基于霍尔传感器电机转速的单片机测量

　　0引言

　　在工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，例如在发动机、电动机、机床主轴等旋转设备的试验运转和控制中，常需要分时或连续测量、显示其转速及瞬时速度。为了能精确地测量转速，还要保证测量的实时性，要求能测得瞬时转速。本文提出一种基于89C52单片机实施电机转速测量的方法，利用霍尔传感器采集脉冲信号，通过定时计数算法程序，将转速结果实时显示出来，进而通过声、光报警器来控制转速，实现的电机转速的控制[1-2].

　　1霍尔传感器测量原理

　　测量电机转速的第一步就是要将电机地转速表示为单片机可以识别的脉冲信号，从而进行脉冲计数。霍尔器件作为一种转速测量系统的传感器，具有结构牢固、体积小、重量轻、寿命长、安装方便等优点，其测量原理如图1所示，当电机转动时，带动传感器，产生对应频率的脉冲信号，经过信号处理后输出到计数器或其他的脉冲计数装置，进行转速的测量。在实际的使用中，一般需要一个铁质的测速齿轮，齿厚大于2mm即可，将之固定在待测转速的轴上。

　　2单片机转速测量系统的组成

　　使用单片机测量电机转速的基本原理如图2所示。该系统包括传感器、处理器、计数器和显示4个部分。

　　(1)传感器部分:第一部分利用霍尔器件将电机的转速转化为脉冲信号;第二个部分使用光藕，将传感器输出的信号和单片机的计数电路两个部分隔开，减少计数的干扰。

　　(2)计数器:可以采用片外计数器8253等专用计数芯片进行脉冲计数，单片机控制8253的计数过程，并在计数完毕后读取计数值。

　　(3)处理器:采用89C52单片机作为系统的处理器。

　　(4)显示部分:该部分有2个功能，在正常的情况下，通过LED数码管显示当前的频率数值，当电机的转速超出一定的范围后，通过灯光和蜂鸣器进行报警。

　　其测量过程是，测量转速的霍尔传感器和机轴同轴连接，机轴每转一周，产生一定量的脉冲个数，由霍尔器件电路输出。经过电祸合器后，成为转数计数器的计数脉冲。同时传感器电路输出幅度为12V的脉冲经光电藕合后降为5V，保持同8952逻辑电平相一致，控制计数时间，即可实现计数器的计数值对应机轴的转速值。CPU将该值数据处理后，在LED数码管显示出来。一旦超速，CPU通过喇叭和转灯发出声、光报警信号，同时灯屏上对应的指示灯闪烁。

3脉冲信号处理电路的设计

　　3.1硬件电路组成

　　单片机对得到的脉冲信号的处理方法，主要是片外计数和片内计数，本文选用8253片外专用计数器进行脉冲计数，其电路原理如图3所示。