，并已得到廣泛的應(yīng)用。霍爾器件是一種磁傳感器。用它們可以檢測磁場及其變化，可在各種與磁場有關(guān)的場合中使用?；魻柶骷曰魻栃?yīng)為其工作基礎(chǔ)?；魻?/p>

8、器件具有許多優(yōu)點(diǎn)，它們的結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高(可達(dá)1MHZ,耐震動(dòng)，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。霍爾線性器件的精度高、線性度好；霍爾開關(guān)器件無觸點(diǎn)、無磨損、輸出波形清晰、無抖動(dòng)、無回跳、位置重復(fù)精度高(可達(dá)pm級)。采用了各種補(bǔ)償和保護(hù)措施的霍爾器件的工作溫度范圍寬，可達(dá).55C150c。按照霍爾器件的功能可將它們分為：霍爾線性器件和霍爾開關(guān)器件。前者輸出模擬量，后者輸出數(shù)字量。文章介紹了霍爾傳感器的工作原理，闡述了霍爾傳感器測速系統(tǒng)的工作過程，利用脈沖計(jì)數(shù)法實(shí)現(xiàn)了對轉(zhuǎn)速的測量，通過LCD直觀地顯示電機(jī)的轉(zhuǎn)速值。結(jié)合硬件電路設(shè)計(jì)，采用模塊化方

9、法進(jìn)行了軟件設(shè)計(jì)。編制了電機(jī)轉(zhuǎn)速的測量設(shè)計(jì)了測量模塊、轉(zhuǎn)速模塊、報(bào)警模塊、顯示模塊等的C51程序，并通過PROTEUSE軟件進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的軟件程序是正確的。1課題設(shè)計(jì)目的和要求課題設(shè)計(jì)目的如下：(1)掌握單片機(jī)的原理以及技術(shù)應(yīng)用，傳感器應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)方法。(2)熟悉集成元件的選擇和集成電路芯片的功能及使用方法。(3)熟悉仿真軟件的使用。(4)掌握接線方法和腐蝕焊接技術(shù)。課程題設(shè)計(jì)要求如下：(1)選定傳感器?；魻杺鞲衅骶哂徐`敏、可靠、體積小巧、無觸點(diǎn)、無磨損、使用壽命長、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，綜合了電機(jī)轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的要求。(2)設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)最小系統(tǒng)，掌握單片機(jī)接口電路的設(shè)計(jì)技巧，學(xué)會(huì)

10、利用單片機(jī)的定時(shí)器和中斷系統(tǒng)對脈沖信號(hào)進(jìn)行測量或計(jì)數(shù)。(3)實(shí)時(shí)測量顯示并有報(bào)警功能，實(shí)時(shí)測量根據(jù)脈沖計(jì)數(shù)來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速測量的方法。2設(shè)計(jì)方案論證霍爾測速模塊論證與選擇方案一：采用型號(hào)為A3144的霍爾片作為霍爾測速模塊的核心，該霍爾片體積小,安裝靈活，價(jià)格合理，可用于測速，可與普通的磁鋼片配合工作。方案二：采用型號(hào)為CHV-20L的霍爾元器件作為霍爾測速模塊的核心，該霍爾器件額定電流為100mA輸出電壓為5V,電源為1215V。體積較大，價(jià)格昂貴。因此選擇方案一系統(tǒng)的組成框圖聲光報(bào)警圖1系統(tǒng)的原理框圖3硬件設(shè)計(jì)霍爾傳感器硬件設(shè)計(jì)基于霍爾傳感器的速度測量系統(tǒng)工作過程是：測量轉(zhuǎn)速的霍爾傳感器和機(jī)軸同

11、軸連接，機(jī)軸每轉(zhuǎn)一周，產(chǎn)生一定量的脈沖個(gè)數(shù)，由霍爾器件電路部分輸出。經(jīng)光電耦合后,成為轉(zhuǎn)速計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖。同時(shí)傳感器電路輸出幅度為12V的脈沖經(jīng)光電耦合后降為5v,保持同89C51邏輯電平相一致。控制計(jì)數(shù)時(shí)間，即可實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值對應(yīng)機(jī)軸的轉(zhuǎn)速值。CPU將該值數(shù)據(jù)處理后，在LCD上顯示出來。一旦超速，CPU通過喇叭發(fā)出聲報(bào)警信號(hào)。A3144霍爾開關(guān)的工作原理及應(yīng)用說明根據(jù)霍爾效應(yīng)，人們用半導(dǎo)體材料制成的元件叫霍爾元件。它具有對磁場敏感、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、頻率響應(yīng)寬、輸出電壓變化大和使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，因此，在測量、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。霍爾傳感器A3144是Alleg

12、roMicroSystems公司生產(chǎn)的寬溫、開關(guān)型霍爾效應(yīng)傳感器，其工作溫度范圍可達(dá)-40C150c。它由電壓調(diào)整電路、反相電源保護(hù)電路、霍爾元件、溫度補(bǔ)償電路、微信號(hào)放大器、施密特觸發(fā)器和OC門輸出極構(gòu)成，通過使用上拉電阻可以將其輸出接入CMO迪輯電路。該芯片具有尺寸小、穩(wěn)定性好、靈敏度高等特點(diǎn)，有兩種封裝形式，一種是3腳貼片微小型封裝，后綴為“LHT;另一種是3腳直插式封裝，后綴為“UA5。A3144E系列單極高溫霍爾效應(yīng)集成傳感器是由穩(wěn)壓電源，霍爾電壓發(fā)生器，差分放大器，施密特觸發(fā)器和輸出放大器組成的磁敏傳感電路，具輸入為磁感應(yīng)強(qiáng)度，輸出是一個(gè)數(shù)字電壓訊號(hào)。它是一種單磁極工作的磁敏電路，

13、適用于矩形或者柱形磁體下工作?？蓱?yīng)用于汽車工業(yè)和軍事工程中?；魻杺鞲衅鞯耐庑螆D和與磁場的作用關(guān)系如圖2-4所示。磁場由磁鋼提供，所以霍爾傳感器和磁鋼需要配對使用。三m霍爾元件和磁鋼圖2霍爾傳感器的外形圖該霍爾傳感器的接線圖如圖3所示。U+圖3霍爾傳感器的接線圖霍爾傳感器測量原理測量電機(jī)轉(zhuǎn)速的第一步就是要將電機(jī)的轉(zhuǎn)速表示為單片機(jī)可以識(shí)別的脈沖信號(hào)，從而進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)?；魻柶骷鳛橐环N轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的傳感器，它有結(jié)構(gòu)牢固、體積小、重量輕、壽命長、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，因此選用霍爾傳感器檢測脈沖信號(hào)，其基本的測量原理如圖2-6所示，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)傳感器運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生對應(yīng)頻率的脈沖信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)處理后輸出到計(jì)數(shù)

14、器或其他的脈沖計(jì)數(shù)裝置，進(jìn)行轉(zhuǎn)速的測量6o圖4霍爾器件測速原理計(jì)則珊出橘施轉(zhuǎn)速測量方法轉(zhuǎn)速的測量方法很多，根據(jù)脈沖計(jì)數(shù)來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速測量的方法主要有乂法（測頻法）、T法（測周期法）和MPTt（頻率周期法），該系統(tǒng)采用了M法（測頻法）。由于轉(zhuǎn)速是以單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)數(shù)來衡量，在變換過程中多數(shù)是有規(guī)律的重復(fù)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)霍爾效應(yīng)原理，將一塊永久磁鋼固定在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)盤邊沿，轉(zhuǎn)盤隨側(cè)軸旋轉(zhuǎn)，磁鋼也將跟著同步旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)盤下方安裝一個(gè)霍爾器件，轉(zhuǎn)盤隨軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，受磁鋼所產(chǎn)生的磁場的影響，霍爾器件輸出脈沖信號(hào)，其頻率和轉(zhuǎn)速成正比。脈沖信號(hào)的周期與電機(jī)的轉(zhuǎn)速有以下關(guān)系:n=60PT(2-1)式中：n為電機(jī)轉(zhuǎn)速；P為電機(jī)轉(zhuǎn)

15、一圈的脈沖數(shù)；T為輸出方波信號(hào)周期。根據(jù)式（2-1）即可計(jì)算出直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速7。霍爾器件是由半導(dǎo)體材料制成的一種薄片，在垂直于平面方向上施加外磁場B,在沿平面方向兩端加外電場，則使電子在磁場中運(yùn)動(dòng)，結(jié)果在器件的兩個(gè)側(cè)面之間產(chǎn)生霍爾電勢。其大小和外磁場及電流大小成比例?；魻栭_關(guān)傳感器由于其體積小，無觸點(diǎn)，動(dòng)態(tài)特性好，使用壽命長等特點(diǎn)，故在測量轉(zhuǎn)動(dòng)物體旋轉(zhuǎn)速度領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用8oAT89S51芯片介紹AT89S51是一個(gè)低功耗，高性能CMOS8單片機(jī)，片內(nèi)含4kBytesISP(In-systemprogrammable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器,器件采用ATME公司的高

16、密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISPFlash存儲(chǔ)單元，AT89S51在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。AT89S51芯片主要性能特點(diǎn)4kBytesFlash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器；128bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM);32個(gè)外部雙向輸入/輸出(I/O)口；5個(gè)中斷優(yōu)先級、2層中斷嵌套中斷；6個(gè)中斷源；2個(gè)16位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；2個(gè)全雙工串行通信口；(8)片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路；(10)與MCS-51兼容；(11)全靜態(tài)工作：0Hz-33MHz;(12)三級程序存儲(chǔ)器保密鎖定；(13)可編程串行通道；(

17、14)低功耗的閑置和掉電模式；3.2.2AT89S51芯片管腳介紹AT89S51芯片內(nèi)部管腳圖如圖5所示:I0KSS二DD-0-101BD01之345STH01之345E.TN1E11111111真33333333AAG尸PPPFFFFFPEPPFFFTH01之34與&下&兮01N34If-t.Te9l1ll11llni.2rnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnC00000000vpppP尸F(xiàn)FF丁2345&丁GwrlDDDD口DJOIAAAAAAAF為/FF。123-45&下，*1=/E543210工11A119GAAAAAAAA/HT&與4321。圖5AT89S51芯片管腳圖管腳介紹：

18、VCC電源電壓輸入端。GND電源地。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一

19、個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平

20、，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口除了作為普通I/O口，還有第二功能：P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（用行輸出口）P3.2/INT0（外部中斷0）P3.3/INT1（外部中斷1）P3.4T0（T0定時(shí)器的外部計(jì)數(shù)輸入）P3.5T1（T1定時(shí)器的外部計(jì)數(shù)輸入）P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的寫選通）P3.7/RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。I/O口作為輸入口時(shí)有兩種工作方式，即所謂的讀端口與讀引腳。讀端口時(shí)實(shí)際上并不從外部讀入數(shù)據(jù)，而是把端口鎖存器的內(nèi)容讀入到內(nèi)部總線，經(jīng)過某

21、種運(yùn)算或變換后再寫回到端口鎖存器。只有讀端口時(shí)才真正地把外部的數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)部總線。89C51的P0、P1、P2、P3口作為輸入時(shí)都是準(zhǔn)雙向口。除了P1口外P0、P2、P3口都還有其他的功能。RST:復(fù)位輸入端，高電平有效。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG地址鎖存允許/編程脈沖信號(hào)端。當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)

22、，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVXMOVC旨令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。PSEN外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)，低電平有效。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。EA/VPP:外部程序存儲(chǔ)器訪問允許。當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFHD,不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。

23、在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP。XTAL1:片內(nèi)振蕩器反相放大器和時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。XTAL2:片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端。液晶顯示部分液晶顯示部分圖如圖6所示:GND圖6液晶顯示部分圖采用液晶1602,能夠16*02即32個(gè)字符（16列2行）。1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口,其中，第1腳：VSSJ電源地；第2腳:VDD接5V電源正極；第3腳:V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接地電源時(shí)對比度最高（對比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對比度）。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器，低電平0時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：RW曲讀寫

24、信號(hào)線，高電平1時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平0時(shí)進(jìn)行寫操作。第6腳：E（或EN端為使能端。第7-14腳：D0-D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。第15-16腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負(fù)極。電路檢測部分電路檢測部分由電阻和發(fā)光二極管組成，接通電源，電路連接無誤，燈亮。發(fā)光二極管用來檢測電路是否連通電路檢測部分電路圖如圖7所示:R22R21GNDVCC二圖7電路檢測部分電路圖L298N驅(qū)動(dòng)電機(jī)部分L298N為SGS-THOMSONMicroelectronics所出產(chǎn)的雙全橋步進(jìn)電機(jī)專用驅(qū)動(dòng)芯（DualFull-BridgeDriver）,內(nèi)部包含4信道邏輯驅(qū)動(dòng)電路，是一種二相和四相步進(jìn)電機(jī)的專用

25、驅(qū)動(dòng)器，可同時(shí)驅(qū)動(dòng)2個(gè)二相或1個(gè)四相步進(jìn)電機(jī)，內(nèi)含二個(gè)H-Bridge的高電壓、大電流雙全橋式驅(qū)動(dòng)器，接收標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯準(zhǔn)位信號(hào)，可驅(qū)動(dòng)46V、2A以下的步進(jìn)電機(jī)，且可以直接透過電源來調(diào)節(jié)輸出電壓；此芯片可直接由單片機(jī)的IO端口來提供模擬時(shí)序信號(hào)，但在本驅(qū)動(dòng)電路中用L298來提供時(shí)序信號(hào)，節(jié)省了單片機(jī)IO端口的使用。L298N之接腳如圖9所示，Pin1和Pin15可與電流偵測用電阻連接來控制負(fù)載的電路；OUTkOUT2和OUT3OUT4之間分別接2個(gè)步進(jìn)電機(jī)；input1input4輸入控制電位來控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)；Enable則控制電機(jī)停轉(zhuǎn)。CURRS4TSENSINGBOUTPCT4OUTP

26、UT3JkPUT4IkPLT3LOGICSLFPLVVOLTAGE運(yùn)!:口lPUTZEINA6-EAINPUT1SJPP-VOLTAGESOUTPUT2OUTPCT1CU月REhTSEY印NGA.1202193184175PowerSO20ig6三714ar512W11GNCLGNDSenseA匚Sense&N.CLN.COut1LOut4Out2LOut3vsInput4Input1EnableBUnpjt3EnableA匚Input2匚vss二口匚LGNDDi?乩仁加圖8L298N引腳圖4軟件設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)流程圖主程序工作過程如下先進(jìn)行初始化設(shè)置各定時(shí)器初值，然后判斷是否啟動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行測量。如

27、果是，就啟動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行。如果不是就等待啟動(dòng)。啟動(dòng)系統(tǒng)后，霍爾傳感器檢測脈沖到來后，啟動(dòng)外部中斷，每來一個(gè)脈沖中斷一次，記錄脈沖個(gè)數(shù)。同時(shí)啟動(dòng)T0定時(shí)器工作，每1秒定圖9程序設(shè)計(jì)流程圖應(yīng)用程序設(shè)計(jì)主程序在對定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、堆棧等進(jìn)行初始化后即判斷標(biāo)志位是否為1,如果為1,說明要求對數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，首先將標(biāo)志位清零，以保證下次能正常判斷，然后進(jìn)入數(shù)據(jù)處理程序，由于這里的閘門時(shí)間為1S,而顯示要求為轉(zhuǎn)/分，因此，要將測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換的方法是將測得的數(shù)據(jù)乘以60,但由于轉(zhuǎn)軸上安裝有4只磁鋼，每旋轉(zhuǎn)一周可以得到4個(gè)脈沖，因此，要將測得的數(shù)據(jù)除以4,所以綜合起來，將測得的數(shù)據(jù)乘以60/4=15即可

28、得到每分鐘的轉(zhuǎn)速。計(jì)算得到的結(jié)果是二進(jìn)制的整數(shù)，要將數(shù)據(jù)送往顯示緩沖區(qū)需要將該數(shù)轉(zhuǎn)化為BCD碼。運(yùn)算得到的是壓縮BCD碼，需要將其轉(zhuǎn)換為非壓縮BCD碼，從標(biāo)號(hào)CBCD開始的一段程序即作了這樣的處理0定時(shí)器T0用作4ms定時(shí)發(fā)生器，在定時(shí)中斷程序中進(jìn)行數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)掃描，同時(shí)產(chǎn)生1s的閘門信號(hào)。1s閘門信號(hào)的產(chǎn)生是通過一個(gè)計(jì)數(shù)器Count,每次中斷時(shí)間為4ms,每計(jì)250次即為1s,到了1s后，即清除計(jì)數(shù)器Count,然后關(guān)閉作為計(jì)數(shù)器用的INT0,讀出TH0、TL0中的數(shù)值，分別送入SpCount和SpCount+1單元，將T0中的值清空，置標(biāo)志位為1,要求主程序進(jìn)行速度值的計(jì)算。這里還有一個(gè)細(xì)

29、節(jié)，用作1s閘門信號(hào)產(chǎn)生的Count每次中斷都會(huì)加1,而INT0卻有一個(gè)周期是被關(guān)閉的，因此，計(jì)數(shù)值是251而不是250。系統(tǒng)采用外部晶振，系統(tǒng)時(shí)鐘SYSCLK等于18432000,T0定時(shí)1ms,初始化時(shí)TH0=(-SY-SCLK/1000)8;TL0=-(SYSCLK/1000)。等待1s至輸出轉(zhuǎn)速脈沖個(gè)數(shù)N,計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)速值。將1s內(nèi)的轉(zhuǎn)速值換算成1min內(nèi)的電機(jī)轉(zhuǎn)速值，并在LCD上輸出測量結(jié)果。5霍爾傳感器測速設(shè)計(jì)原理框圖及PCES圖10霍爾傳感器設(shè)計(jì)原理圖=cflCN0332S3SU-PBSU-P日106面3d-risWNC3ETCJQ5N3圖11霍爾傳感器PCB圖6實(shí)訓(xùn)總結(jié)這次實(shí)訓(xùn)是

30、體現(xiàn)我專業(yè)優(yōu)勢和特點(diǎn)的一次鍛煉。從選題，到選原理圖制版至最后的寫論文。其間查找資料，老師指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)修改PCB每一個(gè)過程都是對自己能力的一次檢驗(yàn)和提高。通過這次實(shí)踐，我了解了數(shù)字電壓表的制作，工作原理及相關(guān)芯片的使用和工作原理，鍛煉了自己的實(shí)際動(dòng)手能力，培養(yǎng)了自己獨(dú)立工作能力。我覺得這次實(shí)訓(xùn)是對我專業(yè)知識(shí)和實(shí)際動(dòng)手能力的一次綜合檢驗(yàn)，同時(shí)也是為自己今后走向社會(huì)的一次熱身。這次實(shí)訓(xùn)收獲頗多，比如學(xué)會(huì)了查找有用信息跟相關(guān)資料，有用的數(shù)據(jù)，并熟悉了做板的流程和鞏固了相關(guān)專業(yè)知識(shí)。與此同時(shí)，這次實(shí)訓(xùn)中也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的很多不足之處以及缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識(shí)的能力，對材料的不了解。此次實(shí)

31、踐是對自己大學(xué)兩年所學(xué)的知識(shí)的一次大檢閱，使我明白自己知識(shí)還很不全面。在最后的兩年大學(xué)生活里，自己的求學(xué)之路還很長，以后更應(yīng)該在工作實(shí)踐中不斷學(xué)習(xí)，努力使自己成為社會(huì)所需要的人才。這次通過對直流數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)與制作，讓我了解了單片機(jī)的原理和單片機(jī)應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)理念，要制作一個(gè)電子產(chǎn)品一定要嚴(yán)格按照原理圖設(shè)計(jì)，而且最后的成品不一定要與想象的完全一樣，因?yàn)樵趯?shí)際焊接中有著各種各樣的問題，所以一定要細(xì)心，這樣做出來的產(chǎn)品才比較美觀。在做直流數(shù)字電壓表的過程中，在一次又一次的失敗面前，我沒有退縮，而是勇敢的面對，積極的解決，不懂的地方大膽的向老師、同學(xué)請教,一問再問直到自己弄懂為止，通過充分的運(yùn)用所

32、學(xué)知識(shí)和老師、同學(xué)的幫助，我終于取得了成功。通過親自動(dòng)手焊接、試驗(yàn)，遇到問題解決問題，我鞏固了書本的知識(shí)，同時(shí)也學(xué)到了新的學(xué)問，明白了實(shí)踐的可貴性，動(dòng)手能力的提高，細(xì)心與耐心的培養(yǎng)，品嘗自己勞動(dòng)成果的喜悅，是我在這次實(shí)訓(xùn)中的最大的收獲。謝辭雖然實(shí)訓(xùn)只有短短兩個(gè)星期，但它的影響卻留存長久，它讓我們自己動(dòng)手，品嘗成功的喜悅，激發(fā)了我們對實(shí)踐的興趣與熱情，在很大程度上鼓舞了我們的學(xué)習(xí)決心，它讓我們做了一回成功的自己，有著一定的成就感，增強(qiáng)了我們的自信心，讓我們以更大的勇氣面對以后的學(xué)習(xí)，給了我們開拓進(jìn)取的動(dòng)力。在這里我要誠摯的感謝王守華老師，一開始就給了我們充足的信心以及動(dòng)力去完成這次實(shí)訓(xùn)I,時(shí)刻提

33、醒我們要按時(shí)做好該做的工作，做板時(shí)出現(xiàn)的問題也在一直幫助指導(dǎo)我們，自始至終都傾注著老師的心血。付老師以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)之道、寬厚仁慈的胸懷、積極樂觀的生活態(tài)度，兢兢業(yè)業(yè)的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進(jìn)取精神為我樹立了學(xué)習(xí)的典范，你們教誨與鞭策將激勵(lì)我在學(xué)習(xí)和生活的道路上勵(lì)精圖治，開拓創(chuàng)新。你們淵博的知識(shí)、開闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。在這里我以最誠摯的心意感老師們。感謝你們的指導(dǎo)跟鼓勵(lì)讓我在這次實(shí)訓(xùn)中能成功地完成作品，感謝你們在大學(xué)生活里給予我的教導(dǎo)，感謝你們不止讓我學(xué)到了知識(shí)還懂得了更多做人做事的道理與態(tài)度，真的很感謝老師們。同時(shí)也感謝學(xué)院給我的這次學(xué)習(xí)鍛煉的機(jī)會(huì)，讓我學(xué)到了這么多的知識(shí)，增強(qiáng)了

34、實(shí)踐能力，得到了那么大的收獲。參考文獻(xiàn)劉篤仁，韓保君，劉靳.傳感器原理及技術(shù)應(yīng)用（第二版）.西安電子科技大學(xué)出版社，2009.張洪潤，張亞凡，鄧洪敏.傳感器原理及應(yīng)用.清華大學(xué)出版社，2008.陳爾紹.傳感器實(shí)用裝置制作集錦.人民郵電出版社，1999.閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）.高等教育出版社，2006.單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)程序如下：#include#include#defineuintunsignedint#defineucharunsignedchar/*端口命名*/sbitrs=P2A5;/LCD的數(shù)據(jù)/命令選擇端sbitrw=P2A6;/LCD的讀寫選擇端sbitlcdcs=P2A6;

35、/LCD的使能信號(hào)端sbitwarning=P1A2;蜂鳴器端sbitPWM=P2A2;/PWM輸出端sbitTurn=P2AQ;sbitPw=P2A1;/L298使能端sbitAdd=P1AQ;增加鍵sbitDec=P1A1;減小鍵/*/*定義參數(shù)*/uinti,z,count,zhuan,msec;定義參數(shù)uchardisplay口=speed=r/sec;/定義顯示參數(shù)ucharpercent=5Q;ucharperiod=1QQ;uchartime;ucharcodetable尸Q123456789”;/*毫秒延時(shí)*/voiddelay(uintms)uinti,j;/為延時(shí)引入i,j兩參數(shù)for(j=Q;jms;j+)/延時(shí)第一循環(huán)for(i=Q;i12Q;i+);/延時(shí)第二循環(huán)/*/*向LCD16Q2寫命令*/選擇寫命令/向LCD寫命令/信號(hào)使能端高電平/信號(hào)使能端低電平*/voidwrite_command(ucharcommand).rs=Q;PQ=command;lcdcs=1;lcdcs=Q;/*/*向LCD1602寫數(shù)據(jù)*/voidwrite_data(uchardata0)rs=1;P0=data0;lcdcs=1;lcdcs=0;/選著寫數(shù)據(jù)/向LCD寫數(shù)據(jù)/信號(hào)使能端高電平/信號(hào)使能端低電平/*/*外部中斷0計(jì)數(shù)程序voidcounter(vo