基于霍尔传感器的电机转速测量系统设计

4.1.2系统的复位电路

复位电路是整个系统重要的一环，当运行出错时可以按下复位按键复位，不需断电重新操作。本复位电路选择上电自动复位电路。如图4-2所示。当电路上电时，由于电容两端的电压不可跳变，所RST端会是高电平，系统复位。等电容充电完成后，RST端变为低电平，系统正常工作。

图4-2：复位电路

4.1.3系统时钟电路设计

时钟电路为整个系统提供时钟，是整个系统不可缺少的一环。它控制着系统的运行速率，采用的时钟晶振越大运行速率越快。由于受51单片机自身限制，时钟晶振也不能选择过大，51单片机能支持几十兆的晶振。在本系统设计中，选用11.0592Mhz的晶振，目的是为了是在使用定时器时，更加方便精准，提高测量精度。晶振电路如图4-3所示。在选择晶振两边的电容时不宜选择过大。当电容太大时晶振不能正常起振，导致系统不能正常工作。本次选择30pf的电容。

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图4-3：时钟电路

4.1.4 IO口管脚分配

1.传感器输出接口P3.5I/O口，用于计数脉冲个数。

2.对按键进行I/O口分配，将选用两个按键，一个用于增大PWM输出的占空比，即增大转速，分配管脚为P1.0；一个用于减小PWM的占空比，即减小转速，分配管脚为P1.1 。

3.PWM输出I/O分配：选P1.7作为模拟PWM输出口

4.LCD显示I/O口分配：P0口接LCD的数据传送接口，P2.0~P2.2作为作为LCD的控制接口，分别接LCD的E（使能端），RW（读写端），RS（数据/命令端）

4.2电机转速控制

控制电机的转速的快慢，也就相当于控制电机两端电压的大小，控制电压的大小可以选择DA数模转换器，也可以选择PWM输出控制。若用DA控制，则会多增加芯片，没有直接用PWM控制那么实用。PWM可以直接由单片机模拟输出，操作方便简单，所以本次选择PWM来控制电机转速。

PWM的全称是Pulse Width Modulation,即脉宽调制变换器。它的作用是把恒定的直流电源电压调制成频率一定，宽度可变的脉冲电压序列，从而改变平均输出电压的大小，以调节电机的转速。

在电机转动时，由于电机本身要切割磁感线从而产生自身感应电动势，如果把电机电源直接与单片机系统共用一个电源，则会对整个控制系统产生巨大的影响，使整个系统不能正常的工作。为了消除这一影响，采用光耦耦合器把电机和单片机分开，从而达到消除这一影响的目的。

为了控制PWM的占空比，我选用两个按键来控制。具体电路如图4-4所示：

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图4-4

按键S2增加PWM占空比，即增加转速。 按键S3减少PWM占空比，即减小转速。 单刀Key1：电机开关。

4.3显示模块

4.3.1 LCD1602介绍和指令

本次显示模块选用LCD1602，LCD液晶也叫1602字符型液晶它是一种专门用来显示字母、数字、符号、等的点阵型液晶模块，它由32个5*7或者5*11点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，不能显示汉字和图片。

LCD1602的引脚说明即指令说明分别如表4-1，表4-2所示所示，

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表4-1

引脚 1 2 3 4 5 引脚名 GND VCC VEE RS R/W 电平 0/1 0/1 输入/输出 输入 输入 作用 电源地 电源正极 对比调整电压 0：输入指令 1：输入数据 0：写入数据或指令； 1：从LCD读数据 6 E 1,1→0 输入 使能信号，1读取信息 1→0（下降沿）执行指令 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 DB0 DB DB DB DB DB DB DB A K 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 +VCC 接地

输入/输出 输入/输出 输入/输出 输入/输出 输入/输出 输入/输出 输入/输出 输入/输出 数据总线0 数据总线1 数据总线2 数据总线3 数据总线4 数据总线5 数据总线6 数据总线7 LCD背光电源正极 LCD背光电源负极 11