基于单片机的电机测速系统
基于MSP430单片机的直流电动机调速测速控制系统
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!科技情报开发与经济ＳＣＩ－ＴＥＣＨＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ＆ＥＣＯＮＯＭＹ２００６年第１６卷第８期测试，测试结果见图５。
从图５中可以看出美国ＯＭＥＧＡ公司Ｂｕｔｔ－Ｗｅｌｄｅｄ热电偶响应时间约为４１．６ｍｓ。
由于实验条件的限制，此响应时间的测试存在误差，这与美国ＯＭＥＧＡ公司提供的时间常数（３００ｍｓ）略有差别，但是可以认为此热电偶响应时间的理论值与实测值在实验不确定范围内是基本吻合的。
这种动态特性的测试方法也适用于其他表面温度传感器。
与此同时，也说明了美国相干公司Ｋ—５００型高功率ＣＯ２激光器可以作为瞬态表面高温传感器动态特性测试的加热热源。
参考文献［１］郝晓剑．瞬态表面高温测量与动态校准技术研究［Ｄ］．太原：中北大学，２００５：６６－６８．（责任编辑：王雅利）───────────────第一作者简介：郭华玲，女，１９７６年生，现为中北大学测控技术及仪器专业２００３级在读硕士研究生，中北大学信息与通信工程学院，山西省太原市，０３００５１．ＤｙｎａｍｉｃＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆＢｕｔｔ－ＷｅｌｄｅｄＴｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅＳｔｉｍｕｌａｔｅｄｂｙＭｏｄｕｌａｔｅｄＬａｓｅｒＧＵＯＨｕａ－ｌｉｎｇＡＢＳＴＲＡＣＴ：ＴｈｉｓｐａｐｅｒｐｕｔｓｆｏｒｗａｒｄａｎｅｗｍｅｔｈｏｄｏｆｍａｋｉｎｇｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｐｒｏｐｅｒｔｙｔｅｓｔｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｏｒｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｈｉｇｈｆｒｅｑｕｅｎｃｙｍｏｄｕｌａｔｅｄｈｉｇｈｐｏｗｅｒＣＯ２ｌａｓｅｒａｓｔｈｅｄｒｉｖｉｎｇｓｏｕｒｃｅ，ａｎｄｓｅｔｓｕｐａｄｙｎａｍｉｃｐｒｏｐｅｒｔｙｍｅａｓｕｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．ＡＢｕｔｔ－ＷｅｌｄｅｄｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅｏｆｃｏｍｐａｎｙＯＭＥＧＡｈａｓｂｅｅｎｔｅｓｔｅｄｏｎｔｈｅｓｙｓｔｅｍｂｙｕｓｉｎｇＤＩＡＭＯＮＧＯＭＥＧＡｓｅｒｉｅｓＫ—５００ｔｙｐｅＣＯＲＨＥＮＴＣＯ２ｌａｓｅｒ，ａｎｄｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｔｉｍｅｏｆｔｈｅＢｕｔｔ－Ｗｅｌｄｅｄｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅｉｓ４１．６ｍｓ．ＫＥＹＷＯＲＤＳ：ｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅ；ｄｙｎａｍｉｃｐｒｏｐｅｒｔｙ；ＣＯ２ｌａｓｅｒ直流电机由于具有速度控制容易，启、制动性能良好，且在宽范围内平滑调速等特点而在工业部门中得到广泛应用。
基于单片机的电机转速测量系统的设计
基于单片机的电机转速测量系统的设计摘要: 为了研制简单可靠的直流电机测速装置，提出了基于单片机和集成芯片设计电机转速测量系统的方案。
介绍了霍尔传感器测速的工作原理，设计了系统的硬件电路和软件。
该系统以AT89S51 单片机为核心，主要包括电源模块、按键模块、转速测量电路模块和显示模块等，通过将脉冲信号送入单片机系统进行计数运算，并将转速测量结果显示在LED上。
运行试验表明，系统结构简单，工作稳定可靠，满足电机的测速要求。
关键词: 霍尔传感器; 电机; 测速系统; 单片机引言近年来，随着电力电子技术、计算机技术和微控制技术的发展，直流电机因其具有良好的启动、制动和调速性能，已广泛运用于机械制造、电力、冶金等领域。
由于伺服驱动系统不断朝着数字化智能化方向发展，因此转速的控制成为在工业测控系统实现的关键环节。
而如何测量电机的转速以实现对转速的高精度控制。
成为电机应用的一个突出问题之一［1］。
目前常用的转速测量方法有测速发电机测速法和光电码盘测速法等。
他们各有优点和缺点，直流测速发电机是应用范围较广的测速元件，它的主要优点是灵敏度、高线性误差小，但由于它具有电刷和换向接触装置，因而可靠性较差，应用范围有限;普通光电编码器虽然精度较高，但体积大，成本高。
霍尔元件具有尺寸小、外围电路简单、使用寿命长、调试方便等特点用它可以做成种传感器，广泛应用于位移测量、转速测量以及计数等方面［4］。
1 霍尔元件测速原理霍尔元件作为一种转速测量系统的传感器，它有体积小、重量轻、安装方便等优点，该传感器是利用霍效应原理工作的: 一个金属或半导体薄片置于磁场中，当薄片通以电流I 时，在薄片的两侧面上就会产生一个微量的霍尔电压UH，如果改变磁场的强度，霍尔电压的大小亦随之改变［5 － 6］。
当磁场消失时，霍尔电压变为零。
霍尔效应式转速传感器输出的信号是矩形脉冲信号，很适合于数字控制系统。
用公式表示为UH = KH·I·B ( 1)式中: KH为霍尔器件的灵敏度系数; I 为控制电流; B 为磁感应强度。
基于51单片机测电机转速的设计
基于51单片机测电机转速的设计[摘要]：本课题设计了一种基于单片机的电子测速仪，测速仪以89C51为数据处理主控芯片。
测速仪的主要组成部分：霍尔传感器、以89C51芯片为核心的密码锁的数据处理与控制电路、输出显示电路。
另外系统还有LED报警灯，单片机复位电路等。
测速电路的关键问题是物理信号到电信号的转换，以及脉冲的产生、报警与复位。
同时该测速仪具有低能耗、体积小、使用方便，非接触等优点，具有很强的使用价值[关键词]：单片机；测速仪51 singlechip design of measurement of motor speed based onAbstract：This project is to design a kind of electronic measurement instrument based on single chip microcomputer, velocimetry using 89C51 as main control chip data processing.Main components: Holzer velocimetry sensors, taking the 89C51 chip as the corecryptographic data processing and control circuit, the lock output display circuit.Another system and LED warning lamp, microprocessor reset circuit etc.. The keyproblem of conversion speed measuring circuit is a physical signal to electrical signal,and the pulse generation, alarm and reset. At the same time, the instrument has theadvantages of low energy consumption, small volume, convenient use, non - contactand other advantages, has the very strong use valueKeywords：MCU; velocimetry目录第一章绪论 (3)1.1测速仪的背景与分类 (3)1.2测速仪的运用于发展 (3)1.3本设计的意义与要求.................................................. .1 第二章单片机测速仪的主要元件介绍.. (2)2.1单片机89c51的介绍 (2)2.2 霍尔元件的介绍 (5)2.3比较器LM393的介绍............................................................................. (6)第三章基于单片机测速的工作概述以及原理分析 (9)3.1基于单片机测速的工作概述 (9)3.2系统硬件总电路图............................................................................. .. (9)3.3检测电路模块............................................................................. (9)3.4复位电路模块 (10)3.5晶振电路模块 (11)3.6电源电路模块 (11)3.7显示电路模块............................................................................. (12)3.8报警电路模块............................................................................. (12)第四章单片机测速系统组成 (13)4.1转速测量系统原理框图 (13)4.2系统软件框图 (13)第五章系统软件设计 (14)5.1系统流程序 (14)5.1.1系统主程序流程图............................................................................. (14)5.1.2测速程序流............................................................................. . (15)5.1.3 显示流程图............................................................................. (16)5.2程序............................................................................. . (21)第六章单片机测速电路实物运行 (22)6.1实物整体图......................................................... .226.2 测速显示 (23)6.2.1转速显示............................................................................. (23)6.2.2低速报警显............................................................................. . (24)6.2.3高速报警显示............................................................................. (25)小结............................................................................. ............................................................................... . (26)致谢 (27)附录一单片机测速PCB原理图............................................................................. . (28)附录二单片机测速元器件清单............................................................................. .. (29)参考文献............................................................................. ............................................................................... . (30)第一章绪论1.1测速仪的分类目前测量电机转速的方法很多，按照不同的理论方法，先后产生过模拟测速法(如离心式转速表、用电机转矩或者电机电枢电动势计算所得)、同步测速法(如机械式或闪光式频闪测速仪)以及计数测速法。
基于单片机的直流电机测速系统设计
基于单片机的直流电机测速系统设计徐华丹;余红娟【摘要】本装置运用测周期法实现对直流有刷电机的转速测量.系统由主控系统STM32F103开发板,直流电源电路,电阻采样电路,信号处理电路,霍尔采样电路,直流有刷电机,液晶显示屏构成.该电机测速装置有二种测速采样方式,一是电枢串接电阻采样,获得电机转速方波信号,通过单片机对方波信号频率的测量,结果显示在液晶屏上.另一种转速采样运用自制传感器,通过霍尔电磁感应效应原理进行非接触采样,获得电机转速方波信号,通过单片机对方波信号频率的测量,结果显示在液晶屏上.二种方法所测结果经光电测速仪校准,具有较好的测速精度.【期刊名称】《黑龙江科技信息》【年(卷),期】2017(000)034【总页数】2页(P6-7)【关键词】电阻采样;霍尔效应;STM32F103;信号处理;直流电压调速【作者】徐华丹;余红娟【作者单位】金华职业技术学院,浙江金华 321000;金华职业技术学院,浙江金华321000【正文语种】中文在现代工业控制领域,电机测速技术是电机调速控制系统中的重要问题之一,因此简便可靠地对电机转速进行测量具有一定的实践意义。
目前国内外测量电机转速的方法有很多,常用的转速测量方法测速发电机测速发和光电码盘测速法等。
本文设计了一种以单片机STM32F103为核心控制,以霍尔传感器作为检测元件以及电阻采样测量方法,测量直流电机的转速,并通过1602液晶显示器显示的方法。
采用串联电阻及自制感应式非接触测量传感器。
设计过程中,偿试用不同的信号处理电路对采集信号进行精细处理,分别制作了多个传感器电路进行试验,最终选定灵敏度最好的进行系统联调。
系统由嵌入式STM32系统、霍尔传感器、电阻采样电路、电机调速电路、电机、液晶显示屏等构成,调试时需外接一个电源。
系统框图如图1所示。
2.1 单片机系统。
本设计采用STM32F103单片机。
STM32F系列属于中低端的32位ARM微控制器,芯片集成定时器、CAN、ADC、SPI、I2C、USB、UART等多种功能。
课程设计基于单片机的直流电机测速调速及显示系统设计
基于单片机的直流电机测速、调速及显示系统设计课程设计报告题目：基于单片机的直流电机测速、调速及显示系统设计摘要本文要紧研究了利用Quick51系列单片机操纵PWM信号从而实现对直流电机转速进行操纵的方式。
单片机具有体积小、功能强、本钱低、应用面普遍等优势，能够说，智能操纵与自动操纵的核心确实是单片机。
目前，一个学习与应用单片机的高潮在全社会大规模地兴起。
学习单片机的最有效方式确实是理论与实践并重，本文用8051单片机自制了一个采纳了专门的芯片组成了PWM信号的发生系统，而且对PWM信号的原理、产生方式和如何通过软件编程对PWM信号占空比进行调剂，从而操纵其输入信号波形等均作了详细的论述。
还对直流电机的速度进行了测量和显示。
关键词：单片机、PWM、调速、测速、显示系统目录摘要 (1)目录 (2)第一章概述 (3)1.1概述 (3)Quick51的技术简介和进展前景 (3)1.2.1 SmartSOPC与Quick51 (3)1.2.2 Quick51特性 (4)第二章整体方案设计 (5)8051单片机简介 (6)PWM信号发生电路设计 (12)2.2.1 P WM的大体原理 (12)128*64液晶显示 (13)第三章硬件设计与连接 (13)传感器电路设计 (13)信号处置电路设计 (16)存储器电路设计 (17)I2C总线概述 (17)存储器电路 (18)显示电路设计 (18)PWM信号发生电路设计 (19)第四章软件设计 (20)系统软件总流程图 (20)程序清单 (21)答辩问题 (22)第一章概述1.1概述本文要紧研究了利用Quick51系列单片机，通过PWM方式操纵直流电机调速的方式。
冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其成效大体相同。
PWM操纵技术确实是以该结论为理论基础，使输出端取得一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。
按必然的规那么对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。
基于51单片机和霍尔传感器的测速
基于51单片机和霍尔传感器的测速1. 小项目简介主要采用stc89c51/52单片机作为主控，由霍尔传感器作为测速的基本模块，采用按键控制速度快慢，数码管显示当前速度。
最后成品图如下：2.电源部分1.电源供电的功率尽可能的稍微大一些，我是采用罗马仕充电宝供电（5V，2.1A输出口）。
因为电源功率过小，将造成电机无法带动，或者数码管闪烁等硬件上的bug。
2.如果电源的电压高于5V，需要在电源输入端使用一个稳压电路，将输入电压稳压到5V给单片机，和其他外设供电。
防止电压过高造成器件损坏。
3.硬件部分1. stc89c51/52的最小系统注意：如果使用一般的USB接口供电，当电机转动时候，可能照成单片机的管脚供电不稳定，所以需要在单片机的IO的外接上拉排阻。
P3口不需要。
9针排阻如下：有小点的一端是公共端，需要和电源5V连接，其余口和单片机管脚一一对应焊接就行。
2. 霍尔传感器注意引脚，窄的一面来看引脚顺序：这里的VOUT口可以直接连接单片机的外部中断1口，可以经过一个电压比较器lm393之类的在给单片机。
3. 直流电机马达驱动51单片机的IO口输出的电流过小，驱动直流电机马达效果不明显，达不到后期变速，需要使用一个三极管（9015\9013这类都可以）放大电路去驱动马达：示范电路如下：（电阻根据自己需要修改）4. 共阴数码管//数码管位选sbit S1=P2^4;sbit S2=P2^5;sbit S3=P2^6;sbit S4=P2^7;//数码管段选：P1的八个IO口。
连线的时候一定根据下列图示的段选（注意注意注意：容易连错）4.软件部分1.软件工程整体图：2.main.c文件代码：自己创建一个51单片机的keil工程文件，将下面代码拷贝到自己工程文件下的main.c文件替换即可/************************************************************** ************************* 基于51单片机测速* 实现现象：按下按键K1减速按下按键K2加速外部中断1对应IO口P3^3注意事项：电机速度不能过快，否则会造成数码管显示不稳定*************************************************************** ************************/#include 'reg52.h' //此文件中定义了单片机的一些特殊功能寄存器typedef unsigned int u16; //对数据类型进行声明定义typedef unsigned char u8;//测试端口（根据自己需要决定）sbit led=P0^0; //将单片机的P0.0端口定义为led/************************************************************** ****************************************************核心部分**************************************************************************************************************** ************************///占空比u16 time = 0; // 定义占空比的变量u16 count=30; //定义占空比上限sbit PWM=P0^1;// P0.1输出pwm//速度u16 zhuansu=0; //转速初值为0u16 jishu = 0; //jishu的变量初值为0u8 flag = 0; //定时器1计数变量//按键sbit k1=P2^0;sbit k2=P2^1;sbit k3=P2^2;sbit k4=P2^3;//数码管位选sbit S1=P2^4;sbit S2=P2^5;sbit S3=P2^6;sbit S4=P2^7;//数码管位选：P1的八个IO口//共阴数码管段选u8 code smgduan[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};//显示0~F的值//数码管存储中间变量unsigned char Display_data[4];/************************************************************** ****************** 函数名 : delay* 函数功能 : 延时函数，i=1时，大约延时10us*************************************************************** ****************/void delay(u16 i){while(i--);}//定时器和外部中断1的初始化函数void InitSyetem(){//配置外部中断1：采集霍尔传感器触发下降沿IT1 = 1; //选择下降沿触发EX1 = 1; //打开外部中断1//定时器0，1工作方式1TMOD=0x11; //定时或者计数模式控制寄存器//定时器0配置：产生PWM波TH0=(65536-10)/256;//赋初值定时10usTL0=(65536-10)%256;//sET0=1;//开定时器0中断TR0=1;//启动定时器0//定时1：测速TH1=(65536-10000)/256;//赋初值定时10msTL1=(65536-10000)%256;ET1=1;//开定时器0中断TR1=1;//启动定时器0PX1=1;//设置优先级PT1=1;//设定定时器1为最高优先级EA=1;//开总中断}//外部1中断服务函数void Service_Int1() interrupt 2{jishu++; //霍尔下降沿一次就记一次数if(jishu == 100) //累加计数有100次，总时间为100 * 10ms = 1s{led^=led; //led闪烁}}//定时0处理函数产生PWM 调速原理———在PWM高电平时候驱动电机转动在PWM低电平时候让电机停止转动void Service_Timer0() interrupt 1{TR0=0;//赋初值时，关闭定时器TH0=(65536-10)/256;//赋初值定时TL0=(65536-10)%256;//0.01msTR0=1;time++; //计数变量if(time>=100) time= 0; //清零标志变量if(time<=count) //小于设定值，输出高电平{PWM = 1;}elsePWM = 0;}//定时器1中断处理显示转速void Service_Timer1() interrupt 3{TR1=0;//赋初值时，关闭定时器TH1=(65536 - 10000) / 256;TL1=(65536 - 10000) % 256;//定时10msTR1=1;flag++; //计数变量加if(flag==100) //计时到达1s 测量此时的转速{// led=~led; //led状态取反zhuansu = jishu; //监测霍尔传感器总共计数次数jishu=0; //转速置0flag=0; //清除计数变量}}//数码管处理函数void Deal_data(){Display_data[3]=smgduan[zhuansu/1000]; //数码管高位Display_data[2]=smgduan[zhuansu/100%10];//去第二位Display_data[1]=smgduan[zhuansu/10%10];Display_data[0]=smgduan[zhuansu%10]; //数码管低位}/************************************************************** ****************** 函数名 : DigDisplay* 函数功能 : 数码管动态扫描函数，循环扫描4个数码管显示*******************************************************************************/void DigDisplay(){u8 i;for(i=0;i<4;i++){switch(i) //位选，选择点亮的数码管，{case 0 : S1 = 0; S2 = 1; S3 = 1; S4 = 1;break; //点亮第一位数码管case 1 : S2 = 0; S1 = 1; S3 = 1; S4 = 1;break;case 2 : S3 = 0; S1 = 1; S2 = 1; S4 = 1;break;case 3 : S4 = 0; S1 = 1; S2 = 1; S3 = 1;break;}P1=Display_data[i];//发送段码delay(5); //间隔一段时间扫描时间越少，一起亮且显示越稳定；时间越多，是流水点亮P1=0x00;//消隐时间过快时，每个数码管将会有重影}}/************************************************************** ****************** 函数名 : keypros* 函数功能 : 按键处理函数，判断按键K1是否按下*************************************************************** ****************/void keypros(){if(k1==0) //检测按键K1是否按下{delay(100); //消除抖动一般大约10ms 时间的估算100*n=1(s) if(k1==0) //再次判断按键是否按下{led=~led; //led状态取反count+=10;if(count >= 90) //设置一个上限count+=90;}while(!k1); //检测按键是否松开为假时候说明按键没有释放}if(k2==0) //检测按键K1是否按下{delay(100); //消除抖动一般大约10msif(k2==0) //再次判断按键是否按下{led=~led; //led状态取反count-=10;if(count <= 10){count = 10;}}while(!k2); //检测按键是否松开}}/************************************************************** ****************** 函数名 : main* 函数功能 : 主函数* 输入 : 无* 输出 : 无*************************************************************** ****************/void main(){led = 0; //上电熄灭小灯P1 = 0x00; //上电初始化熄灭数码管InitSyetem();//定时器和外部中断1的初始化函数while(1){keypros(); //按键处理函数Deal_data(); //数据处理函数DigDisplay(); //数码管显示函数}}。
基于单片机的电机转速测量系统设计
基于单片机的电机转速测量系统设计一、绪论电机是现代工业生产中常用的电力传动装置，其转速的准确测量对于工业生产的稳定运行和质量控制具有重要意义。
本文设计了一种基于单片机的电机转速测量系统，通过对电机转速的实时监测和数据采集，实现对电机运行状态的有效控制和管理。
二、系统设计方案1.硬件设计：a.使用单片机作为控制核心，选择适合的单片机芯片，如STC89C52b.采用光电传感器作为转速检测元件，通过将光电传感器的发光管与光敏电阻相对应，并将其安装在电机转轴上，当转轴旋转时，光敏电阻会根据光线的变化产生电信号，通过电压变化实现转速测量。
c.添加滤波电路，通过对信号进行滤波处理，保证测量结果的稳定性和准确性。
d.利用LCD液晶显示模块，显示电机的实时转速。
e.设计相关电源和电路，保证系统正常运行。
2.软件设计：a.使用C语言编程，通过单片机的编程框架，编写测量转速的程序。
b.通过定时器中断的方式，实时采集光电传感器的信号，并进行信号处理，得到电机的实时转速值。
c.将转速值存储在内部存储器中，以备后续分析和处理。
d.利用LCD液晶显示模块，将转速值显示在LCD屏幕上，实现实时监测。
三、系统特点1.精确度高：通过光电传感器和滤波电路的配合使用，能够准确测量电机的转速，保证测量结果的准确性。
2.实时监测：通过单片机的编程，能够实时监测电机的转速，及时发现异常情况并进行处理。
3.数据采集:可以将转速数据存储在内部存储器中，方便后续分析和处理，实现对电机的有效控制和管理。
4.易于操作：通过LCD液晶显示模块，能够直观地显示转速值，操作简单方便。
5.低成本：该系统采用单片机作为核心，硬件设备简单，成本较低。
四、系统优化1.添加报警功能：当电机转速超过设定值或低于设定值时，系统能够及时发出警报提示操作人员，防止电机在异常情况下继续运行，保护设备安全。
2.添加通信功能：通过添加通信模块，将转速数据传输至上位机或者其他设备，实现对电机的远程监控和控制。
基于单片机软件实现直流电机PWM以及电机测速
基于单片机软件实现直流电机PWM以及电机测速叶祥祥温州大学物理与电子信息学院一、摘要利用AT89C51设计一个直流电机的软件模拟PWM驱动及测速系统。
单片机读取键盘值来设定转速和正反转，并且通过红外对管来测量转速。
本系统具有精度高，成本低，使用方便等优点。
关键词：AT89C51；PWM；测速。
引言随着社会的发展，各种智能化的产品日益走入寻常百姓家。
为了实现产品的便携性、低成品以及对电源的限制，小型直流电机应用相当广泛。
对直流电机的速度调节，我们可以采用多种办法，本文给出一种用单片机软件实现PWM调速的方法及红外对管测转速。
二、直流电机调速知道通过调节直流电机的电压可以改变电机的转速，但是一般我们设计的电源大都是固定的电压，而且模拟可调电源不易于单片机控制，数字可调电源设计麻烦。
所以这里用脉宽调制（PWM）来实现调速。
方波的有效电压跟电压幅值和占空比有关，我们可以通过站空比实现改变有效电压。
一般用软件模拟PWM可以有延时和定时两种方法，延时方法占用大量的CPU，所以这里采用定时方法。
三、直流电机旋转方向一般利用H桥电路来实现调速。
H桥驱动电路：图4.12中所示为一个典型的直流电机控制电路。
电路得名于“H桥驱动电路”是因为它的形状酷似字母H。
4个三极管组成H的4条垂直腿，而电机就是H中的横杠（注意：图4.12及随后的两个图都只是示意图，而不是完整的电路图，其中三极管的驱动电路没有画出来）。
如图所示，H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机。
要使电机运转，必须导通对角线上的一对三极管。
根据不同三极管对的导通情况，电流可能会从左至右或从右至左流过电机，从而控制电机的转向。
图4.12 H桥驱动电路要使电机运转，必须使对角线上的一对三极管导通。
例如，如图4.13所示，当Q1管和Q4管导通时，电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机，然后再经Q4回到电源负极。
按图中电流箭头所示，该流向的电流将驱动电机顺时针转动。
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目录1 摘要 (1)2系统功能分析 (2)2.1 系统功能概述 (2)2.2 系统要求及主要内容 (2)2.3 系统技术指标 (3)3 系统总体设计 (3)3.1 硬件电路设计思路 (3)3.2 显示电路 (5)3.3 霍尔传感器简介 (7)3.3.1 霍尔器件概述 (7)3.3.2 霍尔传感器的应用 (8)3.3.3 CS3144霍尔开关 (9)3.4 霍尔传感器与单片机的软件设计 (11)3.5 C语言源程序 (12)4 设计总结 (16)5 参考文献 (17)6 附录 (17)1 摘要在工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，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，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。
本文便是运用AT89S52单片机控制的智能化转速测量仪。
电机在运行过程中，需要对其进行监控，转速是一个必不可少的一个参数。
本系统就是对电机转速进行测量，并可以通过数码管进行显示电机的转速，并观察电机运行的基本状况。
本设计主要用AT89S52作为控制核心，由霍尔传感器CS3144、LED数码显像管构成。
本文重点是测量速度并显示在4位LED数码管上。
其优点硬件是电路简单，软件功能完善，测量速度快、精度高、控制系统可靠，性价比较高等特点。
关键字：霍尔开关传感器；转速表；51单片机；CS31442 系统功能分析2.1 系统功能概述功能：系统主要实现功能是:AT89S52单片机接收霍尔传感器传来的脉冲信号,单片机根据外部中断,以及内部定时器进行记数计算出电机转速送到LED显示。
该系统有3个模块构成：霍尔测速模块、单片机模块和显示模块。
由霍尔元件的电机测速系统结构图如图1所示。
应用：从实用的角度看，评价一个系统实用价值的重要标准，就是这个系统对社会生活和科技观念有多大的贡献。
转速测量系统具有大范围、高精度等优点、测量速度快，这种系统将会有良好的应用。
2.2 系统要求及主要内容将霍尔传感器产生的脉冲信号输出入到单片机的外部端口P32口，单片机工作在内部定时器工作方式0，对周期信号进行内部记数，调用计算公式算出转速，调用显示程序显示在LED上。
主要内容：（ 1）单片机部分主要完成电机转速的测量。
（2）LED部分主要是把转速显示出来。
2.3 系统技术指标系统主要完成以下功能：测量系统：1.设计并制作单片机的转速测量的硬件系统；2.用C语言完成转速测量的软件系统；3.要求把转速显示在4位LED上，精度为±1转；根据系统要实现的功能以及要求，要实现单片机的转速测量主要是各个模块的设计，定时器记数功能、以及LED驱动。
单片机可通过编程控制外围部件，能实现较高的自动化程度。
以它为系统核心的控制模块可实现主从控制，完成预定的任务。
3 系统总体设计3.1 硬件电路设计思路硬件设计的任务是根据总体设计要求，在选择的机型的基础上，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。
测速系统的主体是40引脚的单片机AT89S52模块，AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。
，与工业标准的MCS-51系列指针集和输出引脚相兼容。
它还具备以下特性：256字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。
另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。
空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
转速测量部分的硬件设计思路：本次设计单片机部分的硬件框图如图2所示。
图2 单片机部分硬件框图AT89S52单片机最小系统由AT89S52单片机及其外围电路组成，是整个磁电式转速表系统的核心。
AT89S52单片机在高温环境中稳定性好，支持在线编程ISP，无需专用的编程器，方便调试.AT89S52单片机对很多嵌入式控制应用提供了一个高灵活有效的解决方案。
它的作用使形成用于产生超声波的40KHZ信号、形成必要的时序、控制LCD字符的显示。
AT89S52单片机各个引脚分布如图3所示，P3.2为接受霍尔传感器脉冲信号输入端，P18和P19为单片机自身的11.0592MHZ晶振；P9是复位信号，有一个电阻和一个电容构成。
P0.0~P0.7输出转速数码管显示信号，控制液晶屏的写入字符。
P2.0-P2.3引脚对应液晶显示屏的位选通信号，通知四个LED数码管的选通与否。
将霍尔元件采集到的信号传输给单片机P3.2，每发送一次脉冲，单片机的计数器就自动加1，根据脉冲的次数计算出齿轮的转速，然后单片机将转速传输给四连排LED数码管显示电路，通过数码管将转速显示出来。
同时由于是数码管动态显示，所以电路中增加了八位D锁存器54ACT573W,单片机的硬件电路图如图3所示。
图3 单片机的硬件电路图3.2 显示电路显示电路采用LED数码管动态显示，LED（Light-Emitting Diode）是一种外加电压从而渡过电流并发出可见光的器件。
LED 是属于电流控制器件，使用时必须加限流电阻。
LED有单个LED 和八段LED之分，也有共阴和共阳两种。
显示器结构：常用的七段显示器的结构如图4所示。
发光二极管的阳极连在一起的称为共阳极显示器,阴极连在一起的称为共阴极显示器。
1位显示器由八个发光二极管组成，其中七个发光二极管a~g 控制七个笔画（段）的亮或暗，另一个控制一个小数点的亮和暗，这种笔画式的七段显示器能显示的字符较少，字符的开头有些失真，但控制简单，使用方便。
本设计使用的是共阴极显示数码管。
此外，要画出电路图，首先还要搞清楚他的引脚图的分布，在了解了正确的引脚图后才能进行正确的字型段码编码。
才能显示出正确的数字来，如图5所示，为七段数码管的管脚图。
图4 七段发光显示器的结构图5 七段发光显示器管脚的结构本电路系统为了便于显示和画PCB方便，采用四连排的的数码管显示，管脚12、9、8、6分别代表四个数码管的位选通端，其管脚图如图6所示。
图6 四连排共阴极数码管管脚图该电路显示模块采用4位动态LED数码显示电路。
其显示的段码数据从AT89S52 P0口分时输出，P2.0、2.1、P2.2、P2.3则输出对应的为选通信号。
P3.2作为与测速装置的连接引脚，用于数据采集。
由于LED数码管动态显示，所以需要一个8位D型锁存器，该电路采用54ACT573W。
C32、R49组成上电复位电路。
三端稳压器7805输出5V电压供整个系统工作。
此测速器可与任何9~12 V/100mA的交直流电源适配器配合工作，适应性强。
3.3 霍尔传感器简介3.3.1 霍尔器件概述霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器，已发展成一个品种多样的磁传感器产品族，并已得到广泛应用。
霍尔元件是一种磁传感器。
要他们可以检测磁场及其变化，可以在各种与磁场有关的场合中。
霍尔器件以霍尔效应为其工作基础。
霍尔期间具有许多优点，他们的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高（可达1MHZ），耐震动，不怕灰尘、水汽及烟雾等污染或腐蚀。
霍尔线性器件的精度高、线性度好；霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无回调、位置重复精度高（可达um级）。
采用了各种补偿措施的霍尔器件的工作温度范围广，可达55-150度。
按照霍尔器件的功能可将他们分为：霍尔线性器件和霍尔开关器件。
前者输出模拟量，后者输出数字量。
按被检测的对象的性质可将它们分为：直接应用和间接应用。
前者是直接检测出被测对象本身的磁场或磁特性，后者是检测被检测对象上人为设置的磁场，用这个磁场作为被检测信息的载体，通过它，将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、加速度、角度、角速度、转速、转数以及工作状态发生变化的时间等，转换成电量来进行检测和控制。
集成霍尔传感器是利用硅集成电路工艺将霍尔元件和测量线路集成在一起的一种传感器。
它取消了传感器和测量电路之间的界限，实现了材料、元件、电路三位一体。
集成霍尔传感器与分立相比，由于减少了焊点，因此显著地提高了可靠性。
此外，它具有体积小、重量轻、功耗低等优点，正越来越爱到众的重视。
集成霍尔传感器的输出是经过处理的霍尔输出信号。
按照输出信号的形式，可以分为开关型集成霍尔传感器和线性集成霍尔传感器两种类型。
开关型集成霍尔传感器是把霍尔元件的输出经过处理后输出一个高电平或低电平的数字信号。
霍尔开关电路又称霍尔数字电路，由稳压器、霍尔片、差分放大器，斯密特触发器和输出级组成。
3.3.2 霍尔传感器的应用使用霍尔器件检测磁场的方法极为简单，将霍尔器件做成各种形式的探头，放在被测磁场中，因霍尔器件只对垂直于霍尔片表面的磁感应强度敏感，因而必须令磁力线和器件表面垂直，通电后即可由输出电压得到被测磁场的磁感应强度。
若不垂直，则应求出其垂直分量来计算被测磁场的磁感应强度值。
而且，因霍尔元件的尺寸极小，可以进行多点检测，由计算机进行数据处理，可以得到场的分布状态，并可对狭缝，小孔中的磁场进行检测用磁场作为被传感物体的运动和位置信息载体时，一般采用永久磁钢来产生工作磁场。
例如，用一个5×4×2.5（mm3）的钕铁硼Ⅱ号磁钢，就可在它的磁极表面上得到约2300高斯的磁感应强度。
在空气隙中，磁感应强度会随距离增加而迅速下降。
为保证霍尔器件，尤其是霍尔开关器件的可靠工作，在应用中要考虑有效工作气隙的长度。
在计算总有效工作气隙时，应从霍尔片表面算起。
在封装好的霍尔电路中，霍尔片的深度在产品手册中会给出。
因为霍尔器件需要工作电源，在作运动或位置传感时，一般令磁体随被检测物体运动，将霍尔器件固定在工作系统的适当位置，用它去检测工作磁场，再从检测结果中提取被检信息。
3.3.3 CS3144霍尔开关CS3144霍尔开关电路最适于响应变化斜率陡峭的磁场并在磁通密度较弱的场合使用，适用于单极或多对磁环工作，它由反向电压保护器、电压调整器、霍尔电压发生器、信号放大器、史密特触发器和集电极开路的输出级组成。
工作温度范围为-40 ～150℃（存储温度为150℃），可适用于各种机及机电一体化领域。
霍尔元件的极限参数如图7所示图7 霍尔元件的极限参数霍尔元件电特性参数如图8所示。
图8 霍尔元件电特性参数产品特点:. 电源电压范围宽. 可用市售的小磁环来驱动. 无可动部件、可靠性高. 尺寸小. 抗环境应力. 可直接同双极和MOS逻辑电路接口应用:. 高灵敏的无触点开关. 直流无刷电机. 安全报警装置. 无触点开关. 汽车点火器. 位置、转速检测与控制霍尔开关元件的管脚图如图9：图9 霍尔开关元件的管脚图霍尔开关元件的电路图如图10图10 霍尔开关元件的电路图3.4 霍尔传感器与单片机的软件设计单片机测量电机转速的基本原理就是测量一定时间内进入单片机的脉冲数量，经过软件处理就可以计算出电机的转速。