霍爾傳感器測(cè)速電路設(shè)計(jì)方案（二）

　　首先選定傳感器，霍爾傳感器具有靈敏、可靠、體積小巧、無(wú)觸點(diǎn)、無(wú)磨損、使用壽命長(zhǎng)、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，綜合了電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的要求。

　　其次設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)小系統(tǒng)，利用單片機(jī)的定時(shí)器和中斷系統(tǒng)對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行測(cè)量或計(jì)數(shù)。

　　再次實(shí)時(shí)測(cè)量顯示并有報(bào)警功能，實(shí)時(shí)測(cè)量根據(jù)脈沖計(jì)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速測(cè)量的方法。要求霍爾傳感器轉(zhuǎn)速為0～5000r/min。

　　1、霍爾測(cè)速模塊論證與選擇

　　采用霍爾傳感器；選型號(hào)為CHV-25P/10的霍爾傳感器，其額定電壓為10v，輸出信號(hào)5v/25mA，電源為12~15v。體積大，價(jià)格一般為40~120元之間不等。性價(jià)比較高

　　2、計(jì)數(shù)器模塊論證與選擇

　　采用片內(nèi)的計(jì)數(shù)器。其優(yōu)點(diǎn)在于降低單片機(jī)系統(tǒng)的成本。每到一個(gè)脈沖將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)T1的計(jì)數(shù)，在T0產(chǎn)生的100ms中斷完成后，T1的中斷溢出次數(shù)就是所需要計(jì)的脈沖數(shù)。特點(diǎn)在于：使用了內(nèi)部的T1作為外部脈沖的計(jì)數(shù)器，并且，為了避免計(jì)數(shù)器的溢出，將T1的初值設(shè)為0。

　　3、顯示模塊論證與選擇

　　采用LCD液晶顯示器作為顯示模塊核心。LCD顯示器工作原理簡(jiǎn)單，編程方便，節(jié)能環(huán)保。

　　4、報(bào)警模塊論證與選擇

　　采用蜂鳴器與發(fā)光二極管作為聲光報(bào)警主要器件。該方案不論在硬件和焊接方面還是在編寫軟件方面都簡(jiǎn)單方便，而且成本低廉。

　　5、電源模塊論證與選擇

　　采用交流220V/50Hz電源轉(zhuǎn)換為直流5V電源作為電源模塊。 該方案實(shí)施簡(jiǎn)單，電路搭建方便，可作為單片機(jī)開(kāi)發(fā)常備電源使用。

　　6、單片機(jī)模塊論證與選擇

　　選用 P89C51的單片機(jī)速度極快、功耗低、體積小、資源豐富，有各種不同的規(guī)格，最快的達(dá)100MPS ，引腳還可編程確定功能

　　選用51系列的單片機(jī)，是因?yàn)?1的架構(gòu)十分典型。而且： 1.價(jià)格便宜； 2.開(kāi)發(fā)手段便宜； 3.自己動(dòng)手焊接相對(duì)容易。

　　7、轉(zhuǎn)速測(cè)量方案論證

　　轉(zhuǎn)速的測(cè)量方法很多，根據(jù)脈沖計(jì)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速測(cè)量的方法主要有M法（測(cè)頻法）、T法（測(cè)周期法）和MPT法（頻率周期法），該系統(tǒng)采用了M法（測(cè)頻法）。由于轉(zhuǎn)速是以單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)衡量，在變換過(guò)程中多數(shù)是有規(guī)律的重復(fù)運(yùn)動(dòng)。

　　8、電機(jī)軸一側(cè)貼磁片

　　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(jiǎn)單，只要在轉(zhuǎn)軸的圓周上粘上一粒磁鋼，讓霍爾開(kāi)關(guān)靠近磁鋼，就有信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，就會(huì)不斷地產(chǎn)生脈沖信號(hào)輸出。如果在圓周上粘上多粒磁鋼，可以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)一周，獲得多個(gè)脈沖輸出。在粘磁鋼時(shí)要注意，霍爾傳感器對(duì)磁場(chǎng)方向敏感，粘之前可以先手動(dòng)接近一下傳感器，如果沒(méi)有信號(hào)輸出，可以換一個(gè)方向再試

　　9、硬件設(shè)計(jì)

　　基于霍爾傳感器的速度測(cè)量系統(tǒng)工作過(guò)程是：測(cè)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)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?？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。CPU將該值數(shù)據(jù)處理后，在LCD上顯示出來(lái)。一旦超速，CPU通過(guò)喇叭和指示燈發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)。

　　10、硬件原理圖

　　以單片機(jī)AT89C5l為控制核心，用霍爾集成傳感器作為測(cè)量轉(zhuǎn)速的檢測(cè)元件，最后用字符型液晶顯示器1602（HD44780控制）顯示的小型直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方法，是數(shù)字式測(cè)量方法，智能化微電腦代替了傳統(tǒng)的機(jī)械式或模擬式結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)硬件原理圖如圖所示。

　　硬件電路設(shè)計(jì)總圖

　　在原理圖基礎(chǔ)上對(duì)各部分進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，硬件電路圖如圖所示：