基于at89c51的磁感强度检测计的设计毕业论文(编辑修改稿)

基于at89c51的磁感强度检测计的设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

且实用于实验室、户外等一些相对正常的环境条件。 因 此，在当前的实际条件下，设计出一款高性价比的磁场强度测量仪来方便各类工程技术人员以及实验室的实践研究显得尤为重要，具有十分重大的实际意义和科研价值。 . 设计要求 在本次设计的主要内容 ： 1． 了解 磁感强度检测计 测量磁性参数原理，掌握 磁感强度检测计 设计的基本要求。 2． 熟悉 磁感强度检测计 功能，选择传感器并设计信号处理电路，用绘制系统总体结构图和传感器、信号检测和控制单元电气原理图。 3． 根据工作原理，绘制软件工作流程图，编写算法软件。 4． 制作实验室原型。 2. 系统架构 本设计是基于 基于 AT89C51 的磁感强度检测计的设计 ， 系统由线性霍尔传感器、信号处理电路、模数转换电路、中央处理器（微控器）及其最小系统电路、液晶显示电路、系统电源电路及键盘电路组成。 在设计中，开关按下，线性霍尔传感器开始检测到磁感强度，然后通过模数转换电路转换后，发送到单片机，最后在 12864 液晶显示屏上显示。 简易的系统方框图如图 5 所示。 单 片 机 系统电源电路 霍尔传感器 信号处理 信号处理 A/D转换 显示电路 按键及最小系统 图 5：系统方框图 . 系统运行概述 本实验采用线性霍尔传感器检测磁场强度，电路采用 AT89C51 的 P0 口读取外部 AD 转换芯片 ADC0809 第 8 路（来自霍尔传感器的数据）的数据，然后在12864 上显示出来。 ADC0809 主要是把霍尔传感器输出的模拟信号转换成数字信号后送到 AT80C51 的 P0 端口上，当系统检测到按键按下时，立刻启动外部模数转换，等待转换结束后读取转换结果，然后把数据发给 12864 显示出磁场强度。 当按键松开时停止。 3. 系统工作原理 . 霍尔效应的基本原理 让导体或半导体竖起来，当电流在它上下出现时，水平方向就会出现电压，这个就是霍尔电压，这个就是所谓的霍尔效应。 由于给导线或者是半导体通电，载流子在这个范围产生的洛仑兹力的作用下就会产生霍尔效应。 ，在材料的周围慢慢扩散，这样就出现霍 尔电场：霍尔电场产生的电场力和洛仑兹力相反，它不让载流子慢慢的留存下来，只到 2 个力达到平衡 ，这样就会在擦亮的 2 边形成电压。 . 霍尔传感器原理 更据霍尔效应，我们了解到，霍尔电势的大小是由霍尔常数决定的而霍尔常数的大小又和我们实验所选用的材料有关； I 为霍尔元件的偏置电流； B 为磁场强度； d 为半导体材料的厚度。 一个固定的霍尔元器件中，在偏置电流 I 一定的情况下， UH 是有测得的磁场强度 B 决定的。 一啊把你的霍尔元件有 4 个端口，其中两根是霍尔电压的输出端，还有一端是霍尔元件的偏置电流 I 的输入端。 如果 2 个输出段可 以连接起来构成循环，霍尔电流就会出现。 在这样的情况下，设定偏置电流的大小一般是根据外部的基准电压源定的；如果准确度要的比较准确，那么基准电压源都可以用恒流源代替。 有些为了测量非常的精准，部分情况会在霍尔元件的传感面上装有非常容易被 磁场检测到的坡莫合金；这一些传感器的霍尔电势较大，但在 的去看下出现饱满，单单就只使用在低量限、小量程的情况下。 在半导体薄片两端通以控制电流 I，并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为B 的匀强磁场，则在垂直于电流和磁场的方向上，将产生电势差为 UH 的霍尔电压。 4. 单片机部分 . 单 片机简介 单片机，全称单片微型计算机（英语： SingleChip Microputer），又称微控制器。 单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器（ CPU）、存储器、振荡器、 I/O 接口、定时器 /计时器等集成到一块芯片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。 其优点是： （ 1）体积小、质量轻； （ 2）单片机可靠性高； （ 3）处理功能强，速度快； （ 4）低电压，低功耗，便于生产便携式产品； （ 5）控制功能强、环境适应能力强等； 本设计是基于单片机的设计，所选用的是 AT98C51单片机，下面对 AT98SC51单片机进行介绍。 主要特性 与 MCS51 兼容 4K 字节可编程 FLASH 存储器 寿命： 1000 写 /擦循环 数据保留时间： 10 年 全静态工作： 0Hz24MHz 三级 程序存储器 锁定 128 8 位内部 RAM 32 可编程 I/O 线 两个 16 位 定时器 /计数器 5 个 中断源 可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 片内振荡器和时钟电路 引脚图如下图 ： ： AT89C51引脚图 . 12864LCD 显示屏 12864LCD 是 128*64 的点阵液晶模块的简称，因为在本设计中，显示的文字比较多，而汉字的格式是 8*8 的，普通的 LCD 无法显示这么多电费内容，故在本设计中选用 13864LCD 液晶显示器，这个液晶显示屏成本比较低，方便和各个电路连接，在本设计中，采用三线串口通信方式。 实物图与电路图如下： 实物图 电路图 . 霍尔传感器 本设计中传感器采用的是霍尔传感器，用来检测磁场强度。 根据霍尔效应，更具半导体的特性，做出来霍尔元件 ， 它 的优点有有很多，可以轻松的检测到磁场，架构非常清晰， 体积小、 反应速度快，使用时间长 ， 所以 ， 在以后的磁场测量中得到了广泛的应用。 5. 系统电路图设计 AT89C51 单片机最小系统 单片机最小系统结构图 ,如图下图 所示。 定义： 单片机最小系统， ,或者称为最小应用系统 ,是指用最少的元件组成的 单片机可以工作的系统 . 最小系统一般应该包括 :单片机、电源、晶振电路、复位电路。 笨设计由 40 管脚接 +5V 电压为单片机提供电源，把晶振电路，复位电路，单片机统一接起来，够成最小系统。 ： AT89C51单片机最小系统 6. 单元电路设计 . 稳压电路 因为本设计所有系统都需要 5V 供电，故需要把外部输入的 9V 电源经 7805稳压后得到 5V 稳定的电压，为整个系统提供电源。 如下图 ： ： 稳压电路 . 12864 显示部分 12864LCD 是 128*64 的点阵液晶模块的简称，因为在本设计中，显示的文字比较多，而且老年公寓管理中显示信息的多样化，而汉字的格式又是 8*8 的，普通的 LCD 无法显示这么多的内容，故在本设计中选 12864LCD 液晶显示器，这个液晶显示屏成本比较低，方便和各 个电路连接，在本设计中，采用三线串口通信方式与单片机连接。 如下图，左接 12864 显示电源，右接 12864 显示屏背光电源， 12864 显示屏接收 P0 口读取外部 AD转换芯片 ADC0809 第 8路（来自霍尔传感器的数据）的数据，在 12864 上显示出来。 本次设计中 12864 和单片机采用 3线串口通信方式，如图。 ： 12864显示电路部分 . 时钟电路 时钟电路是计算机的心脏，它控制着计算机的工作节奏，可以通过提高时钟频率来提高 CPU的速度，本次设计采用的晶振为 16MHz。 如下图 ： ： 时钟电路 . 复位电路 复位电路是一种用来使电路恢复到起始状态的电路设备 ， 单片机系统的复位。