应用霍尔集成传感器测量转速电路设计黄河科技学院课程设计1解析
应用霍尔集成传感器测量转速电路设计 黄河科技学院课程设计9
应用霍尔集成传感器测量转速电路设计摘要在工程实践中，经常碰到需要测量转速的场合，而单片机作为一款性价比很高的微控制器在测速系统有着广泛的应用。
首先，本文叙述了单片机测量转速的系统构成及转速测量的几种常用方法。
其次，介绍了一种基于89C51单片机的电动机测速系统，该系统利用霍尔传感器产生脉冲信号，通过定时算法程序，将转速结果实时显示出来。
最后，对测量指标进行了分析、比较并提出改进方案。
关键词：单片机，转速测量，霍尔传感器目录1 绪论 (1)1.1课题的背景 (1)1.2课题的目的及意义 (1)1.3设计思路与内容 (2)2 基于单片机的转速测量原理 (3)2.1转速的测量原理 (3)2.2转速的测量方法 (4)2.2.1测频法“M法” (4)2.2.2测周期法“T法” (4)2.2.3测频测周法M/T法 (5)2.3误差和精度分析 (6)2.3.1“M法”测量误差分析 (6)2.3.2“T法”测量误差分析 (7)2.3.3“M/T法”测量误差分析 (7)3 霍尔传感器测转速系统的单元电路介绍 (8)3.1单片机的介绍 (8)3.2霍尔传感器选型 (10)3.3开关霍尔传感器的性能分析 (10)3.4系统显示电路介绍 (10)3.4.1 74HC595的介绍 (10)3.4.2 数码管介绍 (11)4 电路的硬件设计 (12)4.1设计的方框图 (12)4.2单元电路的设计 (13)4.2.1单片机主控电路设计 (13)4.2.2脉冲产生电路设计 (14)4.2.3按键电路设计 (15)4.2.3数码管结构和显示原理 (15)4.3电路的整机原理图的设计（分析工作原理） (16)5 软件设计 (17)5.1单片机转速程序设计思路及过程 (17)5.1.1单片机程序设计思路 (17)5.1.2单片机转速计算程序 (18)5.1.3二-十进制转换程序 (19)5.2程序设计 (21)致谢 ...................................................................................................... 错误！未定义书签。
基于霍尔传感器的电机转速测量系统设计讲解
摘要在当今工业生产过程中，越来越多的场合需要测量电机的转速，转速已成为电机最重要的工作参数之一。
测量转速的方法有许多，最常用的两种方法为：光电式传感器测转速，霍尔式传感器测转速。
本文将着重介绍基于单片机的霍尔式传感器测量转速。
关键词：霍尔传感器，单片机，转速。
目录1引言 (2)2设计要求 (2)3方案论证 (2)3.1测量方法的选型 (3)3.2核心处理模块的方案 (3)3.2.1控制芯片的选型 (3)3.2.2采用51单片机测量的方案论证 (4)3.2.3软件系统设计方案 (4)3.3电机转速测量模块的方案 (5)3.4电机转速控制方案 (5)3.5显示模块方案 (6)4系统设计 (6)4.1单片机模块 (6)4.1.1 51单片机介绍 (6)4.1.2系统的复位电路 (8)4.1.3系统时钟电路设计 (8)4.1.4 IO口管脚分配 (9)4.2电机转速控制 (9)4.3显示模块 (10)4.3.1 LCD1602介绍和指令 (10)4.3.2LCD1602的工作时序 (13)4.4霍尔传感器模块 (13)5.软件系统设计 (14)5.2程序模块 (15)5.2.1数据采集处理部分和PWM输出部分 (15)5.2.2 LCD1602显示部分 (16)参考文献 (17)原理图 (18)1.引言转速是电动机极为重要的一个状态参数，在很多运动系统的测控中，都需要对电机的转速进行测量，速度测量的精度直接影响系统的控制情况,它是关系测控效果的一个重要因素。
不论是直流调速系统还是交流调速系统,只有转速的高精度检测才能得到高精度的控制系统。
本系统以AT89C51单片机为控制核心，用霍尔传感器作为测量小型直流电机转速的检测元件，经过单片机实时数据处理，用LCD1602显示小型直流电机的转速。
本系统可对转速0—3000r/min 进行高精度测量。
且还可扩展更宽的测量范围。
2.设计要求基于霍尔传感器的电机转速测量系统设计，测量范围：0-3000转/分，测量精度：±3转/分，实时显示。
霍尔式传感器转速测量系统的设计课件
设计时应考虑选择合适的算 法，以准确提取转速信息。
还需要考虑如何将转速值进行 显示或输出，以满足用户的需
求。
05
系统测试与验证
测试环境搭建
01Biblioteka 0203测试设备霍尔式传感器、转速计、 信号发生器、示波器、数 据采集卡等。
测试环境
搭建一个封闭的测试环境 ，模拟实际工作条件，包 括温度、湿度、振动等环 境因素。
要根据传感器的输出信号特性和系统要求， 选择合适的放大器和反馈回路，以保证信号 放大的效果和稳定性。
信号处理电路设计
01
信号处理电路的作用
对放大后的信号进行进一步的处理，如滤波、整形等，以便得到准确的
转速信息。
02
信号处理电路的组成
主要包括比较器、滤波器、触发器等部分。
03
信号处理电路的设计要点
要根据系统的测量精度和抗干扰能力要求，选择合适的比较器和滤波器
霍尔元件
利用霍尔效应制成的半导体元件， 能够将磁场信号转换为电信号。
霍尔元件工作原理
当磁铁靠近霍尔元件时，由于磁场 的作用，霍尔元件内部产生霍尔电 动势，从而输出相应的电压信号。
霍尔式传感器的应用
转速测量
利用霍尔式传感器测量旋转物 体的转速，通过测量磁铁的旋
转速度来计算转速。
磁场检测
霍尔式传感器可用于检测磁场 强度、方向和变化，广泛应用 于电机控制、磁记录等领域。
位置检测
通过检测磁场的变化，霍尔式 传感器还可以用于检测物体的 位置和位移，如接近开关、位 移传感器等。
电流检测
在电力系统中，霍尔式传感器 可用于测量电流大小和方向， 具有测量精度高、线性度好等
优点。
03
系统硬件设计
霍尔元件测速电路
霍尔测速测速是工农业生产中经常遇到的问题，学会使用单片机技术设计测速仪表具有很重要的意义。
要测速，首先要解决是采样的问题。
在使用模拟技术制作测速表时，常用测速发电机的方法，即将测速发电机的转轴与待测轴相连，测速发电机的电压高低反映了转速的高低。
使用单片机进行测速，可以使用简单的脉冲计数法。
只要转轴每旋转一周，产生一个或固定的多个脉冲，并将脉冲送入单片机中进行计数，即可获得转速的信息。
下面以常见的玩具电机作为测速对象，用CS3020设计信号获取电路，通过电压比较器实现计数脉冲的输出，既可在单片机实验箱进行转速测量，也可直接将输出接到频率计或脉冲计数器，得到单位时间内的脉冲数，进行换算即可得电机转速。
这样可少用硬件，不需编程，但仅是对霍尔传感器测速应用的验证。
1 脉冲信号的获得霍尔传感器是对磁敏感的传感元件，常用于开关信号采集的有CS3020、CS3040等，这种传感器是一个3端器件，外形与三极管相似，只要接上电源、地，即可工作，输出通常是集电极开路（OC）门输出，工作电压范围宽，使用非常方便。
如图1所示是CS3020的外形图，将有字面对准自己，三根引脚从左向右分别是Vcc，地，输出。
图1 CS3020外形图使用霍尔传感器获得脉冲信号，其机械结构也可以做得较为简单，只要在转轴的圆周上粘上一粒磁钢，让霍尔开关靠近磁钢，就有信号输出，转轴旋转时，就会不断地产生脉冲信号输出。
如果在圆周上粘上多粒磁钢，可以实现旋转一周，获得多个脉冲输出。
在粘磁钢时要注意，霍尔传感器对磁场方向敏感，粘之前可以先手动接近一下传感器，如果没有信号输出，可以换一个方向再试。
这种传感器不怕灰尘、油污，在工业现场应用广泛。
2 硬件电路设计测速的方法决定了测速信号的硬件连接，测速实际上就是测频，因此，频率测量的一些原则同样适用于测速。
通常可以用计数法、测脉宽法和等精度法来进行测试。
所谓计数法，就是给定一个闸门时间，在闸门时间内计数输入的脉冲个数；测脉宽法是利用待测信号的脉宽来控制计数门，对一个高精度的高频计数信号进行计数。
霍尔传感器的课程设计..docx
霍尔传感器的课程设计.标题：霍尔传感器的课程设计摘要：霍尔传感器是一种常用的磁场传感器，广泛应用于工业控制、汽车电子、医疗仪器等领域。
本文基于实际情景，设计了一门针对霍尔传感器的课程。
通过该课程，学生将全面了解霍尔传感器的原理、应用和实验操作技能，为他们将来的工作和学习提供有力支持。
关键词：霍尔传感器，课程设计，实验操作技能一、引言近年来，随着工业自动化和电子技术的快速发展，传感器技术在各个领域得到广泛应用。
其中，霍尔传感器因其简单、高精度的测量特性备受关注。
针对这一热门技术，设计一门系统全面的课程对于培养学生的实践操作技能和创新能力具有重要意义。
二、课程目标1. 理解霍尔传感器的原理和工作机制。
2. 掌握霍尔传感器的应用场景和相关技术。
3. 培养学生在实验操作和解决实际问题中的能力。
三、课程内容安排1. 原理和基础知识讲解- 霍尔效应的原理和基本概念- 霍尔传感器的工作原理及分类- 霍尔传感器在不同领域的应用案例介绍2. 实验操作训练- 霍尔传感器的接线和电路设计- 信号采集和处理相关实验- 数据分析和结果评估3. 项目设计与开发- 学生自主或小组合作，设计并实现一个基于霍尔传感器的应用项目- 考核项目的创新性、可行性和实用性四、教学方法1. 讲授法：通过教师讲解和示范，向学生传授相关知识和技能。
2. 实验操作：提供实验平台，让学生亲自操作霍尔传感器进行测量和实验。
3. 讨论与案例分析：通过小组讨论、案例分析，激发学生思维，培养解决实际问题的能力。
4. 项目指导：教师定期跟进项目设计与开发过程，提供指导和反馈。
五、评估方式1. 平时表现：包括实验记录、课堂参与等。
2. 实验报告：学生通过实验操作，撰写实验报告，总结实验结果和数据分析。
3. 项目成果：考核学生项目设计和实现的创新性、可行性和实用性。
六、预期成果经过本课程的学习，学生将掌握霍尔传感器的原理、应用和实验操作技能，具备以下能力：- 理解和解释霍尔传感器相关技术和概念。
霍尔式传感器转速测量系统的设计 ppt课件
测量的变化转变为信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成 电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件3部分组成。
式中：n - 转速 f - 脉冲频率 N - 圆盘开孔数。
（1）直射式光电转速传感器： 它由开孔圆盘、光源、光敏元 件及缝隙板等组成。开孔圆盘的 输入轴与被测轴相连接，光源发 出的光，通过开孔圆盘和缝隙板 照射到光敏元件上被光敏元件所 接收，将光信号转为电信号输出 。开孔圆盘上有许多小孔，开孔 圆盘旋转一周，光敏元件输出的 电脉冲个数等于圆盘的开孔数， 因此，可通过测量光敏元件输出 的脉冲频率，得知被测转速
（2）介质变化型：
介质变化型是在电容器 的两个固定电极板之间嵌 入一块高介电常数的可动 板而构成的。
可动介质板与转动轴相 连，随着转动轴的旋转， 电容器板间的介电常数发 生周期性变化而引起电容 量的周期性变化，其速率 等于转动轴的转速。
图中齿轮外沿面作为电 容器的动极板,当电容器定 极板与齿顶相对时,电容量 最大,而与齿隙相对时,电容 量最小。因此,电容量的变 化频率应与齿轮的转频成 正比 。
霍尔式传感器转速测量系统的设计
原理：是一种采用霍尔原理的的转速传感器。它的感应对象为磁钢。
当被测体上嵌入磁钢，随着被测物体转动时，传感器输出与旋转频率相 关的脉冲信号，达到测速目的。
优点：安装使用方便，通用性好
可执行性高、易操作、精度高 同时误差比较小，适应于各种复杂环境 霍尔传感器本身具有不怕灰尘、油污，安装简易，不易损坏 所以霍尔转速传感器是转速传感器中的战斗机。
端产生的电动势。根据电磁感应定律,感应电动势的大小与霍尔元件输出电 极引线构成的感应面积成正比。
4)自激场零电势 霍尔元件控制电流产生自激场，由于元件的左右两半场相等,故产生的
霍尔传感器的测速电路设计
4.2.2霍尔传感器的测速电路设计首先选定传感器，霍尔传感器具有灵敏、可靠、体积小巧、无触点、无磨损、使用寿命长、功耗低等优点，综合了电机转速测量系统的要求。
其次设计一个单片机小系统，利用单片机的定时器和中断系统对脉冲信号进行测量或计数。
再次实时测量显示并有报警功能，实时测量根据脉冲计数来实现转速测量的方法。
要求霍尔传感器转速为0～5000r/min。
霍尔测速模块论证与选择采用霍尔传感器；选型号为CHV-25P/10的霍尔传感器，其额定电压为10v,输出信号5v/25mA,电源为12~15v。
体积大，价格一般为40~120元之间不等。
性价比较高计数器模块论证与选择采用片内的计数器。
其优点在于降低单片机系统的成本。
每到一个脉冲将会产生一个T1的计数，在T0产生的100ms中断完成后，T1的中断溢出次数就是所需要计的脉冲数。
特点在于：使用了内部的T1作为外部脉冲的计数器，并且，为了避免计数器的溢出，将T1的初值设为0。
显示模块论证与选择采用LCD液晶显示器作为显示模块核心。
LCD显示器工作原理简单，编程方便，节能环保。
报警模块论证与选择采用蜂鸣器与发光二极管作为声光报警主要器件。
该方案不论在硬件和焊接方面还是在编写软件方面都简单方便，而且成本低廉。
电源模块论证与选择采用交流220V/50Hz电源转换为直流5V电源作为电源模块。
该方案实施简单，电路搭建方便，可作为单片机开发常备电源使用。
单片机模块论证与选择选用P89C51的单片机速度极快、功耗低、体积小、资源丰富，有各种不同的规格，最快的达100MPS ，引脚还可编程确定功能选用51系列的单片机，是因为51的架构十分典型。
而且：1.价格便宜；2.开发手段便宜；3.自己动手焊接相对容易。
转速测量方案论证转速的测量方法很多，根据脉冲计数来实现转速测量的方法主要有M法(测频法)、T法(测周期法)和MPT法(频率周期法)，该系统采用了M法(测频法)。
由于转速是以单位时间内转数来衡量，在变换过程中多数是有规律的重复运动[4]。
霍尔式传感器转速测量系统的设计
Hal-12霍尔传感器实物图
Hal-12霍尔传感器结构参数
霍尔转速传感器传感头
当圆形磁盘旋转时，磁盘上不 同磁性的小磁钢交替变化，引 起磁力的交替简化，磁力穿过 传感器上感应元件时产生霍尔 电势经过霍尔芯片的放大整形 输出，再输入到转换电路。
注释：磁盘每转一圈，与感应元件就接触一次，感应元件感应磁 场的变化通过上拉电阻在输出口会产生一个有效电平。
（2）闭磁路式转速传感器由装在转轴上 的外齿轮、内齿轮、线圈和永久磁铁构成 （图4b）。内、外齿轮有相同的齿数。当 转轴连接到被测轴上一起转动时，由于内 、外齿轮的相对运动，产生磁阻变化，在 线圈中产生交流感应电势。测出电势的大 小便可测出相应转速值。
霍尔式转速传感器
原理：是一种采用霍尔原理的的转速传感器。它的感应对象为磁钢。
VCC +5V
霍尔式转速测量系统硬件电路图
转速测量电路
1）转速测量仪的基本组成：
霍
尔
信
电
传
号
2）转速测量基本方法
机
感
处
器
理
单片 机
LED 显示
频率→电压转换(f/V)
频率→转速 N=f/分频数
单位r/min r/s
定数采样：这种方法其实是测量单个脉冲的周期 或指定个数脉冲的总周期。这种测量脉冲的方法 又叫做测周法。
2)寄生直流电势
在无磁场的情况下,通入交流电流,输出端除交流不等位电压以外的直 流分量是寄生直流电势。产生寄生直流电势的原因大致上有两个方面: 由于控制极焊接处欧姆接触不良而造成一种整流效应,使控制电流因正 、反向电流大小不等而具有一定的直流分量。输出极焊点热容量不相等 产生温差电动势。
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应用霍尔集成传感器测量转速电路设计摘要本文是基于51单片机的转速测量系统，其测量方法较多，随着单片机对脉冲信号的处理能力越来越强大，使得全数字量系统越来越普及，并且使转速测量系统也可以用全数字化处理。
本设计利用霍尔效应对旋转物体进行检测的转速测量系统。
该系统采用UGN3144霍尔传感器把转速信息转换为电压输出，输出电压经整形电路送入AT89C51单片机进行数据处理并用四位7段LED显示器显示测量结果。
文中首先阐述了构成该系统的原理、硬件的实现方法，在该系统中对信号频率进行测量是首要任务，通过各种测量方法的对比下，该系统应采用测频法测量。
其次，在软件设计部分，此系统包含系统初始化程序的设计、数据接收和处理程序的设计、显示程序的设计三个模块。
最终，给出各部分的原理框图、电路图及转速测量的程序流程图，并编出其具体的程序。
总之，本课题完成了硬件和软件系统的设计，实现了转速测量系统的测量，转速计算、显示功能，同时实现键盘的开始/停止功能，完成了设计的要求。
关键词: 单片机, 转速测量, 霍尔传感器目录1 绪论 (1)1.1课题研究的目的和意义 (1)1.2转速测量在国内外的研究 (1)2 转速测量系统的总体方案 (2)2.1转速测量的一般方法 (2)2.2硬件设计总体方案 (4)2.3软件设计思路 (5)3 系统硬件设计 (5)3.1转速测量原理 (6)3.1.1 测频法“M法 (6)3.1.2 测周期法“T法” (7)3.1.3 测频测周法“M/T法” (7)3.1.4 转速测量系统中应用的方法 (8)3.2霍尔传感器的简介 (9)3.2.1 霍尔效应 (9)3.2.2 霍尔元件 (12)3.2.3 UGN3144霍尔开关元件 (13)3.3单片机及其接口的设计 (15)3.3.1 AT89C51单片机的简介 (15)3.3.2 复位电路 (18)3.3.3 时钟电路 (19)3.3.4 显示电路 (20)3.3.5 HD7279接口 (22)3.3.6 键盘电路 (25)4 系统软件设计 (25)4.1单片机转速程序设计思路及过程 (25)4.1.1 单片机程序设计思路 (26)4.2子程序设计 (27)4.2.1 单片机转速计算程序 (27)4.2.2 二-十进制转换程序 (27)4.2.3 显示程序 (28)5 转速测量系统的转速分析 (30)5.1测速范围 (30)5.2测量误差 (31)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录1 (36)附录2 (37)1绪论1.1课题研究的目的和意义随着超大规模集成电路技术提高，尤其是单片机应用技术以其功能强大，价格低廉的显著特点，使全数字化测量转速系统得以广泛应用。
由于单片机在测量转速方面具有体积小、性能强、成本低的特点，越来越受到企业用户的青睐。
转速是工程中应用非常广泛的一个参数，其测量方法较多，而模拟量的采集和模拟处理一直是转速测量的主要方法，这种测量方技术已不能适应现代科技发展的要求，在测量范围和测量精度上，已不能满足大多数系统的使用。
随着大规模及超大规模集成电路技术的发展，数字系统测量得到普遍应用，特别是单片机对脉冲数字信号的强大处理能力，使得全数字量系统越来越普及，其转速测量系统也可以用全数字化处理。
在测量范围和测量精度方面都有极大的提高。
本课题以单片机为核心，设计的全数字化测量转速系统，在工业控制和民用电器中都有较高使用价值。
一方面它可以应用于工业控制中的某一部分，如数控车床的电机转速检测和控制、水泵流量控制以及需要利用转速检测来进行控制的许多场合，如车辆的里程表、车速表等。
另一方面由于该转速测量系统采用全数字结构，因而可以很方便的和工业控制机进行连接，实行远程管理和控制，进一步提高现代化水平。
并且，几乎不需做很大改变就能直接作为单独的产品使用。
总之，转速测量系统的研究是一件非常有意义的课题。
1.2 转速测量在国内外的研究转速是能源设备与动力机械性能测试中的一个重要的特性参量，因为动力机械的许多特性参数是根据它们与转速的函数关系来确定的，例如压缩机的排气量、轴功率、内燃机的输出功率等等，而且动力机械的振动、管道气流脉动、各种工作零件的磨损状态等都与转速密切相关。
转速测量的方法很多，测量仪表的型式也多种多样，其使用条件和测量精度也各不相同。
根据转速测量的工作方式可分为两大类：接触式转速测量仪表与非接触式转速测量仪表。
前者在使用时必须与被测转轴直接接触，如离心式转速表、磁性转速表与测速发电机等；后者在使用时不需要与被测转轴接触,如光电式转速表、电子数字式转速表、闪光测速仪等。
测量发动机转速的传统方法是使用光电式转速表测量。
用这种方法测量时,既要在发动机转动轴上粘贴光标纸，又要求测量人员把转速表与光标纸的距离控制在很近的范围,测量十分不方便。
随着科学技术的迅速发展,转速测量仪表已步入现代化、电子化的行列。
过去曾经使用过的接触式测量仪表, 如离心式转速表、磁性转速表、微型发电机转速表及钟表是定时转速表，均已先后受到冷落；而利用已知频率的闪光与被测轴转速同步的方法来测速的闪光测速仪，虽属非接触式仪表，目前仍有应用,但也退居次要地位。
代之而起的是非接触式的电子与数字化的测速仪表。
这类转速仪表大多具有体积小、重量轻、读数准确、使用方便等优点，容易实现电脑荧屏显示和打印输出，能够连续的反映转速变化，既能测定发动机稳定情况下的平均转速,也能够用来在足够小的时间间隔这一特定条件下测定发动机的瞬时转速。
2 转速测量系统的总体方案2.1转速测量的一般方法一般转速测量系统有以下几个部分构成，转速测量框图如图2.1所示。
图2.1 转速测量框图 1．转速信号拾取转速信号拾取是整个系统的前端通道，目的是将外界的非电参量，通过一定方式转换成电量，这一环节可以通过敏感元件、传感器或测量仪表等来实现。
方法如下：转速信号拾取 整形 倍频 单 片机 显示 接口 芯片 显示键盘驱动电路(1) 通过敏感元件拾取被测信号敏感元件体积小，可以根据用户及环境要求做成各矛头形状的探头，它能将被测的物理量变换成电流、电压，只要选择合适的元件参数。
如R、L、C设计相应的电路，便能完成这种对应关系。
这种方法设计难度大，信号稳定度差，在模拟处理系统中不宜采用。
(2) 通过传感器拾取信号由专业人员将敏感元件和相应的测量电路、传递机构以适当的形式制成不同类型、不同用处的传感器，根据原理输出电量。
该电量可以是模拟量或数字量，现代传感器还可以输出开关量，用于数字逻辑电路。
(3) 通过测量仪表拾取被测信号目前有许多测量仪表用于各种测量中，有大信号输出、有BCD码输出等，但价格昂贵，专业性强，一般不适合通用系统。
通用的转速测量系统大都采用一种俗称“码盘”的传感装置，将圆形的码盘固定在转轴上，码盘上有若干规则排列的小孔，用光电偶来输出电信号，以反映转速对应关系，即是将转轴的速度以脉冲形式反映出来，通常有两种形式：(1) 模拟量量化后经A/D转换，由数字量反映角度，供单片机计算处理，得出转速。
(2) 直接由脉冲来反应转轴的角度，用每转产生的脉冲经单片机处理得出转速。
2．整形和倍频前向通道中，从传感器输出的信号必须转换成单片机输入要求的信号，由于信号调节电路与传感器的选择，现场干扰程度等，都会影响信号的质量。
而脉冲信号的上升沿和下降沿对数字电路的触发尤为重要，若要将转速脉冲信号直接加到计数器或外部中断的输入端，并利用其上升沿来触发进行计数，则必须要求输入的信号有陡峭的上升沿或下降沿。
处理方法上可以用触发器电路来整形；而倍频电路主要用于解决低转速时测量精度问题及码盘的刻度误差而造成的精度下降问题。
方法是在每转中增加脉冲的个数(码盘的线程数)来提高精度。
但在高转速时，由于脉冲个数的增加，限制了最高转速测量量程，这个问题可用单片机控制来动态处理解决，兼顾高低转速的测量精度。
3．单片机单片机[1]是整个测量系统的主要部分，担负对前端脉冲信号的处理、计算、以及信号的同步，计时等任务，其次，将测量的数据经计算后，将得到的转速值传送到显示接口中，用数码管显示数值。
在本系统中考虑到计数的范围、使用的定时，计数器的个数及I/O口线，预选用89C51单片机。
具体工作情况在后讨论。
4．驱动和显示由于LED数码管具有亮度高、可靠性好等特点，工业测控系统中常用LED数码管作为显示输出。
本系统也采用数码管作显示。
LED显示器是用发光二极管显示字段的，通常使用七段构成“日”字型和一只发光二极管作为小数点，称八段数码显示器。
其有两种驱动方式，共阴驱动和共阳驱动，共阴驱动是各段发光二极管的阴极连在一起，并将公共端接地，在共阳结构中，将各段发光二极管阳极连在一起，并将公共端接上+5V电源，显示字符对应字型代码发光。
2.2 硬件设计总体方案硬件设计的任务是根据总体设计要求，在系统工作原理的基础上，具体确定系统中所要使用的元器件，设计出系统的原理框图、电路原理图。
转速是工程中应用非常广泛的一个参数，早期模拟量的模拟处理一直是作为转速测量的主要方法，这种测量方法在测量范围和测量精度上，已不能适应现代科技发展的要求。
而随着大规模及超大规模集成电路技术的发展，数字测量系统得到普遍应用，利用单片机对脉冲数字信号的强大处理能力，应用全数字化的结构，使数字测量系统的越来越普及,在测量范围和测量精度方面都有极大的提高。
在本转速测量系统由霍尔传感器、单片机和显示器、键盘电路等组成。
传感器部分采用UGN3144霍尔传感器，负责将被测量量的转速转化为脉冲信号[2]。
因为采用的是集成霍尔开关元件，输出的是数字信号，可以直接把脉冲信号送入单片机进行处理。
单片机采用AT89C51，显示器采用4个7段LED数码管动态显示，其系统框图如2.2所示。
其中整个系统的电源采用双电源供电，将继电器驱动电源与单片机及其周边电路电源完全隔离，利用光电耦合器传输信号。
这样做法虽然不如单电源方便灵活，但可将继电器工作所造成的干扰完全消除，进一步提高系统稳定性。
图2.2 转速测量系统的总体框图2.3 软件设计思路软件需要解决的是定时器0的记数和外部中断0的设定、由于测量的转速范围大，所以低速和高速都要考虑在内，关键在于一个四字节除三字节程序的实现。
显示部分、需要有一个二进制到十进制的转化程序，以及转换成非压缩BCD 的程序后、才能进行调用查表程序送到显示。
软件工作流程：霍尔传感器利用磁电效应产生一周期脉冲向单片机的外部中断0（P3.2）口发送一个中断信号，定时器工作在内部定时，TH0、TL0设定初值为0，作为除数的低两字节，利用软件记数器、定时器0中断的次数作为除数高字节。
中断完毕读取内部记数值作为除数，调用除法程序计算转速，再对二进制数进行一系列变换后调用查表显示程序，显示在LED 上。