霍尔传感器课程设计(5)

2019-03-28 11:39

图3-3 器件编辑窗口

在器件编辑窗口中“Program File”栏单击文件夹浏览按钮,找到需要仿真的Hex文件,

单击“确定”按钮完成添加文件,在“Clock Frequency”文本框中把频率改为12MHz,单击“确定”按钮退出。这时单击仿真工具栏中全速运行按钮

即可开始进行虚拟仿真[17]。

3.3 软件调试

软件调试是通过对用户程序的汇编、连接、执行来发现程序中存在的语法错误与逻辑错误并加以排除纠正的过程。程序运行后编辑,查看程序是否有逻辑的错误。本系统的软件程序完全由C51编写,C语言效率高,但同时也存在一些缺点,比如严格定时比较困难。在调试过程中采取的是自上至下的调试方法,单独调试好每一个模块,然后再连接成一个完整的系统调试。

3.4 软硬件联调

使用Keil、Proteus软件进行单步调试仿真模拟,直到满足技术指标后,将程序烧到89C51片中进行软硬件联调。调试的过程及步骤如下: 1.检测5v电源是否正常,并且是否加到单片机的电源引脚端。

2.检测单片机的晶振电路是否正常工作,用万用表检测89C51片的18、19脚的电压分别为3v、1.5v左右。

3.检测复位信号输入端RST,高电平有效。在单片机正常工作时,此脚应为0.5V低电平。 4.测试外部脉冲计数电路

通过给CPU INT0施加固定脉冲,测试外部计数软件的正确与否。

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5.测试定时器中断系统 6.检测液晶显示模式

通过软件编程,给LCD输出指定数字,如“2501”,观察LCD上显示的也是“2501”,表明显示电路正确。如图3-4所示。

图3-4 液晶显示模式测试电路

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4 结 论

在实践中,经常会遇到各种需要测量转速的场合。例如在发动机、电动机、卷扬机、机床主轴等旋转设备的试验、运转和控制中,常需要测量和显示其转速。测量转速的方法分为模拟式和数字式两种。模拟式采用测速发电机为检测元件,得到的信号是模拟量。数字式通常采用光电编码器、圆光栅、霍尔元件等为检测元件,得到的信号是脉冲信号。随着微型计算机的广泛应用,特别是高性能价格比的单片机的出现,转速测量普遍采用以单片机为核心的数字式测量方法,智能化微电脑代替了一般机械式或模拟式结构。

经过2周的辛勤努力,学习了霍尔传感器测速原理及相关器件的性能特点与用法等知识,查阅了关于单片机的各方面的资料,实现了“基于霍尔传感器的电机转速测量系统设计”的基本要求。所设计的系统具有以下功能:

1.设计采用89C51单片机作为测量转速的主CPU芯片,系统硬件设备结构简单合理,成本低,实时性好。

2.测速系统采用霍尔传感器作为敏感速率信号,具有频率响应快,抗干扰能力强等特点。霍尔传感器的输出信号经信号调理后,通过单片机对连续脉冲计数来实现转速测量,充分利用了单片机的内部资源,有很高的性价比。

3.采用1602LCD显示测速值,直观、稳定,易于实现,该显示方式可以推广到其他工程应用领域。

4.采用Proteus进行了软仿真,绘制出电机转速测量系统的硬件电路,调试结果表明所设计的硬件电路正确。

5.测速系统的功能还有待进一步扩充,如判别转速方向的能力,电路布局和抗干扰方面还有很大的提升空间。

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参考文献

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[7] 万福君 凌文玉 王乃厚等.单片微机原理系统设计与开发应用[M].合肥:中国科学技术大学出版社,1995.46-52.

[8]冯雷星.基于单片机高性价比频率计的设计与实现[J].微计算机信息,2007,20(7):85-86. [9]冯夏勇,蔡建国.实用微机转速测量方法的研究[J].宇航测量技术,1997,17(6):49-25. [10] 胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].北京:清华大学出版社.1996.

[11] 杨宁 王吴 田蔚风等.高精度飞轮控制系统方案分析研究[J].航天控制,2004,22(3):50一53.

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附录 硬件电路图

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