为了满足工业电气控制对发动机、电机、机床主轴等旋转设备的速度测量和控制的需求，设计了一种基于单片机控制的霍尔传感器测速系统。该系统具有抗干扰能力强、测量准确等优点。
1 测速系统概述
图1 系统框图
该系统由三部分组成：传感器、处理器和显示器。框图如图1 所示。
该系统使用开关型霍尔传感器A3144E来检测电机的旋转信号并产生脉动波形。 8位单片机STC 89S52RC对波形进行处理和计算，最终通过四位共阳极LED显示电机转速。
2 硬件部分设计
2.1 速度检测电路
测量电机转速需要将电机转速表达为单片机可以识别的脉冲信号，从而对脉冲进行计数。霍尔器件作为测速系统的传感器，具有结构坚固、体积小、重量轻、寿命长、安装方便等优点。当电机转动时，驱动传感器产生相应频率的脉冲信号，经信号处理后输出。使用计数器或其他脉冲计数设备来测量转速。传感器检测电路如图2所示。
图2 传感器检测电路
2.2 单片机最小系统电路
单片机最小系统电路如图3所示，由主控制器STC 89S52RC、时钟电路和复位电路三部分组成。单片机STC 89S52RC作为核心控制器控制整个系统的工作，时钟电路负责产生单片机工作所需的时钟信号。复位电路使单片机能够正常、有序、稳定地工作。
图3 单片机最小系统电路
2.3 数码管显示电路
LED又称数码管，可以显示0到9、A到F共16个数字和字母。这种加载到数码管中显示字库的数据称为字库代码，也称为段选择代码。本系统采用共阳极动态扫描方式实时显示电机转速。 LED动态显示电路如图4所示。
图4 LED显示电路
2.4 RS-232串行通讯接口电路
通过单片机的串口，可以将单片机系统的数据传回计算机进行处理，或者接受计算机传过来的数据进行相应的控制。微控制器的标准通信方式有多种，但在单片控制系统中，最常用的是RS232串行接口。串行接口电路如图5所示。
图5 串行通信接口电路
3 软件设计
3.1 主程序设计
本系统利用单片机STC89S52RC中的T0定时器和T1计数器对速度脉冲进行定时计数。计数器T1工作在计数状态，对外部脉冲进行计数； T0工作在定时器模式，每次计数10ms。本设计的编程思路是利用单片机自带的计数器T1对给定的10ms内的外部脉冲进行计数。主程序流程图如图6所示。
图6 主程序流程图
主要程序部分如下：
#includeAT89X51.H
#定义uint 无符号整型
sbit CNPN0=P0^0;
sbit CNPN1=P0^1；
sbit CNPN2=P0^2；
sbit CNPN3=P0^3;
uint buf_min=0x1，标志；
void delay(uint x)//x=1000 表示4ms
{
同时（--x）；
}
………………
无效主（）
{
uint num[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};
uint i,j,温度；
uint sum=0x0,disnum[4]={0};
TMOD=0x51； //TO工作在计时模式，T1工作在计数模式
TH0=-10236/256；
TL0=-10236%256；
TH1=0；
TL1=0；
EA=1； //启动外部中断0
………………
3.2 T0定时中断程序设计
T0定时中断程序主要完成10ms定时任务，并对变量buf_min加1。当给T0赋值初始值时，选择10236而不是10000。T0定时器中断流程图如图7所示。
图7 T0定时中断流程图
T0定时中断部分程序：
void time0() 中断1 //定时10ms
{
EA=0；
ET0=0；
TR0=0；
TH0=-10236/256；
TL0=-10236%256；
buf_min++；
EA=1；
ET0=1；
TR0=1；
}
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用户评论
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