基于51单片机霍尔测速直流电机控制设计

**单片机设计介绍，1658【毕设课设】基于51单片机霍尔测速直流电机控制设计(含源码、原理图、论文、PCB封装)

一 概要

  51单片机是微型计算机的一种常见类型，用于处理数字信号和模拟信号。霍尔传感器是一种能够检测磁场强度变化的设备，常常被用于测量电机的转速。通过结合这两者，我们可以在控制直流电机时，精确地检测其速度。

设计一个基于51单片机霍尔测速的直流电机控制系统通常需要以下几个步骤：

1. 选择硬件：首先，你需要选择合适的硬件，包括一个51单片机（如AT89C51或STC89C52），一个霍尔传感器，一个用于驱动电机的电源，以及一个用于显示电机速度的装置（如LED或LCD显示屏）。
2. 硬件连接：将霍尔传感器连接到电机上，通常是通过电机轴上的齿轮和霍尔传感器。当电机旋转时，磁场变化会导致霍尔传感器输出电压的变化。这个电压可以被51单片机读取并转换为电机的速度。
3. 编写代码：使用C语言编写代码来读取霍尔传感器的输出，并根据需要控制电机的电源。这通常涉及到中断处理程序，该程序在检测到新的霍尔传感器输出时被触发。此外，代码还应该包括显示电机速度的功能。
4. 软件控制：软件应该根据设定的速度目标来控制电机。这可能涉及到速度反馈和PID控制算法的使用，以确保电机以所需的速度旋转。
5. 测试和优化：完成设计后，你需要进行测试以确保系统的功能正常。你可以改变电机的速度并观察LED或LCD显示屏的反应，以验证系统是否正常工作。在必要时，对代码和硬件进行调整以优化性能。

需要注意的是，具体的实现可能会因你的具体需求（如电机的类型、电源的要求、显示设备的类型等）而有所不同。这个系统可能会涉及到许多其他的细节和考虑因素，包括电源管理、信号调理、抗干扰措施等。因此，在设计过程中，你可能需要参考相关的手册和资料以获得更详细的信息。

二、功能设计

本文主要研究了利用MCS-51系列单片机控制PWM信号从而实现对直流电机转速进行控制的方法。本文中采用了三极管组成了PWM信号的驱动系统，并且对PWM信号的原理、产生方法以及如何通过软件编程对PWM信号占空比进行调节，从而控制其输入信号波形等均作了详细的阐述。另外，本系统中使用了霍尔元件对直流电机的转速进行测量，经过处理后，将测量值送到液晶显示出来。

关键词：PWM信号，霍尔元件，液晶显示，直流电动机

设计思路

设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机智能手环系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；

调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机智能手环系统的现状、存在问题和解决办法；

比较分析法：比较不同单片机智能手环系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析单片机智能手环系统的研究现状与发展前景；

软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。

三、 软件设计

本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。

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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。

Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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原理图

五、 程序

本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。

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六、 文章目录

目 录

摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25