基于霍尔传感器的转速测量系统设计毕业设计论文

基于霍尔传感器的转速测量系统设计毕业设计论文内容摘要：

国国家半导体公司的三端可调正稳压器集成电路。 LM317 的输出电压范围是 至 37V，负载电流最大为 [10]非常简单，仅需两个外接电阻来设置输出电压。 此外它的线性调整率和负载调整率也比标准的固定稳压器好。 LM317 内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。 可 调整输出电压低到。 保证 输出电流。 典型线性调整率 %。 典型负载调整率%。 80dB 纹波抑制比。 输出短路保护 、 过流、过热保护。 调整管安全工作区保护。 标准三端晶体管封装。 其封装形式如 图10 所示， LM317 的内部结构图如图 11 所示， LM317 可调电源调速电路如图 12所示。 通过调节电源电压来调节电机的转速。 11 图 10 LM317 封装图 图 11 LM317 内部电路图 D10Bridge1Uin1000uFC45Cap220uFC46CapD12LED0300R1512P24Header 2HIN31OUT2ADJU12LM317240R14R16D11D9 图 12 LM317可调电源调速电路 6 霍尔测速的软件设计 上位机软件设计 上位机 Labview整体程序框图 上位机的程序主要包括三部分： Excel 文件产生部分，串口接受部分，数据保存部分。 程序的框图如图 13所示。 12 图 13 程序框图 VISA配置串口 图 14 串口配置程序图 如图 14所示为串口配置程序图 1. VISA 资源名称 是 指定要打开的资源。 该控件也可指定会话句柄和类。 2. 波特率是传输速率。 默认值为 9600。 3. 数据比特是输入数据的位数。 数据比特的值介于 5 和 8 之间。 Excel文件产生部分 串口接收部分 显示 保存数据至 Excel 13 默认值为 8。 4. 奇偶指定要传输或接收的每一帧所使用的奇偶校验。 5. 错误输入表明 VI或函数运行前发生的错误。 默认值为无错误。 6. 错误输出包含错误信息。 如错误输入表明在 VI或函数运行前已发生错误，错误输出将包含相同的错误信息。 否则，表明VI 或函数中出现的错误状态。 右键单击错误输出的前面板显示控件。 7. VISA 资源名称输出是由 VISA 函数返回的 VISA 资源名称的副本 串口读数据原理 图 15 VISA读取 如图 15所示为 VISA读取图标 [11。 1. 误输入表明 VI或函数运行前发生的错误。 2. VISA 资源名称指定要打开的资源。 该控件也可指定会话句柄和类。 3. 字节总数是要读取的字节数量。 4. VISA资源名称输出是由 VISA函数返回的 VISA资源名称的副本。 14 5. 读取缓冲区包含从设备读取的数据。 6. 错误输出包含错误信息。 串口数据传换 图 16 串口数据转换 Labview 从串口读取的数据 转换为 U8 字节后，得到的是所传输字符的 ASCII 码 ，可以保存到 Excel 文档中，如图 16 串口数据转换图。 串口数据接收处理程序图 图 17串口数据接收处理程序图 15 转速的显示程序 将数据的第二字节放大 100 倍加上第三字节数据通过波形图进行显示程序图如图 18所示。 图 18转速显示程序图 Excel 文件生成程序 串口接收到得到的数据保存到 Excel 中，所以我以 PC 机系统时间作为 Excel 的文件名并创建和打开 Excel，程序图如图 19所示。 16 图 19 Excel文件生成程序图 串口数据保存 通过一个组合程序将串口接收到的数据存入 Excel 表格中，程序图如图 20所示。 图 20 串口数据保存程序图 17 上位机界面 将上位机的界面调整后如图 21所示。 图 21上位机界面图 单片机程序设计 本设计软件主要为主程序、数据处理显示程序、定时器中断服务程序、串口通信程序四个部分。 （ 1）主程序主要完成初始化功能，包括 LED 显示的初始化，中断的初始化，定时器的初始化，寄存器、标志位的初始化等。 （ 2）数据处理显示模块程序。 此模块中单片机对在 4 秒内的计数值进行处理，转换成 r/min 送显示缓 存以便显示。 具体算法如下 :设单片机每秒计数到 n 个值，即 n/2 (r/s)(圆盘贴两个磁钢 )。 （ 3）串口通信程序。 串口通信程序主要完成转速数据的传 18 输。 （ 4）定时器 1 中断服务程序设计。 定时器 1 完成计时功能，定时 50ms，进行定时中断计数并每隔 1s更新一次显示数据。 程序流程图如图 22所示： 图 22 单片机程序流程图 6 霍尔测速的软件仿真 如图 23 所示为霍尔测速系统的仿真图。 在外部中断 0 口输入一个频率为 2k 的方波信号，通过单片机计数。 虚拟串口接受的数据 为 31 14 02 34 其中 31和 34为单片机发送数据帧的开始和结尾，中间两个字节为转速其中 14为高位， 02为低位。 将开始 初始化串口 初始化 Time0 更新速度、显示速度 定时器装初值 50ms 计数标志 Second++ 入栈保护 Second=20。 串口发送数据， second 置 0 出栈恢复 返回 Y N 19 14 02 转换为实际的十进制的结果是 2020。 1a b c d e f g 2 3 4 5 6 7 8dpa1bcdefgdp876543P0P2P4P7P3P5P6a d 0a d 1a d 2a d 3a d 4a d 5a d 6a d 72P2P1X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 2X1CR Y S T A L2 3 4 5 6 7 8 91R P 1RE S P A C K 8C13 0 pC23 0 pR15 0 0 RC31 0 u1234567820191817161514139 1210 11U2L E D B A RG RA P H R E DP2RX DRT ST X DCT SP1 图 23 霍尔测速的仿真图 7 设计系统的调试结果与数据分析 将所制作好的硬件进行调试，直流电机正常转动，启动单片 20 机，数码管显示出了转速。 然后再用 USB转串口线连接到电脑上的 USB上进行调试，观看上位机的界面效果和 Excel 保存的的数据。 上位机 labview界面图与保存的转速数据 通过调节电位器调节直流电机的的电压，从而调节 转速。 调节电位器时上位机界面中转盘的指针将迅速摆动。 上位机的界面效果如图 24 所示。 此时的转速为 72 转 /秒，串口通信正常。 在转盘指针摆动的同时所接收的转速数值和接收到转速的时间和日期也会迅速的保存在 Excel 表格当中。 Excel 表格中部分数据如表 2 所示。 图 24 上位机界面效果图 21 表 1 驱动 LED数码管的段代码 日期 时间 转速（ r/s） 2020427 10:53:48 51 2020427 10:53:49 180 2020427 10:53:50 143 2020427 10:53:51 148 20。