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　　霍尔传感器简介

　　由于霍尔元件产生的电势差很小，故通常将霍尔元件与放大器电路、温度补偿电路及稳压电源电路等集成在一个芯片上，称之为霍尔传感器。

　　

　　霍尔传感器的种类：

　　线性霍尔传感器，开关霍尔传感器

　　1、线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成，它输出模拟量。可以做成电流传感器（钳形电流表），位移测量传感器。

　　2、开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分放大器，和输出级组成，它输出数字量。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。

　　霍尔开关传感器测速原理：

　　

　　小磁铁固定在转盘上，转盘与电机轴相连，同步转动，小磁铁通过霍尔传感器时，霍尔传感器产生一个相应的脉冲，计算出两个连续脉冲的间隔时间，就可以计算出被测转速。

　　霍尔传感器的输出控制

　　

　　

　　霍尔传感器测速电路设计方案（一）

　　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。

　　2、系统实现方案

　　（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。

　　（2）计数模块的选择

　　可以采用片外计数器和片内计数器两个方案。片外计数器的方案是采用8253等片外专用计数芯片进行脉冲计数，单片机控制8253的过程，并在技术完毕后读取计数值。片内计数方案是指采用单片机的内部计数器完成对脉冲的计数过程。

　　使用片内计数器的优点在于降低单片机系统的成本。每到一个脉冲将会产生一个T1的计数，在T0产生的100ms中断完成后，T1的中断溢出次数就是所需要计的脉冲数。特点在于：使用了内部的T1作为外部脉冲的计数器，并且，为了避免计数器的溢出，将T1的初值设为0。所以选用片内计数。

　　（3）显示方式的选择

　　方案一：采用8段LED数码管作为显示模块核心。数码管显示器件相对便宜，但是耗能大、编写程序相对麻烦，工作量大。

　　方案二：采用LCD液晶显示器作为显示模块核心。LCD显示器工作原理简单，编程方便，节能环保。因此选择方案二。

　　（4）单片机模块的论证与选择

　　方案一：选用 AT89C2051单片机速度快、功耗低、体积小、资源丰富。

　　方案二：选用PhilipsP89C51RD2有4个PDA，属于兼容版。

　　方案比较：因为设计是汽车测速，所以我还是选用了方案一中AT89C2051单片机，选用AT89C2051是因为价格便宜、低功耗。

　　（5）转速测量方法与论证

　　方案一：测周法是测量两个脉冲之间的时间，换算成周期，从而得到频率。测出产生N个脉冲内所需要的时间t，则信号的周期为tNf/，测量频率误差2/ttNf，误差主要来自采样的时间误差，低频脉冲情况下误差较小，测量精度高。

　　方案二：测频法是测量单位时间内的脉数，换算成频率。在设定t 时间内，测量产生N个脉冲，则信号的周期为/fNt，测量频率误差/fNt，误差主要来自脉冲个数正负一个计数误差，高频脉冲情况下误差较小，测量精度高。

　　方案比较：由于两个方案都产生的误差，但是方案一中的时间误差，而本设计是汽车测速要测得是时刻速度，故选择方案二。

　　3、总体硬件设计

　　3.1、硬件流程图

　　基于霍尔传感器的速度测量系统工作过程是：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，由霍尔器件电路部分输出。经光电耦合后，成为转速计数器的计数脉冲。保持同89C2051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LCD上显示出来。以单片机AT89C205l为控制核心，用霍尔集成传感器作为测量转速的检测元件，最后用液晶显示器1602显示的机车转速的方法，系统硬件原理图如图4-1所示。

　　

　　3.2、硬件电路设计

　　（1）通过霍尔传感器产生脉冲信号，并经过74LS14进行放大，硬件电路图如图4-2所示：

　　

　　（2）将产生的脉冲信号进行耦合处理。其中Signal代表脉冲信号，脉冲信号通过光电耦合器将其转换为单片机可采集的5V脉冲信号，如图4-3所示。

　　

　　（3）将耦合处理后的信号介入单片机中0点位置如图4-4所示。

　　

关键词： 霍尔传感器