基于AT89S52单片机的电动机测速仪设计

【摘要】本文介绍了一种基于单片机的电动机转速测试仪的设计方法，采用AT89S52单片机作为控制芯片，采用霍尔传感器采集转速脉冲信号，然后把采集的信号经过A/D转换送给单片机，单片机做计算处理后在LCD显示器把转速显示出来。

【关键词】单片机；电动机；转速；霍尔传感器

0 引言

电动机是把电能转换成机械能的重要设备，广泛应用于现代工业生产及民用生活的各个领域。电动机的转速是一个很重要的物理量，对转速的精确检测能够保证生产生活的安全性。目前有很多检测速度的方法，比较常用的有同步测速法、模拟测速法以及计数测速法。计数测速法分为机械式和电子数字式两种，其中电子式测速仪采集信号精确，能够准确检测转速，并且可以进行高限报警及数字显示。基于单片机测速仪具价格便宜，使用方便，并且具有很高的可靠性。

1 整体设计方案

在电动机转轴上套上一个圆盘，质量不要太大，否则会影响电动机的转速，最好采用废旧的DVD光盘。在光盘边缘处上镶嵌磁钢，然后把霍尔元件固定在电动机的端面，注意要使磁钢和霍尔器件的位置相对应。当电动机转动时，磁钢每接近一次霍尔器件就会发出一个脉冲，通过A/D芯片转换成单片机可以接收的数字信号，单片机通过对脉冲信号进行检测，通过计算就得到电动机的实际转速，然后可以通过液晶显示器把具体速度显示出来。测速仪工作原理如图1。

2 硬件设计

（1）单片机的选择

单片机普遍认为是在一块硅片上集成了中央处理器、存储器和各种输入、输出接口，这样的一块芯片具有一台计算机的功能，因而被称为单片微型计算机。系统所使用的是通用型单片机AT89S52，它可以把可开发资源全部提供给使用者。

（2）传感器的选择

转速检测采用开关型霍尔传感器OH137，输出开关量给单片机计数器计数，它的外部电路非常简单，所有电路都集成在内部，其电路如图2，具有外形尺寸小，频响宽，动态性能好，寿命长等优点。

（3）A/D转换器的选择

采用MAX5139芯片把霍尔传感器采集到的电流脉冲转换成单片机可以处理的数字信号，A/D转换芯片输出引脚和单片机P1引脚连接，当单片机检测到有高电平输入的时候，就会通过中断方式进行计数操作。

（4）显示器的选择

1602一般只用于显示字母、数字和符号能显示16*2个字符，具有一些显示效果，如字符一个个显示、字符从左到右或从右到左显示等等，显示效果简单，价格低廉。由于考虑到设计中不需汉字显示且显示字符足够。因此，系统采用1602液晶显示。

（5）存储器的选择

存储器采用串行存储芯片24C02，主要用来存储数据方便查询和记录。

图1 测速仪工作原理框图

图2 OH137器件引脚图

3 测速仪系统软件设计

本设计采用KEIL version Ⅲ作为软件开发工具，运用C语言进行程序代码的编写。在主程序中先初始化计数器T1和定时器TO，对脉冲信号开始计数，判断标志位Flag的值，当Flag=1时，把采集的脉冲数值由十六进制转换为十进制，对转换后的数值进行运算，然后把计算的数据存入到存储器中，并通过显示器显示出来。其主程序图如图3所示。

图3 主程序流程图

4 结论

本文采用霍尔传感器采集电动机的转速信号，经过A/D转换后等到单片机能够处理的脉冲信号，单片机对接收的脉冲信号进行处理、计算，得出电动机的实时转速，最后把电动机转速数据显示在液晶显示器。系统能够很好的完成转速采集、速度计算、数据存储和设置，能够直观的显示出电动机的实时转速，对保证工业生产和民用生活的安全保障具有重要意义。

参考文献：

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