基于霍尔转速传感器的发动机转速检测仪的设计

基于霍尔转速传感器的发动机转速检测仪的设计内容摘要：

转换成转速的实际值，送入 LED Led显示：用来对所测量到的转速进行显示 串口： 数据一位一位地按顺序传送 RAM:随机存储器 键盘： 输入系统参数和输出测量结果 4 基于霍尔转速传感器系统的硬件设计 随着单片机的不断推陈出新，特别是高性价比的单片机的涌现，转速测量控制普遍采用了以单片机为核心的数字化 和智能化系统 对测量 转速系统的硬件和编程进行研究，设计出一种以单片机为主的转速测量系统，保证了测量精度。 硬件电路连接模块图 图 4 硬件电路连接 发动机 信号处理 单片机处理 串口 键盘 霍尔传感器 RAM LED 显示 7 图 5 转速测量系统安装示意图 转速信号处理电路设计 转速信号处理电路包括信号放大电路、整形及三极管整形电路。 由于产生的电压信号很小，所以要进行放大处理，一般要放大至少 1000 倍（≥ 60dB），然后在进行信号处理工作。 信号放大装置选用运算放大器 TL084 作为放大电压放大元件，采用两级放大电路，每一级都采用反响比例运算电路如图 放 大倍数为 3000 倍。 其中第一级放大倍数为 30，第二级放大倍数为 电压变化范围为 0～。 TL084 采用 12V 双电源供电，由于电源的供电电压在一定范围内有副值上的波动，形成干扰信号。 为起到消除干扰，实现滤波作用，故供电电源两端需接 10UF 的电容接地，电容选择金属化聚丙已烯膜电容。 两级运放放大所采用的供电电源均采用此接法。 图 6 信号处理电路图 整形电路的主要作用是将正弦波信号转化为方波脉冲信号，正弦波信号电压的最大幅值约为 ，最小幅值为 0V。 整形电路设计的是一种滞回 电压比较器，它具有惯性，起到抗干扰的作用。 从而向输入端输入的滞回比较器。 在整形电路的输入端接一个电容 C7（ 103），起到的作用是阻止其他信号的干扰，并且将放大的 8 信号进行滤波，解耦。 R11 和 R17 是防止电路短路，起到保护电路的作用。 一次整形后的信号基本上为177。 5V 的电平的脉冲信号，在脉冲计数时，常用的是 +5V 的脉冲信号。 如果直接采用 5V 的脉冲计数，会增加电路的复杂性，故一般不直接使用，而是先进行二次整形。 第二次用三极管整形电路，当输出为 5V 的信号时，三极管 VT2（ 8050）的基射极和电阻 R18 组成并联电路电流经过 ,三极管 VT2 处于反向偏置状态，所以， VT2 的集 射极未接通，故处于截止状态。 电源回路由 R19，三极管 VT2 的集 射极组成，采用单电源 +12V 供电，由于集射极截止，处于断路状态，故输出电压 U0 为 V。 当第一次整形输出为 +5V 的信号时，三极管 VT2 基 射极处于正向偏置状态，有电流 I通过，故此时三极管的集 射极处于通路状态。 电源电流流经电阻 R19，三极管的集 射极到地端，由于集 射极导通时的电阻很小，可以忽略不计。 电源电压主要在 R19 上，其输出电 压约为 0V。 综上所述，三极管整形的电路的输入关系是：信号为 5V 时， U0=+12V；信号为 +5V 时， U0=0V。 单片机 AT89C51的介绍 AT89C51的简介 单片机 AT89C51采用 40引脚双列直插封装 (DIP)，其中左下角标有箭头的为第 1 脚，然后按逆时针方向依次为第 2 脚、第 3 脚„„第 40 脚。 在 40 个管脚中，其中有 32 个脚可用于各种控制，比如控制小灯的亮与灭等，这 32 个脚叫做单片机的“端口”，在单片机技术中，每个端口都有一个特定的名字，比如第一脚的那个端口叫做“ ” 主要特性 ◆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 ◆与 MCS51 兼容 ◆ 4K 字节可编程闪烁存储器 ◆寿命： 1000 写 /擦循环 ◆数据保留时间： 10 年 ◆全静态工作： 0Hz24Hz ◆ 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 管脚分布 9 图 7 AT89C51管脚分布 各个管脚的功能见附表 1。 LED显示的硬件图 图 8 LED显示的硬件 5 单片机系统的软件设计 10 设计的软件由主程序、数据处理程序、按键程序设计、中断服务子程序、 LED显示程序五个主要部分组成。 主程序主要完成初始化功能，包括 LED显示的初始化，显示缓存的初始化，定时器的初始化，外部中断的初始化，寄存器、标志位的初始化等。 根据设计的要求，单片机的任务是：内部进行计数，在计算出速度后显示。 软件编程用 C 语言完成的，需要能掌握 C 语言，还要熟练 AT89C51 单片机。 从程序流程图、编写程序、编译，到最后的调试， 主程序流程图如 下图所示：根据设计的要求，单片 机的任务是：内部进行计数，在计算出速度后显示。 软件编程用 C 语言完成的，需要能掌握 C 语言，还要熟练 AT89C51 单片机。 从程序流程图、编写程序、编译，到最后的调试，是很复杂的。 下面。