霍尔测速测速是工农业生产中经常遇到的问题，学会使用单片机技术设计测速仪表具有很重要的意 义。要测速，首先要解决是采样的问题。在使用模拟技术制作测速表时，常用测速发电机的方法， 即将测速发电机的转轴与待测轴相连，测速发电机的电压高低反映了转速的高低。使用单片机进 行测速，可以使用简单的脉冲计数法。只要转轴每旋转一周，产生一个或固定的多个脉冲，并将 脉冲送入单片机中进行计数，即可获得转速的信息。下面以常见的玩具电机作为测速对象，用CS3020设计信号获取电路，通过电压比较器实现 计数脉冲的输出，既可在单片机实验箱进行转速测量，也可直接将输出接到频率计或脉冲计数器， 得到单位时间内的脉冲数，进行换算即可得电机转速。这样可少用硬件，不需编程，但仅是对霍 尔传感器测速应用的验证。1脉冲信号的获得霍尔传感器是对磁敏感的传感元件，常用于开关信号采集的有CS3020、CS3040等，这种传 感器是一个3端器件，外形与三极管相似，只要接上电源、地，即可工作，输出通常是集电极开 路（OC）门输出，工作电压范围宽，使用非常方便。如图1所示是CS3020的外形图，将有字面 对准自己，三根引脚从左向右分别是Vcc，地，输出。图1 CS3020外形图使用霍尔传感器获得脉冲信号，其机械结构也可以做得较为简单，只要在转轴的圆周上粘上 一粒磁钢，让霍尔开关靠近磁钢，就有信号输出，转轴旋转时，就会不断地产生脉冲信号输出。 如果在圆周上粘上多粒磁钢，可以实现旋转一周，获得多个脉冲输出。在粘磁钢时要注意，霍尔 传感器对磁场方向敏感，粘之前可以先手动接近一下传感器，如果没有信号输出，可以换一个方 向再试。这种传感器不怕灰尘、油污，在工业现场应用广泛。2硬件电路设计测速的方法决定了测速信号的硬件连接，测速实际上就是测频，因此，频率测量的一些原则 同样适用于测速。通常可以用计数法、测脉宽法和等精度法来进行测试。所谓计数法，就是给定一个闸门时间， 在闸门时间内计数输入的脉冲个数；测脉宽法是利用待测信号的脉宽来控制计数门，对一个高精 度的高频计数信号进行计数。由于闸门与被测信号不能同步，因此，这两种方法都存在1误差 的问题，第一种方法适用于信号频率高时使用，第二种方法则在信号频率低时使用。等精度法则 对高、低频信号都有很好的适应性。图2是测速电路的信号获取部分，在电源输入端并联电容C2用来滤去电源尖啸，使霍尔元 件稳定工作。HG表示霍尔元件，采用CS3020，在霍尔元件输出端（引脚3）与地并联电容C滤3 去波形尖峰，再接一个上拉电阻R2，然后将其接入LM324的引脚3。用LM324构成一个电压比较 器，将霍尔元件输出电压与电位器、比较得出高低电平信号给单片机读取。C4用于波形整形， 以保证获得良好数字信号。LED便于观察，当比较器输出高电平时不亮，低电平时亮。微型电机 M可采用型，通过电位器Rpi分压，实现提高或降低电机转速的目的。C1电容使电机的速度不会产生突变，因为电容能存储电荷。1电压比较器的功能：比较两个电压的大小（用输出电压的高或低电平，表示两个输入电压的 大小关系）:当“ + ”输入端电压高于“一”输入端时，电压比较器输出为高电平；当“ + ”输入端电压低于“一”输入端时，电压比较器输出为低电平；比较器还有整形的作用，利用这一特点可使单片机获得良好稳定的输出信号，不至于丢失信 号，能提高测速的精确性和稳定性。图.2测速电路原理图3测速程序测量转速，使用霍尔传感器，被测轴安装有1只磁钢，即转轴每转一周，产生1个脉冲，要 求将转速值（转/分）显示在数码管上。用C语言编制的程序如下：硬件：老版STC实验版/P3-5 口接转速脉冲#include /单片机内部专用寄存器定义#define uchar unsigned char#define uint unsigned int 数据类型的宏定义uchar code LK10 = 0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90, ;/ 数码管 09的字型码/位选码uchar LK14 = 0xfe,0xfd,0xfb,0xf7;uint data z,counter;定义无符号整型全局变量lk/=void init(void)/定义名为init的初始化子函数/init子函数开始，分别赋值TMOD=0X51;/GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0/ 01010001TH1=0;/计数器初始值TL1=0;TH0=-(50000/256);/定时器 t0 定时 50msTL0=-(50000%256);EA=1;/ IE=0X00;/EA - ET1 ESET0=1;/ 1 000计数器T1定时器T0ET1 EX1 ET0 EX00010TR1=1;TR0=1;TF0=1;/=void delay(uint k) 延时程序uint data i,j;for(i=0;ik;i+)for(;j121;j+) ;/=void display(void)/数码管显示P1=LKz/1000;P2=LK10;delay(10);P1=LK(z/100)%10;P2=LK11;delay(10);P1=LK(z%100)/10;P2=LK12;delay(10);P1=LKz%10;P2=LK13;delay(10);/=void main(void)/主程序开始uint temp1,temp2;init();调用init初始化子函数for(;) temp1=TL1;temp2=TH1;counter=(temp28)+temp1; /读出计数器值并转化为十进制 /z=counter;display();无限循环语句结束主程序结束/=/ uint chushi=60;void timer0(void) interrupt 1 using 1TH0=-(50000/256);/定时器 t0 定时 50msTL0=-(50000%256);/ chushi;/ if(chushi=0)z=counter /0.5 ;/ 读出速度/TH0=0;/每50MS清一次定时器TL1=0;