基于霍尔传感器的电机转速测量系统设计.pdf

摘要

在当今工业生产过程中，越来越多的场合需要测量电机的转速，转速已成为

电机最重要的工作参数之一。测量转速的方法有许多，最常用的两种方法为：光

电式传感器测转速，霍尔式传感器测转速。本文将着重介绍基于单片机的霍尔式

传感器测量转速。

关键词：霍尔传感器，单片机，转速。

目录

1引言

2设计要求

3方案论证

3.1测量方法的选型

3.2核心处理模块的方案

3.2.1控制芯片的选型

3.2.2采用51单片机测量的方案论证

3.2.3软件系统设计方案

3.3电机转速测量模块的方案

3.4电机转速控制方案

3.5显示模块方案

4系统设计

4.1单片机模块

4.1.151单片机介绍

4.1.2系统的复位电路

4.1.3系统时钟电路设计

4.1.4IO口管脚分配

4.2电机转速控制

4.3显示模块

4.3.1LCD1602介绍和指令

4.3.2LCD1602的工作时序

4.4霍尔传感器模块

5.软件系统设计

5.2程序模块

5.2.1数据采集处理部分和PWM输出部分

5.2.2LCD1602显示部分

参考文献

原理图

1

1.引言

转速是电动机极为重要的一个状态参数，在很多运动系统的测控中，都需要

对电机的转速进行测量，速度测量的精度直接影响系统的控制情况,它是关系测

控效果的一个重要因素。不论是直流调速系统还是交流调速系统,只有转速的高

精度检测才能得到高精度的控制系统。

本系统以AT89C51单片机为控制核心，用霍尔传感器作为测量小型直流电

机转速的检测元件，经过单片机实时数据处理，用LCD1602显示小型直流电机

的转速。本系统可对转速0—3000r/min进行高精度测量。且还可扩展更宽的测

量范围。

2.设计要求

基于霍尔传感器的电机转速测量系统设计，测量范围：0-3000转/分，测量

精度：±3转/分，实时显示。

3.方案论证

根据题设要求，本系统的原理框图如图3-1所示

霍显

尔示

电

机传单片机控制模块模

感块

器

电机转速控制

图3-1：原理框图

2

3.1测量方法的选型

对转速的测量实际上是对转子旋转引起的周期脉冲信号的频率进行测量，其

中测频率的方法有许多，最常用的方法有两种：等精度测量法和计数测频法。等

精度测量法精度很高常常用于工业测量，但实现该方法比较困难要求比较高。计

数测频率的测量精度次之，由于量化误差的存在，它的精度受频率的高低影响，

频率越高，测量精度越高，反之亦然。但实现该方法简单，要求不高。所以由于

本人所学有限，在本设计中将选择计数测频法，计数测频的方法一般有两种方法：

方法1：测频率法

在一定的时间间隔t内，计数被测信号变化的次数N，则被测信号的频率

为f=Nt。

优点：适合测频率较高的情况。

缺点：不适用于测低频。

方法2：测周期法

在被测