硬件分析

原理框圖

原理圖：

系統功能分析

本設計由STC89C52單片機電路+液晶LCD1602顯示電路+霍爾測速電路+電源電路組成。

1、通過霍爾傳感器測速，霍爾傳感器檢測輪盤上的磁鐵進而知道輪盤轉了多少周，從而計算出轉速。

2、LCD1602液晶實時顯示轉速。

3、可以通過電位器調節電機的轉速。

A3144霍爾傳感器模塊電路設計

本霍爾傳感器模塊是基于霍爾元件A3144設計制作的模塊，A3144芯片是一種磁傳感器，其應用霍爾效應原理，采用半導體集成技術制造的磁敏電路，它是由電壓調整器、霍爾電壓發生器、差分放大器、史密特觸發器，溫度補償電路和集電極開路的輸出級組成的磁敏傳感電路，其輸入為磁感應強度，輸出是一個數字電壓信號，用它可以檢測磁場及其變化，可在各種磁場相關的場合中使用，霍爾器件具有很多優點，它的結構牢固、體積小、重量輕、壽命長、安裝方便、功耗低、頻率高、耐振動、不怕灰塵、油污、水汽、鹽霧等的污染或腐蝕。使用LM393寬電壓比較器，通過對霍爾傳感器傳過來的值和電位器的分壓值比較，可以直接輸出高低電平，信號干凈，波形好，驅動能力強。A3144霍爾傳感器模塊體積小，靈敏度高，響應速度快，溫度性能好，精確度高，可靠性高。

一、傳感器參數

（1）工作電壓:3.3-5V。

（2）使用3144E開關型霍爾傳感器。

（3）當傳感器感應到磁場時，數字輸出低電平，信號燈亮；如果沒有感應到磁場，則數字輸出高電平，信號燈不亮。

（4）具有電源指示燈和信號指示燈。

（5）輸出形式：數字開關量輸出（0和1），模擬量AO口無效。

（6）采用LM393比較器輸出，型號干凈，波形好，驅動能力強，超過15mA。

（7）可用于電機測速、位置檢測等。

二、接口說明

（1） VCC→電源正極。

（2）GND→電源負極。

（3）DO →TTL數字量輸出，有磁感應是輸出低電平。

（4）AO →模擬量輸出（不同距離輸出不同電壓）。

三、使用說明

A3144霍爾開關元件屬于開關型霍爾傳感器（集成霍爾開關），它是把霍爾片產生的霍爾電壓放大后驅動觸發電路，輸出電壓是能變化的方脈沖?；魻栟D速傳感器的外形圖和與磁場的作用關系如下圖所示。磁場由磁鋼提供，所以霍爾傳感器和磁鋼需要配對使用。在非磁材料的圓盤邊上粘貼一塊磁鋼，霍爾傳感器固定在圓盤外緣附近。圓盤每轉動一圈，霍爾傳感器便輸出一個脈沖。通過單片機測量產生脈沖的頻率就可以得出圓盤的轉速。

霍爾傳感器模塊內部電路圖如下圖所示，其中R1電阻為分壓電阻，將霍爾傳感器檢測到的磁場信息轉化為模擬電壓信號即AO，模擬量信號接入LM393比較器后，即可與LM393比較器芯片2號引腳所接的分壓電阻分壓后的模擬電壓進行比較，進而得出DO數字信號（即高低電平信號）。C1、C2為濾波電容，C1電容對電源進行濾波，讓電源輸出更穩定。C2電容對模擬信號進行濾波，保證模擬信號輸出的穩定性。R2、R3均為限流電阻，來保護LED燈，防止LED燈燒壞，LED燈均為低電平有效。R4為上拉電阻，上拉就是將不確定的信號通過一個電阻鉗位在高電平，同時起限流作用。保證LM393比較器輸出的高低電平信號在與單片機引腳連接時電平信號的讀取更加穩定。

系統軟件設計

#include //包含頭文件，一般情況不需要改動，頭文件包含特殊功能寄存器的定義

#include

#include "1602.h"

#include "delay.h"

unsigned long PluNum=0; //檢測速度轉化來的脈沖量

unsigned long time_ms;    //定時器計數

float Juli=0; //轉速計算

char displaytemp[16];    //顯示更新暫存

unsigned char DealSudu=0;   //處理速度

void Init_Timer0(void); //函數聲明

/*------------------------------------------------

                    主函數

------------------------------------------------*/

void main (void)

{                  

Init_Timer0();        //定時器0初始化

EX0=1;         //外部中斷0開

IT0=1;         //邊沿觸發

    EA=1;          //全局中斷開

LCD_Init();           //初始化液晶

DelayMs(20);          //延時有助于穩定

LCD_Clear();          //清屏

LCD_Write_String(0,0,"My Designer!    ");  //初始化

sprintf(displaytemp,"ZhuanSu:%3.1fr/s",Juli);

LCD_Write_String(0,1,displaytemp);

while (1)         //主循環

{

if(DealSudu==1)

{

DealSudu=0;

Juli=(Juli+(float)PluNum/3.0)/2; //m/s 1個脈沖為1圈 3s時間進行檢測

PluNum=0;

sprintf(displaytemp,"ZhuanSu:%3.1fr/s",Juli); //打印轉速

LCD_Write_String(0,1,displaytemp); //顯示

PluNum=0;

}

}

}

void Init_Timer0(void)

{

TMOD |= 0x01;   //使用模式1，16位定時器，使用"|"符號可以在使用多個定時器時不受影響      

TH0=(65536-20000)/256;   //重新賦值 20ms

TL0=(65536-20000)%256;

EA=1;            //總中斷打開

ET0=1;           //定時器中斷打開

TR0=1;           //定時器開關打開

}

void Timer0_isr(void) interrupt 1 

{

static unsigned char Count=0;    //計數

TH0=(65536-20000)/256;   //重新賦值 20ms

TL0=(65536-20000)%256;

time_ms++;

if(time_ms%48==0)   //定時處理

{

Count++;

if(Count>3) //3s進行處理

{

DealSudu=1;

}

}

}

/*------------------------------------------------

                 外部中斷程序

------------------------------------------------*/

void ISR_Key(void) interrupt 0 using 1

{

PluNum++; //脈沖計數

}

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