霍爾傳感器小車測(cè)速

1/19霍爾傳感器小車測(cè)速)題目霍爾傳感器小車測(cè)速 2/19霍爾傳感器小車測(cè)速)對(duì)車速測(cè)量，利用霍爾傳感器工作頻帶寬、響應(yīng)速度快、測(cè)量精度高的特性結(jié)合單片機(jī)控制電路，設(shè)計(jì)出了一種新型的測(cè)速系V離直觀地顯示車輪的轉(zhuǎn)數(shù)值。與軟件配合，實(shí)現(xiàn)了顯示、報(bào)警功能3/19霍爾傳感器小車測(cè)速)二、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求---------------------1三、設(shè)計(jì)步驟及原理分析-----------------1四、課程設(shè)計(jì)小結(jié)與體會(huì)----------------11五、參考文獻(xiàn)-------------------------11霍爾傳感器小車測(cè)速)通過《傳感器及檢測(cè)技術(shù)》課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生掌握傳感器及檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法和設(shè)計(jì)原則及相應(yīng)的硬件調(diào)試的方法。進(jìn)一步理解傳感器及檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用霍爾元件設(shè)計(jì)測(cè)量車速的電子系統(tǒng)，通過對(duì)霍爾元件工作原理的掌握實(shí)現(xiàn)對(duì)車速測(cè)量的應(yīng)用，設(shè)計(jì)出具體的電子系統(tǒng)電路，并且能夠完成精確的車速測(cè)量。2.1設(shè)計(jì)任務(wù)霍爾傳感器一般由霍爾元件和磁鋼組成，當(dāng)霍爾元件和磁鋼相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生脈沖信號(hào)，根據(jù)磁鋼和脈沖數(shù)量就可以計(jì)算轉(zhuǎn)速，進(jìn)而求出車速?，F(xiàn)要求設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)，在小車的適當(dāng)位置安裝霍爾元件及磁鋼，使之具2)具有小車前進(jìn)和后退檢測(cè)功能，并用指示燈顯示。4)距離測(cè)量誤差＜2cm。4/19霍爾傳感器小車測(cè)速)2.2設(shè)計(jì)要求無(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)，掌握單片機(jī)接口電路的設(shè)計(jì)技巧，學(xué)會(huì)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~、設(shè)計(jì)步驟及原理分析3.1設(shè)計(jì)方法3.1．1霍爾效應(yīng)所謂霍爾效應(yīng)，是指磁場(chǎng)作用于載流金屬導(dǎo)體、半導(dǎo)體中的載流子時(shí)，產(chǎn)生。當(dāng)電流I通過放在磁場(chǎng)中的半導(dǎo)體基片(霍爾元件)且電流方向和磁場(chǎng)方向垂直5/19霍爾傳感器小車測(cè)速)大小關(guān)而與磁通的變化速率無(wú)關(guān)。如果所施加的磁場(chǎng)為交變磁場(chǎng)，則霍爾電勢(shì)為同頻率的交變電動(dòng)勢(shì)。由于通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)，其大小與導(dǎo)線中的電流成正比，故可以利用霍爾元件測(cè)量出磁場(chǎng)，就可確定導(dǎo)線電流的大小。利用這一原理可以設(shè)計(jì)制成霍爾電流傳感器。其優(yōu)點(diǎn)是不與被測(cè)電路發(fā)生電接觸，不影響被測(cè)電路，不消耗被測(cè)電源的功率，特別適合于大電流傳感。若把霍爾元上同時(shí)產(chǎn)生的霍爾電位差與電場(chǎng)強(qiáng)度E成正比，如果再測(cè)出該電磁場(chǎng)的磁如果把霍爾元件集成的開關(guān)按預(yù)定位置有規(guī)律地布置在物體上，當(dāng)裝在運(yùn)動(dòng)物體上的永磁體經(jīng)過它時(shí)，可以從測(cè)量電路上測(cè)得脈沖信號(hào)。根據(jù)脈沖信號(hào)列可以傳感出該運(yùn)動(dòng)物體的位移。若測(cè)出單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的脈沖數(shù)，則可以確3.1.2霍爾元件測(cè)速原理基于霍爾傳感器的速度測(cè)量系統(tǒng)工作過程是：測(cè)量轉(zhuǎn)速的霍爾傳感器和機(jī)軸6/197/19計(jì)數(shù)器出。3.2.1系統(tǒng)框圖及主程序流程框圖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)顯示警機(jī)8/19霍爾傳感器小車測(cè)速)型直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。另外系統(tǒng)還可完成對(duì)電機(jī)的開關(guān)控制、系統(tǒng)工作時(shí)間、當(dāng)前時(shí)9/19霍爾傳感器小車測(cè)速)2.主程序流程圖NYNYYN10/19霍爾傳感器小車測(cè)速)霍爾傳感器和電機(jī)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)，由霍爾器件電路輸出。經(jīng)過電耦合器后，即經(jīng)過隔離整形電路后，成為轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)數(shù)器的如果是，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(cè)脈主要分為兩個(gè)部分。第一部分是利用霍爾器件將電機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào)；第少計(jì)數(shù)的干擾。用于測(cè)量的A44E集成霍爾開關(guān)，磁鋼用直徑D=6.004mm，長(zhǎng)度為L(zhǎng)=3.032mm的釹鐵硼磁鋼。電源用直流，霍爾開關(guān)輸出由四位半直流數(shù)字電壓表測(cè)主程序在對(duì)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，如先將標(biāo)志位清零，以保證下次能正常判霍爾傳感器小車測(cè)速)T/*------------------------主{l{{}函數(shù)函數(shù){}{}}}11/19霍爾傳感器小車測(cè)速) {{}} */{{}}液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符。在對(duì)液晶模塊的初始化中要先設(shè)置其顯示模式，在液晶模塊顯示字符時(shí)光標(biāo)是自動(dòng)右移的，無(wú)需人工干預(yù)。每次輸入指令前都12/1913/19霍爾傳感器小車測(cè)速)ducharcommand{lcdcs=1;//信號(hào)使能端高電平}a{lcdcs=0;//信號(hào)使能端低電平}14/19霍爾傳感器小車測(cè)速)蜂鳴器發(fā)聲原理是電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)來(lái)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)膜發(fā)聲的TTL電平基本上驅(qū)動(dòng)不了蜂鳴器，因此需要增加一個(gè)電流放大的電路。蜂鳴器程序設(shè)計(jì)思路：本程序通過在輸出一個(gè)音頻范圍的方波，驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)板上的蜂鳴器發(fā)出能力，我們將不能聽到聲音。更改延時(shí)常數(shù)，可以改變輸出頻率，也就可以調(diào)整蜂{}{}測(cè)速的方法決定了測(cè)速信號(hào)的硬件連接，測(cè)速實(shí)際上就是測(cè)頻，因此，頻率測(cè)量的一些原則同樣適用于測(cè)速。通常，可以用計(jì)數(shù)法、測(cè)脈寬法和等精度法來(lái)進(jìn)行測(cè)試。所謂計(jì)數(shù)法，就是給定一個(gè)閘門時(shí)間，在閘門時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)輸入的脈沖個(gè)數(shù)；測(cè)脈寬法是利用待測(cè)信號(hào)的脈寬來(lái)控制計(jì)數(shù)門，對(duì)一個(gè)15/19霍爾傳感器小車測(cè)速)種方法則在信號(hào)頻率低時(shí)使用。等精度法則對(duì)高、低頻信號(hào)都有很好的適應(yīng)-------數(shù)-據(jù)處理------------------------*/voiddisp_count(){displayzhuan//轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)速的十位19display[12]=(zhuan%10+'0');//轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)速的十位}3.3.1處理器的選擇霍爾傳感器小車測(cè)速)按照霍爾開關(guān)的感應(yīng)方式可將它們分為：?jiǎn)螛O性霍爾開關(guān)、雙極性霍爾開關(guān)、全極性霍爾開關(guān)。個(gè)磁極靠近它，輸出低電位電壓(低電平)或關(guān)的信號(hào)，磁場(chǎng)磁極離開它輸出高電位電壓(高電平)或開的信號(hào)，但要注意的是，單極性霍爾開關(guān)它會(huì)指定某磁極感應(yīng)才有效，一般是正面感應(yīng)雙極性霍爾開關(guān)的感應(yīng)方式：因?yàn)榇艌?chǎng)有兩個(gè)磁極N、S(正磁或負(fù)磁)，所以兩個(gè)磁極分別控制雙極性霍爾開關(guān)的開和關(guān)(高低電平)，它一般具有鎖定的作用，也就是說當(dāng)磁極離開后，霍爾輸出信號(hào)不發(fā)生改變，直到另一個(gè)磁極感應(yīng)。另外，雙極性霍爾開關(guān)的初始狀態(tài)是隨機(jī)輸出，有可能是高電平，也有可能是低電平。全極性霍爾開關(guān)的感應(yīng)方式：全極性霍爾開關(guān)的感應(yīng)方式與單極性霍爾開關(guān)的感應(yīng)方式相似，區(qū)別在于，單極性霍爾開關(guān)會(huì)指定磁極，而全極性霍爾開關(guān)不會(huì)指定磁極，任何磁極靠近輸出低電平信號(hào)，離開輸出高電平信號(hào)。考慮到實(shí)際情況，采用雙極性霍爾元件，把磁珠極性來(lái)源進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)。3.3.3系統(tǒng)完整電路框圖(附錄)四、課程設(shè)計(jì)小結(jié)與體會(huì)通過本次設(shè)計(jì)使我對(duì)霍爾元件及霍爾效應(yīng)有了進(jìn)一步的了解：霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的穩(wěn)定性好，抗外界干擾能力強(qiáng)，如抗錯(cuò)誤的干擾信號(hào)等，因此不易因環(huán)境的因素霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的穩(wěn)定性好，抗外界干擾能力強(qiáng)，如抗錯(cuò)誤的干擾信號(hào)等，因此不易因環(huán)境的因素而產(chǎn)生誤差。霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的測(cè)量頻率范圍寬，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電磁感另外，霍爾轉(zhuǎn)速傳感器在防護(hù)措施有效的情況下，可