基于单片机的电机转速测量系统设计通信工程本科本科论文Word文件下载.docx
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XX理工学院本科毕业设计任务书
院（系）物理与电信工程学院专业班级通信工程（通信1204）学生姓名某某某
一、毕业设计题目基于单片机的电机转速测量系统设计
二、毕业设计工作自2015年11月9日起至2016年6月4日止
三、毕业设计进行地点:
物理与电信工程学院实验室
四、毕业设计应完成内容及相关要求：
在工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，测量转速的方法分为模拟式和数字式两种。
模拟式采用测速发电机为检测元件，得到的信号是模拟量。
数字式通常采用光电编码器，霍尔元件等为检测元件，得到的信号是脉冲信号。
蓝牙技术作为一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，可提供低功耗、短距离的无线空中接口，在各种固定与移动设备之间实现无线通信。
本课题具体要求如下：
1.理解电机测速的工作原理，掌握蓝牙技术的工作原理；
2.利用蓝牙技术完成电机转速测量的显示；
3.系统集成，完成功能调试。
五、毕业设计应收集资料及参考文献：
1关于该项目的研究现状和发展趋势2查找相关电子元器件资料，为器件选型做准备
3关于单片机开发的应用资料
六、毕业设计的进度安排：
1.10─3.18：
查阅资料（参考文献不少于10篇），进行方案论证，完成开题报告。
完成不少于3000字的外文翻译；
3.19─4.30：
设计硬件电路，编写相关软件、完成电路仿真及样机调试；
5.1─5.18：
完善系统调试，撰写毕业论文，准备毕业设计验收等工作；
5.19-6.10：
整理资料，修改毕业论文，准备毕业答辩。
指导教师签名某某某专业负责人签名某某某
学院领导签名某某某批准日期2016-01-10
基于单片机的电机转速测量系统设计
某某某
（XX理工学院物理与电信工程学院通信1204班，XX汉中723003）
指导教师：
[摘要]随着社会生产的不断发展，电机的应用越来越广泛，于是对电机转速的测量就显得十分必要，同时也对测量技术提出了更高的要求。
本文设计了一种以STC89C51单片机作为主控核心，利用霍尔传感器进行直流电机转速的测量，然后通过蓝牙模块HC-05进行数据传输，最后将所测速度实时显示于LCD1602的测量系统。
设计中的重点在于，根据霍尔传感器的工作原理及工作过程，利用脉冲计数法来实现对转速的测量，还有蓝牙模块的配对及结合单片机的使用。
在硬件电路设计基础上，采用模块化方法进行了软件设计，编制了电机转速的测量设计了测量模块、转速模块、显示模块还有蓝牙模块等的89C51程序，经过软硬件结合调试，最终理想的实现整个设计。
[关键词]霍尔传感器；
单片机；
电机转速测量；
LCD1602；
蓝牙
DesignofMotorSpeedMeasurementSystemBased
onMCU
（Grade12,Class,MajorofCommunicationEngineering，SchoolofPhysicsand
telecommunicationEngineeringofShaanxiUniversityofTechnology,Hanzhong723003,China）
Abstract：
Intheproductionprocess,themotorsarewidelyusedasproductioncontinuestodevelop,measuringthemotorspeedbecomesnecessary,whilemotorspeedmeasurementputforwardhigherrequirements.ThismeasurementsystemisadesignofamicrocomputerSTC89C51astheprimarycontroller,theHallsensorasasensortomeasuretheDCmotorspeed.ThesystemusesanintegratedHallsensorsensitivityrateofthesignalwithafrequencyoffastresponse,anti-interferenceabilityandsoon.TheworkingprincipleoftheHallsensorwasintroducedinthispaper.Theworkingprocesswasdescribed.Itisusedpulse-countingmethodtoachievethemeasurementofspeed,andtodisplaymotorspeedvaluesthroughanintuitiveLCD.Combinationofhardwarecircuitdesign,softwaresweredesignedbyamodularapproachusing89C51program,suchasthemotorspeedmeasurementmodule,alarmmodule,displaymoduleetc.,AlltheseprogramsweresimulatedthroughPROTEUSE.Simulationresultsshowthatthedesignedsoftwareprogramsarecorrect.
Keywords：
hallsensor;
microcontroller;
speedmeasurement；
buletooth
1.绪论
1.1课题背景
在这信息化时代，社会生产水平不断提高，军事科技领域在飞速发展。
在工程实践中，通信技术、计算机技术还有常用的传感器技术占据着信息产业，其中传感器技术是最为重要的一道门槛。
不管是民营工业，还是军用工业都在飞速发展与进步，各种各样的自动控制技术及非电量的测试方法受到了越来越广泛的重视。
测量电机转动速度的问题有很多：
在发电机、造纸机械中电机设备中要实现转速的控制，并且需要在连续时间内实施采集控制目标的速度值，确保系统的安全性。
此时，我们首先需要获取电机运行时的精确速度，所以要保证测速传感器的精确度，并且要求系统能后实时的反应生产状况，所以要测量和显示其转速及精准瞬时转速。
在越来越多的场合中，比如物理实验室、各大理工类院校、科学单位、工厂线上质量的检测以及产品性能的优化等，对转速这个物理量的分析已经成为非常重要的内容。
对于产品内部零件或者机构受力的大致情况，以及某些利用旋转所产生的特有的功能的具体分析和对设备的影响，都必须对旋转机械应用设备的转速进行分析。
对转速客观的描述不仅能够反映出一些旋转系统里面机械转动的运动状态，还能反映出动力系统的某些重要参数。
在一些比较显而易见的应用里，比如出租车的计价器就是利用单片机以及转速传感器对汽车车轮的转速进行分析，才能实现出加价格的计算。
普通的机车也是在装有测速装置后，利用测速传感器进行时时测量。
在很多转动系统的测控当中,对电机转速的测量是非常必要的,因为整个系统的控制情况都受到转速测量的精度的影响，而且不论是直流调速系统还是交流调速系统,想要高精度的控制系统必须高精度的检测转速。
随着微控制技术、电子技术的飞速发展，在各类电机中，直流电机如今已经得到广泛的应用，因为它具有很好的制动特性，调速平滑等特点。
伴随着驱动系统的数字化，转速的控制方面已经成为工业测控系统实现的关键环节。
因此电机转速的测量方法已然成为电机应用的一个首当其冲的问题。
当前测量转速的方法分为模拟式和数字式两种，模拟式测量方法采用测速发电机为检测元件，得到模拟量的信号；
数字式通常采用光电编码器、霍尔元件等为检测元件，得到脉冲信号，再送入单片机处理、转换得到转速[1]。
模拟式测量方法在测量范围和测量的精度上，已经不再适应现代科发展的需求，不能满足大多数系统的使用。
伴随着数字化的飞速发展，具有宽范围、高精度的数字式测量方法已经得到了非常普遍的应用，尤其是脉冲数字信号可以通过单片机进行很好的处理，这促进数字式测速方法的普及[2]。
本次设计的是利用采用霍尔元件来采集直流电机的转速，先得到稳定的脉冲信号，接着将脉冲信号送给51单片机，经过单片机处理后转成速度，实现了电机转速的实时精准测量。
如今微型计算机的越来越普遍，双高（高性能、高性价比）的单片机慢慢普及，基本都采用以单片机为主控核心的数字式测量方法来测量电机转速，当前利用脉冲计数来测量转速的方法主要有M法、T法和MPT法[3]。
单片机的出现和发展，大大的推动了电子工业的发展，成为不可或缺的领域，如今已经成为电子系统设计中最为普遍的应用，具有控制能力强、高集成、使用简便、价格便宜等特点。
本文介绍一种由STC89C51单片机作为主控制器，使用霍尔元件即电磁式的转速传感器进行测量直流电机的转速，然后通过蓝牙模块传输通信，实现远距离检测实时电机转速的测量系统。
霍尔元件是利用霍尔效应原理来实现磁电转换的传感器,高度集成，使用方便，在许多测速系统中占有非常重要的地位,因为对测速装置的基本要求是精度高、分辨能力强和瞬时检测。
在此主要介绍的是利用用霍尔传感器通来测量得到，连续稳定的脉冲方波信号,来测量电机的转动速度。
本文将霍尔元件作为测速传感器，大大提高了测量精度，使用也特别方便，还使得系统的检测进一步开发变的更为容易。
由于霍尔元件的抗干扰能力较强，使用维护及安装也特别方便，成本比较低，测速的效果好，因此特别适合在测量的环境比较恶劣的情况下使用，因此该测速方法具有很高的市场前景和推广价值。
随着现代化的生产规模的日益扩大，测速方法的需求也在不断增加，并且对测速系统性能也有了越来越高的要求，因此对更高性能的电机测速系统的研究制造具有非常重要的意义。
1.2课题研究现状和前景
我国早在40年前就开始对霍尔元件进行研究，几十年的不断研究和开发，目前已经可以生产各种高性能的霍尔元件。
目前在国内外的市场上，通用的传感器已经逐步实现高智能化、微型化、高精度化、多功能化等多方面的发展，如今基于单片机的电机转速检测系统广泛应用于许多工厂的自动化设备中，比如数控机床、工业机器人等。
对于传感器的制造工艺和材料有了新的标准和升级。
多功能的测速传感器，比如带有转矩、磁敏、热敏等作用的传感器慢慢出现，测速传感器的制造材料都选择更加优质的材料比如化学纤维、半导体的等，代替原有的材料。
21实际初期，传感器技术最先机的地区非日本、美国莫属，东欧、亚太区及加拿大等地区的传感技术也发展迅猛。
在国际市场上，对转速传感器的改进中最大的亮点就是不断的加入新技术产生新应用，美国在传感器创新领域也一直处于领先地位。
MEMS传感技术和非接触测量等技术也在慢慢代替了传统的光电式、电磁式、机械式等传感技术，然而美国ADI公司将MEMS传感技术和机械式传感技术结合起来，研究出ADSL001工业振动和冲击式传感器。
日本发明了一
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