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山东农业大学

检测技术与自动化仪表课程设计报告

设计课题： 开关门显示器系统设计

专业班级： 级自动化班小组成员：

指导教师：评定成绩：

二O一三年十一月二十三日

开关门显示器的设计

一、设计任务与要求

1、熟悉掌握霍尔效应。

2、了解霍尔传感器在实际中的应用。

3、利用霍尔传感器作为控制核心，实现车门开关状态的显示与提醒功能。

二、方案设计与论证

实验总体电路构造方案比较简单，主要包括霍尔传感器和显示部分（数码管）。

1、用发光二极管（绿）发光表示电路连通正常。

2、滑动变阻器起到保护数码管的作用。

3、通过霍尔传感器将车门的开关转换为电信号。当车门关闭时（即当有磁铁接近霍尔传感器时）霍尔传感器②引脚输出高电平，当车门打开时传感器②引脚输出低电平。利用这两个电信号，我们可以控制七段数码管的显示的变化：

当车门关上显示的是“0”，数码管a,b,c,d,e,f引脚接上高电平；

当车门打开显示的是“1”，数码管b,c引脚接上的是高电平，其余引脚接低电平。

整个电路需要一个12V的直流电源来提供直流电。如果用直流电池供电，则不能满足长时间的工作要求。因此，选用电容降压式直流稳压电源电路来产生直流电源。将市电先后通过电容降

压、半波整流电路、滤波电路和稳压电路转换成稳定的12V直流电压。

三、单元电路设计与参数计算

1、霍尔传感器

霍尔传感器外观图（a）和引脚图（b）

①引脚1接高电平12V高电平

②引脚2接地

③引脚3输出电压

2、霍尔接近开关

霍尔开关是开关型霍尔集成电路的一种应用形式。首先，开关型霍尔集成电路输出的是数字信号，“0”代表低电平，“1”代表高电平。其次，霍尔器件是一种磁电转换的磁敏传感器，它可以感受磁场的变化，因此需要使用磁性物体作为其接近物体，

通过霍尔开关检测磁性物体的存在与否，达到控制开关通、断的目的。中，磁极的轴线与霍尔接近开关的轴线在同一直线上。当磁铁随运动部件移动到距霍尔接近开关几毫米时，霍尔接近开关的输出由高电平变为低电平。

3、七段数码管

、七段数码管引脚

数码管实际上是由7个发光管组成8字形构成的，加上小数点就是8个。这些段分别由字母a,b,c,d,e,f,g,dp来表示。当数码管特定的段加上电压后，这些特定的段就会发亮，以形成我们眼睛看到的字样了。如：显示一个“2”字，那么应当是a亮b亮g亮e亮d亮f不亮c不亮dp不亮。

数码管实际上是由7个发光管组成8字形构成的，加上小数

、怎样测量数码管引脚，分共阴和共阳?

找公共共阴和公共共阳：首先，我们找个5V电源和1个1K

（几百欧的也行）的电阻，VCC串接个电阻后和GND接在任意2个脚上，组合有很多，但总有一个LED会发光的，找到一个就够了，然后GND不动，VCC（串电阻）逐个碰剩下的脚，如果有多个LED（一般是8个），那它就是共阴的了。相反用VCC不动，GND

逐个碰剩下的脚，如果有多个LED（一般是8个），那它就是共阳的。

也可以直接用数字万用表，红表笔是电源的正极，黑表笔是电源的负极。

四、总原理图及元器件清单

1、总原理图

2、元件清单

2、元件清单

元件名称

规格

数量 备注

霍尔传感器

一个

发光二极管(绿色)

一个

发光二极管(红色)

一个

七段数码管

共阳

一块

电 阻

1kΩ

一支

滑动变阻器

0~500Ω

一个

五、性能测试与分析

霍尔开关的具体实现方式示意图如图1所示。

霍尔开关(用B表示)安装在门框上，而磁钢安装在门的上边框上。当关门时，磁钢刚好在霍尔开关正下方，且靠近霍尔开关，利用霍尔开关检测面的霍尔效应，使开关内部电路状态发生变化，霍尔开关能感受到磁钢的存在。当打开门时，磁钢离开霍尔开关，没有磁场通过检测面，检测面不发生霍尔效应，感知到门没有关严。霍尔开关输出特性如图2所示。

六、结论与心得

报告中以车身前门的设计为例来说明整个系统设计过程，其实稍作改动该系统便可以应用到其他几个车门。

本文所研究和设计的开关门显示装置的特点是使用了非接触霍尔开关。它是自动控制系统中使用十分普遍的一种传感器，其最大特点是非接触性和可靠性高。利用霍尔开关的这两个特点正好可以满足装置中所需要非接触开关的要求。该装置制作容易，动作稳定、可靠，具有一定的实用价值，能够大大方便人们的日常生活。

七、参考文献

陆晓青.车用传感器知多少，世界汽车，2003

涂有瑞.霍尔器件在汽车上的应用，汽车电器，2000

周云山，钟勇．汽车电子控制技术．北京：机械工业出版社，2003[4]张勇，孟建新．霍尔效应的发展及应用

[5]卿太全等编著.传感器应用电路集萃.北京：中国电力出版社，20