霍尔传感器测速设计

霍尔传感器的应用。

宁波理工学院

传感器大作业

题 目 霍尔传感器测速设计

姓 名 李培勇

学 号 3110403060 专业班级 11级电信1班 指导教师 李林功 学 院 信息科学与工程学院 完成日期 2014.5.24

霍尔传感器的应用。

摘 要

本文介绍了霍尔传感器在汽车电子中的应用，设计了基于霍尔传感器与单片机AT89C2051结合来实现电机转速的测量。完成了霍尔传感器测量电路的设计和显示电路的设计。测量转速的传感器与装有磁铁的转盘保持好一定的位置，转盘每转一周，霍尔传感器采集一定量的脉冲信号，把采集好的脉冲信号输入到单片机中进行数据处理，经过处理后实现电机速度的测量。在显示电路设计中，通过1602实现在LCD上直观地显示电机的转速值。硬件与软件配合，实现了测速。仿真实验证实了所设计的硬件电路及软件程序的正确性，满足设计要求。

关键词：霍尔传感器；测速；单片机

霍尔传感器的应用。

目 录

摘 要............................................. 错误！未定义书签。 第1章 概述 ....................................... 错误！未定义书签。

1.1 传感器未来的发展趋势 ....................... 错误！未定义书签。 1.2 传感器在汽车电子中的应用 .................................... 1 1.3 1.4 第2章 2.1 2.2 2.3 第3章 3.1 3.2 3.3 第4章 4.1 4.2 4.3

霍尔传感器的应用 ............................................ 2 霍尔传感器在汽车测速中的应用 ................................ 2 霍尔传感器的原理 ........................... 错误！未定义书签。

霍尔效应的定义 ............................. 错误！未定义书签。 霍尔传感器工作磁体的设置 ................... 错误！未定义书签。 霍尔传感器的工作原理 ........................................ 3 霍尔传感器测速设计 .......................................... 3

系统总实现要求 .............................................. 3 系统实现方案 ................................................ 4 总体硬件设计 ............................... 错误！未定义书签。

3.3.1 硬件流程图 .......................................... 5 3.3.2 硬件电路设计 ........................................ 6

系统软件设计 ................................................ 7

总体软件设计 ................................................ 7

4.1.1 软件流程图 .......................................... 7 4.1.2 程序设计 ........................................... 8

实验结果 .................................................... 9 本章小结 ................................................... 12

霍尔传感器的应用。

第1章 概述

1.1传感器未来的发展趋势

由于传感器在市场需求很大和它在控制系统中起到的重要作用，世界各国对其理论研究非常重视，也不断的出现新的产品。未来传感器技术发展的新途径将会是：功能化、模块化、智能化、微型化。

传感器的具体发展方向可以主要概括为以下几个方面： （1）在传感器的原理上，利用新材料生产新型传感器。

（2）开发多功能化的传感器，主要是可将放大、整形、补偿等外围电路一体化的集成化传感器和智能小型传感器。

（3）开发数字输出型传感器，随时能与微机相连。

（4）实现传感器控制信号直接显示，这种新型传感器主要有以下几种：用于舒适性和安全性的环境传感器、用于实现夜视功能的传感器、用于实现汽车主动安全的传感器、用于实现线控转向与制动的传感器、用于驾驶员身份识别的生物统计传感器以及遥感勘测传感器等。

1.2传感器在汽车电子中的应用

汽车传感器是汽车部件中一种重要的传感电子设备，随着汽车配置的越来越高，汽车传感器也越来越先进。汽车霍尔电子控制装置的应用也越来越广泛，每个电子控制装置都包括传感器、电控单元、执行机构三部分。它利用传感器监测汽车有关工作状况，并将相关信息传给电控单元，电控单元经过分析、运算、判断后，发送指令给执行机构，从而使汽车的工作状况达到最佳。车用传感器主要用于发动机控制系统、底盘控制系统、汽车测速系统、车身控制系统和防抱死装置。它的应用大大提高了汽车电子化程度，增加了汽车驾驶的安全系数。

霍尔传感器的应用。

1.3霍尔传感器的应用

霍尔传感器的应用十分广泛。线性霍尔传感器主要是用于一些物理量的测量，比如对电流和位移的测量。开关型霍尔传感器主要用于测转数、转速、风速、流速、接近开关、关门告知器、报警器、自动控制电路等。

1.4霍尔传感器在汽车测速中的应用

测速装置在机车控制系统中占有非常重要的地位，对测速装置的要求是分辨能力强、高精度和尽可能短的检测时间。本设计介绍了应用霍尔传感器通过测量磁场强度，来得到稳定的脉冲方波信号，实现机车转速的测量。

第二章 霍尔传感器的原理

2.1霍尔效应的定义

通电导体在垂直电流方向的磁场作用下，在与电流和磁场垂直的方向上形成电荷积累和出现电势差的现象，称为霍尔效应。

2.2霍尔传感器工作磁体的设置

将一非磁性圆盘固定装在电机转轴上，圆盘边缘等距离用环氧树脂粘贴块状磁钢，磁钢采用永久磁，如图3-1所示。由于霍尔传感器的磁特性，我们这里把磁场作为霍尔传感器运动和位置的载体，通常情况下我们用永久磁钢作为磁场。当两齿轮之间空隙正对霍尔传感器时，磁力线比较分散，测得场强比较弱。如果某一齿正对霍尔传感器时，穿过的磁力线比较多，场强较大。由于此过程中磁力

霍尔传感器的应用。

线密度发生变化而引起霍尔电压的变化，霍尔元件将输出一个方波电压。

图3-1 霍尔传感器检测信号图

2.3霍尔传感器的工作原理

在汽车测速系统中霍尔传感器与机轴相连接，当汽车运动时机轴每转一周，产生一定的脉冲个数，霍尔器件将所产生的信号输入机车中的小型微机中，微机对所接受到的脉冲信号进行计算处理，得出当前速度值，并通过LCD显示当前速度，如果速度高于上限的话，一般车内会安有报警系统，随之报警。

第三章 霍尔传感器测速设计

3.1系统总设计要求

如果把霍尔传感器放在电机预定的位置上，当电机转动时，永磁体经过霍尔传感器时，可以测量电路中的脉冲信号。根据脉冲信号的分布可以测得电机速度。

3.2系统实现方案

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（1）霍尔测速模块的选择

方案一：采用霍尔元件传感器；选型号OH137产品性能好、灵敏度、电路可和各种逻辑电路直接相连，价格也便宜（10~20元之间不等）。

方案二：采用霍尔传感器；选型号为CHV-25P/10的霍尔传感器，其额定电压为10V，输出信号5V/25mA，电源为12~15V。体积大，价格较贵（40~120元之间不等）。

从性价比方面综合考虑，选择方案一。