基于单片机的测速系统设计

汪琪　徐建　季振亚　陈肖依　丁静怡　刘志雄

【摘 要】随着科技的发展，旋转式设备在生活中大规模应用，转速是影响设备性能的重要指标。基于此，本文设计了一款以单片机为核心的测速系统。该系统以STC89C52RC芯片为主控制芯片，通过霍尔传感器采集数据信息并传到单片机上，经过单片机的数据处理，测量出的速度显示在LCD1602液晶屏上。

【关键词】单片机；霍尔传感器；测速；LCD液晶屏

中图分类号： TM306；TP368.12 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）15-0029-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.15.013

0 引言

在现代社会，各行各业发展迅速，在嵌入式行业中，随着微控制器单元MCU的发展，出现了一大批集成度高、速度快、功能强、可靠性好的智能测控仪表产品。這是由于MCU能够有效地处理采样信号。此外，低开发成本和高开发效率也吸引了开发人员在低成本、短时间内设计出性能优良的电子产品。特别是利用传感器和调理电路，可以将物理量转换成数字信号，从而可以充分发挥微控制器的处理能力。旋转式设备，如发动机在日常生活或工业生活中应用十分广泛。转速是影响旋转设备性能的一个重要指标，因此对其转速的准确测量显得尤为重要[1]。到现在为止，常用的测速方法通常有机械、光电、霍尔、频闪等。本系统采用霍尔测量方法，该方法不会破坏被测设备的结构，可以在稳定状态下测量瞬时速度和平均速度。因通过单片机设计出的测速计具有操作方便、便于制作、成本低、体积小的特点，所以本系统采取单片机设计。

1 系统的总体设计

本系统以52单片机为核心，采用霍尔元件测速法测量直流电机的转速。通过霍尔传感器电路产生的秒脉冲信号传给单片机，单片机经过处理和计算，测量出的速度将显示在1602液晶显示器上。系统总体设计框图如下。

2 系统的硬件设计

2.1 单片机选择

本设计选用的单片机是STC89C52RC单片机。该单片机是八位微控制器，它占用空间少、结构简单、价格便宜、使用方便[2]，而且该单片机是位处理器，I/O口的设置和使用方便，很适合本设计需求。

2.2 显示模块选择

数字管、点阵、液晶显示器可用于显示，其中LCD是点接收信号。在视觉度和清晰度方面优于数字管，节能、稳定性好。所以，本系统显示模块采用1602个液晶显示。

2.3 传感器模块选择

本设计采用霍尔传感器。霍尔传感器具有精度高、线性度好、动态性能好、工作频带宽、体积小、重量轻、抗磁干扰能力强等特点[3]。在需要测速的旋转体上装上一块磁体，旋转时，每当磁体经过霍尔传感器时，传感器产生脉冲信号送往单片机，经过计算，便可得出转速。

2.4 电机驱动芯片选择

在各种驱动和控制电路中，L298芯片的应用很广泛，它可以改变单片机的I/O输入，改变芯片控制端的电平，实现电机转动、反转、停止等操作[4]。

3 系统软件的设计

本设计采用的编程工具是KEIL version IV，使用C语言编写代码。系统软件设计是在系统初始化之后，软件实现单片机与传感器之间的数据交换，单片机对所采集的物理信息进行处理，然后编程实现单片机与霍尔传感器模块之间的信息传递，并把速度显示在LCD液晶显示屏上。系统软件流程图如图。

4 结束语

本设计经由霍尔感应原理采集速度信号。再将信号传给单片机，经过单片机的处理和计算，得到实际的转速和里程，再用LCD显示器显示数据。经过多次的实验和修改，最终，该系统基本能完成速度采集、速度计算、数据存储和设置等功能，并能直观显示时间、速度和行程。

【参考文献】

[1]谭劲华，吕建超.基于STC89C52单片机的血压计设计[J].自动化技术与应用，2011，30（8）：30-33.

[2]王节旺.一种基于STC89C52RC单片机的计时系统的设计方案[J].微型机与应用，2011，30（6）：28-30.2011（8）：146-147.

[3]汪云.基于霍尔传感器的转速检测装置[J].传感器与微系统， 2003，22（10）：45-47.

[4]李培乐，郑心武.基于51单片机的测速装置的设计[J].信息技术与信息化，2014（6）：34-35.