自行车测速仪的设计说明书
多功能自行车测速仪 说明书

多功能自行车测速仪目录一、产品设计背景 (2)二、产品功能简介 (2)三、系统硬件设计 (3)四、MCU软件设计 (8)五、上位机软件bike V1.0设计 (8)六、产品实物及测试 (10)6.1<测速模式> (13)6.2<数据传输> (14)6.3<其它功能> (15)6.4<退出系统> (16)七、结语 (16)附录1 电路图 (17)附录2 源程序 (18)多功能自行车测速仪使用说明书一、产品设计背景随着人们生活水平的逐渐提高,人们对于生活质量的要求也日益增加,尤其是对健身的要求。
自行车在中国普遍作为代步工具。
而在国外,自行车却是一项十分受欢迎的健身运动。
因为它无污染,价位低廉,老少皆宜。
而且在运动过程中可以充分享受到大自然,对于忙碌的现代人来说,无疑是一种较好的放松方法。
在中国这种情况也在慢慢发生变化。
因此爱好自行车运动的人十分学要一款能测速的装置,以知道自己的运动情况。
并根据外界条件,如温度,风速等进行适当的调节,已达到最佳运动的效果。
而对于自行车运动员来说,最为关心的莫过于一段时间内的训练效果。
因为教练要根据一段时间内运动员的训练效果进行评估,从而进行适当的调整已使运动员达到最佳的状态。
因此需要一种装置进行对训练中各种参数的测定记录。
本作品就是针对此而设计的。
二、产品功能简介⒈对自行车进行实时速度的测量。
显示出速度值。
⒋显示当前日期时间,可以任意设定当前工作时间。
⒌显示行车里程,运动时间。
⒍可以自行设定采样频率⒏配套软件bike v1.0可以将本次运动的速度绘制成速度曲线,以供参考。
并可以将数据转存入数据库保存以备日后查询使用⒐配套软件bike v1.0充分考虑到广大自行车爱好者对于自行车运动的热衷,因此加入了对自行车运动的介绍,当今流行车型的简介以及进行自行车运动的注意事项和自行车旅行的相关知识。
并会逐渐对该软件加以升级,使其功能更加完善,以满足广大使用者的需求。
基于单片机设计的自行车测速计系统设计说明

届.别. 2013届学号毕业设计基于单片机设计的自行车测速系统姓名系别、专业导师姓名、职称完成时间word格式.目录摘要 (3)Abstract (4)1 绪论 (5)1.1 课题背景 (5)1.2 课题主要任务及容 (5)1.3 任务分析与实现 (5)2 系统设计 (6)2.1 硬件方案设计 (6)2.2 软件方案设计 (7)2.3 硬件电路设计 (8)2.3.1 概述 (8)2.3.2 系统总电路图 (9)2.3.3 单片机简介 (9)2.3.4 单片机的引脚功能介绍 (10)2.3.5 单片机中断系统介绍 (10)2.3.6 传感器及其测量系统 (11)2.3.7 霍尔传感器的测温原理 (11)2.3.8 集成开关型霍尔传感器 (12)2.4 单片机外围电路的设计 (13)2.4.1 时钟电路的设计 (13)2.4.2 复位电路的设计 (14)2.4.3 显示电路的设计 (15)3 软件程序设计 (16)3.1 概述 (16)3.2 总体程序设计 (16)3.3 中断子程序设计 (18)结论 (19)参考文献 (20)致 (20)附件一:总体原理图设计 (21)摘要随着居民生活水平的不断提高,自行车不再仅仅是普通的运输、代步的工具,而是成为人们娱乐、休闲、锻炼的首选。
自行车的速度里程表能够满足人们最基本的需求,让人们能清楚地知道当前的速度、里程等物理量。
本论文主要阐述一种基于霍尔元件的自行车的速度里程表的设计。
以 STC89C52 单片机为核心,A44E 霍尔传感器测转数,实现对自行车里程/速度的测量统计,并能将自行车的里程数及速度用LED实时显示。
文章详细介绍了自行车的速度里程表的硬件电路和软件设计。
硬件部分利用霍尔元件将自行车每转一圈的脉冲数传入单片机系统,然后单片机系统将信号经过处理送显示。
软件部分用汇编语言进行编程,采用模块化设计思想。
该系统硬件电路简单,子程序具有通用性,完全符合设计要求。
自行车测速仪的设计

• 程序是通过串口模块下载到STC89C52芯片当中的。
温度芯片DS18B20
DS18B20是美国DALLAS半导 体公司继DS1820之后最新推出 的一种改进型智能温度传感器。 与传统的热敏电阻相比,能够 直接读出被测温度并且可根据 实际要求通过简单的编程实现 9~12位的数字值读数方式。 DS18B20数字温度传感器接线 方便,封装成后可应用于多种 场合。DS18B20可以分别在 93.75 ms和750 ms 完成9位 和12位的数字量,并且从 DS18B20读出的信息或写入 DS18B20的信息仅需要一根口 线(单线接口)读写,温度变 换功率来源于数据总线,总线 本身也可以向所挂接的 DS18B20供电,而无需额外电 源。
RST是复位/片选线,通过把RST输
端,后面有详细说明,SCLK为时
入驱动置高电平来启动所有的数据
钟输入端。DS1302的引脚功能图
传送。RST输入有两种功能:首先, RST接通控制逻辑,允许地址/命令
如图3.9所示。
序列送入移位寄存器;其次,RST
提供终止单字节或多字节数据的传
送手段。当RST为高电平时,所有
选题背景
• 本设计主要是对自行车速度、时间以及温度的测量,通过 霍尔传感器、温度传感器、时钟芯片,由单片机来处理, 使其变得智能化,使人们能够随时了解自行车的速度、时 间、温度。
• 自行车不仅仅是普通的运输、代步的工具,而是成为人们 娱乐、休闲、锻炼的首选。因此,人们希望自行车的功用 更强大,能给人们带来更多的方便。自行车里程速度表作 为自行车的一大辅助工具也正是随着这个要求而迅速发展 的,其功能也逐渐从单一的里程显示发展到速度、时间显 示,甚至有的还具有测量骑车人的心跳、显示骑车人热量 消耗等功能。因此,研究自行车测速仪,有着非常现实的 意义。
多功能自行车测速仪

多功能自行车测速仪目录单片机自行车测速仪设计.............. 错误!未定义书签。
目录 (1)产品设计背景 (2)中英文摘要 (3)总体设计思想 (5)硬件设计部分 (6)AT89C52 单片机 (7)温度传感器DS1820 (9)AH3503线性霍尔 (10)HC-SR04超声波 (11)太阳能 (13)软件设计部分 (14)总结 (30)参考文献 (30)产品设计背景低碳环境更美好: 一个智慧城市,除了会运用科技改善市民生活,更懂得运用科技保护现有的资源,使市民的生活环境更美好。
PM2.5的数据、绿色公交的推行、污染企业排放量、各水道水质变化监控、道路交通电子眼……以科技控制、数据交换为主的系统,正是智慧城市的基石。
不仅精细到市民的衣食住行,也可以大到环境气象的预警、区域碳排放的监测,用科技的手段让市民生活、城市环境都变得更美好。
自行车不仅有利于人们出行,也有利于缓解城市交通压力,减少环境污染,既对公众个人有利,也对社会有利。
自行车并不会给现代化进程添堵,相反,我们的道路现代化却给骑车的人和开车的人都添了堵。
让自行车道消失,从现在来看,这不是现代化,这是对现代化的误解。
而在国外,自行车却是一项十分受欢迎的健身运动。
因为它无污染,价位低廉,老少皆宜。
而且在运动过程中可以充分享受到大自然,对于忙碌的现代人来说,无疑是一种较好的放松方法。
在中国这种情况也在慢慢发生变化。
AbstractThe system consists of AT89C52 SCM, LCD liquid crystal display, Holzer element, small magnet. The system includes a bicycle speed, mileage, and is equipped with a small keyboard on the total mileage cleared, the wheel circumference setting.In 1, the bicycle speed measurement, showing speed value.2, which can measure the environment temperature, for users to decide whether or not suitable for sports.3, display mileage.In 4, after the car has no display vehicle or vehicle and the workshop of the distance.In 5, a solar charging battery, sharing the burden.Through the sensor external physical quantity to be measured, the physical signal into an electrical signal, input AT89C52 chip, AT89C52 chip on the input signal processing, the final output display, and a certain degree of alarm function, if the temperature is high will remind you,The car has a car and will alert you too close. The design used in the main part comprises a singlechip AT89C52, HC-SR04, DS18B20 temperature sensor, ultrasonic sensor, 12864 LCD AH3503 Holzer.摘要本系统由AT89C52单片机、LCD液晶显示、霍尔元件、小磁铁等组成。
自行车用速度计

目录摘要、关键词 (2)一、前言 (3)二、总体方案设计 (3)1、模拟式(指针式)速度计 (3)2、非接触式(数字式)速度计 (4)3、锁存器的必要性 (5)4、方案比较 (5)三、单元模块设计 (6)1、速度计的规格及电路设计 (6)2、发受光部分 (6)3、基准脉冲发生部分 (7)4、计数、译码及显示部分 (8)5、电源部分 (10)6、各单元模块联接.................................................................. 错误!未定义书签。
7、工作状态分析 (10)四、系统调试 (14)1、发受光部分调试 (14)2、基准脉冲发生部分调试 (16)3、计数、译码及显示部分调试 (16)4、电源的调试 (16)5、速度计的组装 (16)6、准确的速度计 (17)7、实际使用 (17)五、系统功能、指标参数 (18)1、系统功能 (18)2、指标参数 (18)六、设计总结 (19)参考文献 (21)摘要:自行车的能量来自人的体力,所以应该尽量减少能量消耗。
因此应该考虑采用在不与车轮接触的条件下测定其转动的方法。
我们知道车轮的轮箍是用辐条支撑的。
当车轮转动时辐条也一起旋转。
所以可以考虑如何利用车轮上辐条的旋转。
利用辐条旋转的速度计原理。
为了测定辐条的旋转利用了光电计数器中使用的红外发光二极管和光传感器。
假设辐条与辐条之间的间隔是5cm,当每隔0.18s 就有辐条在光电传感器前通过时,那么运行速度就是km/h为单位的速度。
关键词:计数器,74HC160,74HC175,TC5022BP,七段译码器,RC振荡器,红外发光二极管,光传感器,斯密特反相器74HC14,电压,电容,电阻,晶体三极管。
Summar y:The energy of the bicycle comes from the person's physical strength, so should reduce the energy depletion as far as possible.Therefore should consider the adoption to measurese under the condition of not is contiguous with car wheel it becomes the dynamic method.We know that a hoop of felloe props up with the of it .When the car wheel turns to move the of it also revolves together.So can consider how the exploitation car wheel ascends the of it to revolve.Make use of an accelerometer principle for revolve.Revolved to make use of the light electricity to count for the sake of the measurement it to use red to give out light the diode and lights to spread the feeling machine outside in the machine.Suppose the of it and partition between of them are 5 cmses, being to separate each time the 0.18 ses contain of it pass before the light fax feeling machine, circulate so it is the speed of the unit that speed is a km/ h.Keywords:Count the machine,74 HC160s,74 HC175s, TC5022BP, seven the segments translate the code machine, the RC flaps the machine , red give out light the diode outside, the light spreads the feeling machine, it is especially anti- mutually the machine 74 HC14s, electric voltage, electric capacity, electric resistance, crystal triode transistor.自行车用速度计的制作一、前言:我相信在天气晴朗的日子里悠闲地骑着自行车去郊游是件十分愉快的事情。
自行车用速度计

题目电子技术课程设计电了技术课程设计报告电子信息与电气工程学院目录一、课题简介 (3)二、方案设计 (3)1)自行车用速度计的原理32)设计总思路 (5)三、各单元电路设计和参数计算 (6)1)......................................................... 车轮转动的探测62)基准脉冲发生部分 (6)3)........................................................ 计数器电路74)锁存器及译码显示器电路 (7)5)参数计算 (7)四、总电路图 (8)五、焊接调试过程 (11)六、设计总结 (11)七、参考文献 (12)八、附 (13)一•课题简介:1、要求自行车用速度计满足下列条件:a、无接触式的检测自行车的速度;b、将检测到的速度用数显示式显示。
2、焊接调试出实物后进行验收。
二.方案设计1、自行车用速度计的原理所谓速度表示在1小时内前进多少距离。
测定速度的方法有很多种,使用最多的方法是利用自行车车轮的旋转。
车轮总是与地面接触的,而且车轮的旋转也总是与自行车前进的距离相对应的。
图1自行车用速度计的原理示意图图1是利用辐条旋转的自行车用速度计的原理示意图。
自行车的车轮有许多辐条,它支撑着轮箍。
在车架上安装傻瓜红外线二极管和光传感器构成的广电传感器,每当辐条通过传感器时会产生脉冲。
如果把脉冲算成距离用来表达速度,就是所谓的速度计。
现在假设辐条 与辐条之间的间隔是5cm ,当行驶1km 需要1h 时自行车以1km/h 行 驶时,每前进5cm 所需时间为_3600_ = J600-=s0 J8 / = i = J-=5.55(H 2)10000020000T 0.18这样如果每隔0.18s 就有辐条在光电传感器前通过,其运行速度 就为1km/h 。
也就是说,如果对0.18s 间辐条通过光电传感器的次数进行计数 的话,那么这个计数值就表示以km/h 为单位的速度。
基于单片机自行车测速系统设设计报告

单片机原理及系统课程设计基于单片机自行车测速系统设计1 设计目的实现自行车运行过程中对行驶里程、平均速度、运行时间、当前瞬时速度进展测量和显示,通过对速度的测量来控制自行车的运行,当速度超过限定值时发出报警提醒减速,以确保自行车平安的运行。
2设计方案及原理2.1系统总体设计思路和原理本系统实现自行车运行过程中对行驶里程、平均速度、运行时间、当前瞬时速度进展测量和显示,系统包括控制器模块、信号检测采集模块、显示模块、电源模块四局部组成。
系统工作时,传感器采集到信号〔用按键代表脉冲信号输入〕传输给单片机,单片机计数器统计脉冲个数,定时器记录相应时间长度,经过运算,将行驶里程、全程平均速度、运行总时间送给液晶显示器显示,当前〔瞬时〕速度送给数码管显示。
通过以下计算公式算出里程、平均速度、瞬时速度。
通过相应的显示机构显示出来。
里程=脉冲总数×车轮周长平均速度=里程÷运行总时间瞬时速度=每五秒的行程÷52.2自行车测速系统方案设计系统包括控制器模块、信号检测采集模块、显示模块、电源模块四局部,控制器模块由AT89C51组成,它运用于数据储存和外部设备管理,信号采集模块用的是模拟霍尔传感器,通过外部脉冲来控制圈数,显示模块用1602和数码管,1602显示里程、全程平均速度以及运行时间,数码管LED显示五秒的平均速度即当前瞬时速度,电源模块给整个系统提供电压,使系统可以正常工作。
系统框图如图1所示。
图1 自行车测速系统设计原理图3硬件设计3.1系统原理电路图系统中里程、速度等都是由霍尔元器件测量。
通过按钮输出脉冲,脉冲数目代表车轮转动圈数,自行车轮胎的周长为2.15m,输入一个脉冲,轮子转动一圈,里程为一个周长的距离,通过脉冲数可以算出总里程,通过单片机T0定时器和T1计数器记录时间,用5秒的前进距离除以时间5秒,得到5秒的平均速度即当前速度。
而总里程L除以总时间t得到平均速度。
单片机自行车测速仪设计方案

霍尔测速仪的设计摘要本设计主要阐述一种基于单片机与霍尔传感器等元件的测速仪设计。
以AT89C51单片机为核心,实现对自行车里程、速度、时间、温度等参数的测量,并能简单的将里程及速度用LCD实时显示。
在本文中详细介绍了测速仪的硬件电路和软件设计。
硬件部分利用霍尔传感器将每秒内的脉冲数传入单片机系统,然后经单片机系统计算处理并将过处理结果送LCD显示。
软件的设计采用模块化结构,使程序的逻辑关系更加简洁。
使硬件在软件的控制下协调运作。
仿真,所设计的硬件电路及软件程序是正确的,实际的硬件电路中也基本上能够满足设计要求。
关键词:里程/速度,时间,温度,霍尔元件,单片机,LCD目录1 绪论1.1 课题研究的目的和意义1.2 课题的发展简况1.3 研究的主要内容2 系统总体方案设计2.1 系统方案2.2 单片机介绍2.3时钟芯片介绍2.4 温度传感器介绍2.5 测速传感器介绍2.6 显示器介绍3 系统硬件设计3.1 单片机外围电路设计3.1.1 AT89C51单片机简介3.1.2 单片机外围电路图3.2 时钟模块设计3.2.1 时钟芯片介绍3.2.2 DS1302硬件连接图3.3 温度模块设计3.3.1 温度传感器介绍3.3.2 DS18B20硬件连接图3.4 速度模块设计3.4.1 霍尔元件介绍3.4.2 霍尔传感器硬件连接图3.5 显示模块设计3.5.1 LCD芯片介绍3.5.2 LCD硬件连接图3.6主电路图4 软件设计4.1 主程序设计4.2 计算速度里程程序设计4.3 温度显示程序设计4.4 时钟芯片程序设计5 结论参考文献附录致谢1 绪论1.1 课题研究的目的和意义目前环保问题已经成为一个世界性的课题,保护环境也已经成为每个人的责任,汽车已经不能够满足现在环境的要求。
且在人口众多的中国,人们的经济水平与西方国家还存在着一定的差距,人们使用的交通工具主要还是自行车,它轻巧便捷、使用简单、环保,深受大多数人的喜爱,同时也可以作为休闲运动工具,是人们锻炼身体的一种重要的工具。
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《电子线路综合设计》课程设计说明书题目:__自行车测速________摘要本设计主要阐述一种基于单片机与霍尔传感器等元件的测速仪设计。
以AT89C51单片机为核心,实现对自行车里程、速度、时间、等参数的测量,并能简单的将里程及速度用1602实时显示。
在本文中详细介绍了测速仪的硬件电路和软件设计。
硬件部分利用霍尔传感器将每秒内的脉冲数传入单片机系统,然后经单片机系统计算处理并将过处理结果送1602显示。
软件的设计采用模块化结构,使程序的逻辑关系更加简洁。
使硬件在软件的控制下协调运作。
仿真,所设计的硬件电路及软件程序是正确的,实际的硬件电路中也基本上能够满足设计要求。
关键词:里程/速度,时间,霍尔元件,单片机,1602AbstractThis design mainly elaborated based on MCU and Hall element of speed instrument design. Take STC MCU as the core, Hall element speed, realizes to the bicycle mileage, speed, time measurement, and a simple bicycle mileage and speed with the 1602 real time display. The hardware part using the Hall element will bike per second pulse number of incoming MCU system, and then by the single chip microcomputer system calculation processing and processing result to the 1602 display. Program design in order to facilitate the expansion and the change, the software design uses the modular structure, make the logic relations more concise. Make hardware tocoordinatethe operation under the software control. Simulation experiments show that the designed hardware circuit and software program are correct, practical hardware circuit also basically can satisfy the design requirement, but due to the knowledge, in practice there are still some problems in the hardware circuit.Keywords: Mileage / speed,time, Hall element, MCU, 16021.设计要求:(1) 对自行车进行实时速度的测量,显示出速度值。
(2) 能够计算单次使用自行车的路程。
2 .系统总体方案设计2.1 系统方案该方案是以单片机为核心,通过速度传感器将所感应到的速度传送到单片机当中,通过单片机的处理计算并通过显示器将所计算的速度和里程显示出来。
2.2单片机介绍单片机普遍认为是在一块硅片上集成了中央处理器、存储器和各种输入、输出接口,这样的一块芯片具有一台计算机的功能,因而被称为单片微型计算机。
系统所使用的是通用型单片机,它可以把可开发资源全部提供给使用者。
8 位AT89C51 CHMOS 工艺单片机被设计用于处理高速计算和快速输入/输出。
MCS51 单片机典型的应用是高速事件控制系统。
商业应用包括调制解调器,电动机控制系统,打印机,影印机,空调控制系统,磁盘驱动器和医疗设备。
汽车工业把MCS51 单片机用于发动机控制系统,悬挂系统和反锁制动系统。
AT89C51 尤其很好适用于得益于它的处理速度和增强型片上外围功能集,诸如:汽车动力控制,车辆动态悬挂,反锁制动和稳定性控制应用。
由于这些决定性应用,市场需要一种可靠的具有低干扰潜伏响应的费用-效能控制器,服务大量时间和事件驱动的在实时应用需要的集成外围的能力,具有在单一程序包中高出平均处理功率的中央处理器。
拥有操作不可预测的设备的经济和法律风险是很高的。
一旦进入市场,尤其任务决定性应用诸如自动驾驶仪或反锁制动系统,错误将是财力上所禁止的。
重新设计的费用可以高达500K 美元,如果产品族享有同样内核或外围设计缺陷的话,费用会更高。
另外,部件的替代品领域是极其昂贵的,因为设备要用来把模块典型地焊接成一个总体的价值比各个部件高几倍。
为了缓和这些问题,在最坏的环境和电压条件下对这些单片机进行无论在部件级别还是系统级别上的综合测试是必需的。
Intel Chandler 平台工程组提供了各种单片机和处理器的系统验证。
这种系统的验证处理可以被分解为三个主要部分。
系统的类型和应用需求决定了能够在设备上执行的测试类型。
2.3 1602LCD的基本参数及引脚功能1602LCD分为带背光和不带背光两种,基控制器大部分为HD44780,带背光的比不带背光的厚,是否带背光在应用中并无差别,两者尺寸差别如下图10-54所示:图10-54 1602LCD尺寸图1602LCD主要技术参数:显示容量:16×2个字符芯片工作电压:4.5—5.5V工作电流:2.0mA(5.0V)模块最佳工作电压:5.0V字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm引脚功能说明1602LCD采用标准的14脚(无背光)或16脚(带背光)接口,各引脚接口说明如表10-13所示:编号符号引脚说明编号符号引脚说明1 VSS 电源地9 D2 数据2 VDD 电源正极10 D3 数据3 VL 液晶显示偏压11 D4 数据4 RS 数据/命令选择12 D5 数据5 R/W 读/写选择13 D6 数据6 E 使能信号14 D7 数据7 D0 数据15 BLA 背光源正极8 D1 数据16 BLK 背光源负极表10-13:引脚接口说明表第1脚:VSS为地电源。
第2脚:VDD接5V正电源。
第3脚:VL为液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地时对比度最高,对比度过高时会产生“鬼影”,使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。
第4脚:RS为寄存器选择,高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。
第5脚:R/W为读写信号线,高电平时进行读操作,低电平时进行写操作。
当RS 和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址,当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号,当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。
第6脚:E端为使能端,当E端由高电平跳变成低电平时,液晶模块执行命令。
第7~14脚:D0~D7为8位双向数据线。
第15脚:背光源正极。
第16脚:背光源负极。
1602LCD的指令说明及时序1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令,如表10-14所示:序号指令RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01 清显示0 0 0 0 0 0 0 0 0 12 光标返回0 0 0 0 0 0 0 0 1 *3 置输入模式0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S4 显示开/关控制0 0 0 0 0 0 1 D C B5 光标或字符移位0 0 0 0 0 1 S/C R/L * *6 置功能0 0 0 0 1 DL N F * *7 置字符发生存贮器地址0 0 0 1 字符发生存贮器地址8 置数据存贮器地址0 0 1 显示数据存贮器地址9 读忙标志或地址0 1 BF 计数器地址10 写数到CGRAM或DDRAM) 1 0 要写的数据内容11 从CGRAM或DDRAM读数 1 1 读出的数据内容2.4霍尔传感器的应用及简介根据霍尔效应,人们用半导体材料制成的元件叫霍尔元件。
该芯片具有尺寸小、稳定性好、灵敏度高等特点。
A3144E系列单极高温霍尔效应集成传感器是由稳压电源,霍尔电压发生器,差分放大器,施密特触发器和输出放大器组成的磁敏传感电路,其输入为磁感应强度,输出是一个数字电压讯号。
它是一种单磁极工作的磁敏电路,适用于矩形或者柱形磁体下工作。
可应用于汽车工业和军事工程中。
霍尔传感器的外形图和与磁场的作用关系如图所示。
磁场由磁钢提供,所以霍尔传感器和磁钢需要配对使用。
a 霍尔元件和磁钢b 管脚图霍尔传感器的外形图霍尔传感器测量原理:测量电机转速的第一步就是要将电机的转速表示为单片机可以识别的脉冲信号,从而进行脉冲计数。
霍尔器件作为一种转速测量系统的传感器,它有结构牢固、体积小、重量轻、寿命长、安装方便等优点,因此选用霍尔传感器检测脉冲信号,其基本的测量原理如图所示,当电机转动时,带动传感器运动,产生对应频率的脉冲信号,经过信号处理后输出到计数器或其他的脉冲计数装置,进行转速的测量。
霍尔传感器测量原理转速测量方法: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)。
系统采用了第一种方法(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。
根据霍尔效应原理,将一块永久磁钢固定在自行车的轮毂上,随着自行车轮子的转动,磁钢也随着轮子同步转动,在自行车车体上安装一个霍尔传感器,当车轮转动时,受磁钢的影响霍尔传感器会输出脉冲信号,其频率和转速成正比。
脉冲信号的周期与电机的转速有以下关系:V=N*L式中:V为自行车车速;N为车轮单位时间内的脉冲数;L车轮的周长。
根据上式即可计算出自行车当前的速度。
霍尔器件是由半导体材料制成的一种薄片,在垂直于平面方向上施加外磁场B,在沿平面方向两端加外电场,则使电子在磁场中运动,结果在器件的两个侧面之间产生霍尔电势。
其大小和外磁场及电流大小成比例。
霍尔开关传感器由于其体积小,无触点,动态特性好,使用寿命长等特点,故在测量转动物体旋转速度领域得到了广泛应用。
霍尔传感器硬件连接图图为霍尔传感器的的硬件连接图,可测量外界磁信号。
车轮每转一圈,则霍尔传感器能感应到固定在车轮上磁钢发出的信号。
其中out引脚为霍尔传感器的脉冲输出引脚,且必须接入上拉电阻。
霍尔传感器的图3系统硬件设计3.1单片机最小系统单片机的最小化系统是指单片机能正常工作所必须的外围元件,主要可以分成时钟电路和复位电路,我们采用的是AT89C51芯片,它内部自带4K的FLASH 程序存储器,一般情况下,这4K的存储空间足够我们使用,所以我们将AT89C51芯片的第31脚固定接高电平(PCB画板时已经接死),所以我们只用芯片内部的4K程序存储器。