1、基于霍爾傳感器的轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文 題目:基于LABVIEW的霍爾測速系統(tǒng)設(shè)計Title: The speed system design based on LABVIEW and Hall 院系名稱:物理與通信電子學(xué)院 學(xué)生姓名: 學(xué)生學(xué)號: 專 業(yè):電子信息工程 指導(dǎo)老師: 完成時間:2021年4月 摘 要 轉(zhuǎn)速是工業(yè)控制里面非常重要的一項參數(shù)。本文設(shè)計了一種基于Labview的霍爾測速系統(tǒng)。系統(tǒng)以AT89S52為控制核心,利用霍爾傳感器作為轉(zhuǎn)速檢測元件,將得到的脈沖信號送給單片機(jī)進(jìn)行處理,單片機(jī)對信號處理后顯示出實時速度,同時將轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送給Labview編寫的上位機(jī)軟

2、件界面,上位機(jī)對轉(zhuǎn)速進(jìn)行顯示與保存。 關(guān)鍵詞:Labview;串行通信;單片機(jī);霍爾傳感器。Abstract Speed is very important in industrial control inside a parameter. This paper presents a system based on Labview Hall velocity. AT89S52 as the control system to the core, the use of Hall sensors as a speed detection device, will be sent to the pu

3、lse signal processing single chip, single chip for signal processing and display the real-time speed, while the speed of data sent through the serial port PC written Labview Software interface, the host computer for display and preservation on speed. Key words: Labview; serial communication; microco

4、ntroller; Hall sensor.目 錄摘 要IAbstractII1 引言12 設(shè)計任務(wù)與要求13 總體方案設(shè)計14 方案論證24.1 電機(jī)的選擇24.2 顯示模塊的選擇25系統(tǒng)設(shè)計原理25.1 傳感器模塊25.1.1 霍爾傳感器介紹25.1.2 傳感器電路設(shè)計35.2 單片機(jī)模塊45.2.1 單片機(jī)介紹45.2.2 單片機(jī)電路設(shè)計55.3 數(shù)據(jù)顯示模塊55.4 串口通信模塊65.5 電機(jī)的調(diào)速模塊76 霍爾測速的軟件設(shè)計86.1 上位機(jī)軟件設(shè)計86.1.1 上位機(jī)Labview整體程序框圖86.1.2 VISA配置串口96.1.3 串口讀數(shù)據(jù)原理96.1.4 串口數(shù)據(jù)傳換106.

5、1.5 串口數(shù)據(jù)接收處理程序圖106.1.6 轉(zhuǎn)速的顯示程序116.1.7 Excel文件生成程序116.1.8 串口數(shù)據(jù)保存116.1.9 上位機(jī)界面126.2 單片機(jī)程序設(shè)計136 霍爾測速的軟件仿真147 設(shè)計系統(tǒng)的調(diào)試結(jié)果與數(shù)據(jù)分析157.1 上位機(jī)labview界面圖與保存的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)157.2 轉(zhuǎn)速分析168 結(jié)束語18參考文獻(xiàn)19附錄一:電路圖20附錄二:labview整體程序圖21附錄三:單片機(jī)程序程序221 引言 工農(nóng)工業(yè)生產(chǎn)和工程實踐中經(jīng)常需要對轉(zhuǎn)速進(jìn)行測量和監(jiān)控,傳統(tǒng)的測量方法都是在測量和顯示在同一個地方,不方便遠(yuǎn)程控制和監(jiān)測。隨著計算機(jī)技術(shù)、大規(guī)模集成電路等技術(shù)的飛速開展

6、,儀器系統(tǒng)與計算機(jī)軟件技術(shù)緊密結(jié)合,使得傳統(tǒng)儀器的概念得以突破,出現(xiàn)了一種全新的儀器概念-虛擬儀器。虛擬儀器的核心是應(yīng)用計算機(jī)上的虛擬儀器軟件系統(tǒng)進(jìn)行仿真。圖形化軟件開發(fā)環(huán)境Labview是目前實現(xiàn)虛擬化儀器軟件設(shè)計最流行的工具之一,其廣泛地被工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究實驗室認(rèn)可并接受,被公認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件,現(xiàn)已成為測試測量和控制行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)軟件平臺1。使用Labview結(jié)合傳統(tǒng)儀器系統(tǒng)對轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測和控制,將大大提高工業(yè)控制的效率和操作的靈活性,而且Labview采用的是圖形化的界面,將大大提高儀器的實用性,所以設(shè)計一個基于Labview的轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)就非常有必要了。2 設(shè)計任務(wù)與要

7、求 基于LABVIEW的霍爾測速系統(tǒng)設(shè)計 根本要求: (1)霍爾測速范圍20-300轉(zhuǎn)/秒 (2)上位機(jī)界面顯示速度值3 總體方案設(shè)計 根據(jù)設(shè)計要求,本系統(tǒng)主要包括電機(jī)轉(zhuǎn)速控制模塊,傳感器模塊、單片機(jī)、顯示模塊、串口模塊和上位機(jī)軟件設(shè)計模塊等局部組成。首先電機(jī)轉(zhuǎn)動并調(diào)節(jié)速度,然后傳感器負(fù)責(zé)將電機(jī)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為脈沖信號;處理器采用AT89S52單片機(jī),負(fù)責(zé)將脈沖計數(shù),并計算出電機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)送到上位機(jī)和數(shù)碼管顯示出來;顯示器將單片機(jī)所傳送的轉(zhuǎn)速顯示出來;上位機(jī)軟件負(fù)責(zé)將串口傳輸來的轉(zhuǎn)速顯示到PC機(jī)上,并保存數(shù)據(jù)。系統(tǒng)框圖如圖1所示:圖1 系統(tǒng)框圖4 方案論證4.1 電機(jī)的選擇 方案一:使用直流電機(jī)。直

8、流電機(jī)用程序更好控制,電路也會相對簡單。調(diào)速性能好,調(diào)速范圍廣,易于平滑調(diào)節(jié)。起動、制動轉(zhuǎn)矩大,易于快速起動、制動2。 方案二:采用步進(jìn)電機(jī)。直流電機(jī)在上電的時候很難控制其速度,容易出現(xiàn)電機(jī)不能快速停止的情況。用步進(jìn)電機(jī)再加上程序控制根本上可克服上述困難。 由于本設(shè)計主要是對電機(jī)轉(zhuǎn)速的測量,為了方便控制轉(zhuǎn)速,而且直流電機(jī)的價格也比擬低廉,所以本設(shè)計使用直流電機(jī)。4.2 顯示模塊的選擇 方案一:采用液晶顯示,液晶顯示器(LCD)3為平面超薄的顯示設(shè)備,它由一定數(shù)量的彩色或黑白像素組成,放置于光源或者反射面前方。液晶顯示器功耗很低,適用于使用電池的電子設(shè)備。它的主要原理是以電流刺激液晶分子產(chǎn)生點線

9、、面配合背部燈管構(gòu)成畫面。液晶顯示內(nèi)容豐富,可顯示大量文字,圖形等,顯示質(zhì)量高。體積小、重量輕、功耗低,但所需要的接口線多,并且價格昂貴。 方案二:采用數(shù)碼管(LED)顯示,它能在低電壓、小電流條件下驅(qū)動發(fā)光,能與CMOS,ITL電路兼容。它發(fā)光響應(yīng)時間極短,高頻特性好,單色性好。亮度高。體積小重量輕,抗沖擊性能好。壽命長,并且本錢低,對于顯示數(shù)字最適合。 由于本設(shè)計只需要對轉(zhuǎn)速進(jìn)行顯示,只需要顯示數(shù)字,相對液晶來說數(shù)碼管的控制也比擬簡單,價格也低廉,所以選用數(shù)碼管進(jìn)行顯示。5系統(tǒng)設(shè)計原理5.1 傳感器模塊5.1.1 霍爾傳感器介紹 霍爾傳感器4是對磁敏感的傳感元件,由磁鋼、霍耳元件等組成。測

10、量系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速傳感器選用CS3144的霍爾傳感器,其響應(yīng)頻率為250KHz,額定電壓為4.5-24(V)、檢測距離為10(mm)。其在大電流磁場或磁鋼磁場的作用下,能測量高頻、工頻、直流等各種波形電流。該傳感器具有測量精度高、電壓范圍寬、功耗小、輸出功率大等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用在高速計數(shù)、測頻率、測轉(zhuǎn)速等領(lǐng)域。輸出電壓4.524V,直流電源要有足夠的濾波電容,測量極性為S極。安裝時將一非磁性圓盤固定在電動機(jī)的轉(zhuǎn)軸上,將磁鋼粘貼在圓盤邊緣,磁鋼采用永久磁鐵,其磁力較強(qiáng),霍爾元件固定在距圓盤1-10mm處。當(dāng)磁鋼與霍爾元件相對位置發(fā)生變化時,通過霍爾元件感磁面的磁場強(qiáng)度就會發(fā)生變化。圓盤轉(zhuǎn)動,磁鋼靠近霍爾

11、元件,穿過霍爾元件的磁場較強(qiáng),霍爾元件輸出低電平;當(dāng)磁場減弱時,輸出高電平,從而使得在圓盤轉(zhuǎn)動過程中,霍爾元件輸出連續(xù)脈沖信號。這種傳感器不怕灰塵、油污,在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用廣泛。CS3144的功能框圖和磁電轉(zhuǎn)換特性如圖2和如圖3所示。 圖2 功能方框圖 圖3 磁電轉(zhuǎn)換特性圖5.1.2 傳感器電路設(shè)計 電機(jī)轉(zhuǎn)盤上安裝兩個強(qiáng)磁鐵,電機(jī)轉(zhuǎn)動時,當(dāng)磁鐵靠近霍爾傳感器的時候,霍爾傳感器5產(chǎn)生脈沖,脈沖接至單片機(jī)的外部中斷0管腳。每來一次脈沖就進(jìn)行一次計數(shù)。如圖4所示為霍爾元件電路圖。圖4霍爾元件電路圖5.2 單片機(jī)模塊5.2.1 單片機(jī)介紹 本系統(tǒng)的系統(tǒng)板主要由MCS51系列單片機(jī)AT89S52組成。AT8

12、9S52是一個低功耗,高性能CMOS 8位單片機(jī),片內(nèi)含8K Bytes ISP的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器,器件采用ATMEL公司的高密度,非易失性存儲技術(shù)制造,兼容MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu),芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元,功能強(qiáng)大的微型計算機(jī)的AT89S52可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。AT89S52具有如下特點:40個引腳,8K Bytes Flash片內(nèi)程序存儲器,256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM),32個外部雙向輸入/輸出(I/O)口,5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷,2個16位可編程定時

13、計數(shù)器,2個全雙工串行通信口,看門狗電路,片內(nèi)時鐘振蕩器。此外,AT89S52設(shè)計和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設(shè)置省電模式?？臻e模式下,CPU暫停工作,而RAM定時計數(shù)器,串行口,外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作,掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù),停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位6。同時該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式,以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。AT89S52的引腳如圖5所示。圖5 AT89S52的引腳5.2.2 單片機(jī)電路設(shè)計 AT89S52是片內(nèi)有EPROM的單片機(jī)。因此,用這種芯片構(gòu)成的最小系統(tǒng)簡單、可靠。用AT89S52單片機(jī)構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)時,只要將單片機(jī)

14、接上時鐘電路和復(fù)位電路以及擴(kuò)展的簡單I/O口即可,如圖6所示。由于受集成度、片內(nèi)功能的限制,最小應(yīng)用系統(tǒng)只能用作一些小型的控制單元。其應(yīng)用特點為: 有可供用戶使用的較多的I/O口線。由于不需要擴(kuò)展外部存儲器,EA應(yīng)接高電平,P0、P1、P2、P3均作為用戶I/O口使用。內(nèi)部存儲器容量有限。 應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)具有特殊性。如AT89S52的應(yīng)用軟件須依靠半導(dǎo)體廠家用半導(dǎo)體掩膜技術(shù)置入,故AT89S52應(yīng)用系統(tǒng)一般用作大批量生產(chǎn)的應(yīng)用系統(tǒng)7。另外,P0、P2口的應(yīng)用與開發(fā)環(huán)境差異較大。 圖6 單片機(jī)最小系統(tǒng)5.3 數(shù)據(jù)顯示模塊 如圖7為數(shù)碼管的引腳接線圖,實驗板上以P0口作輸出口,接一個四位一體的八段共

15、陰數(shù)碼管。表1為驅(qū)動LED數(shù)碼管的段代碼表為低電平有效,1-代表對應(yīng)的筆段不亮,0-代表對應(yīng)的筆段亮。假設(shè)需要在最右邊(S0)顯示“5,只要將從表中查得的段代碼64H寫入P0口,然后通過I/O選中想點亮的數(shù)碼管就行。設(shè)計中采用動態(tài)顯示,所以其亮度只有一個LED數(shù)碼管靜態(tài)顯示亮度的八分之一。這里設(shè)計的系統(tǒng)先用 4位一體LED數(shù)碼管動態(tài)顯示小型直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。當(dāng)轉(zhuǎn)速高于4位所能顯示的值(9999)時就會自動向上進(jìn)位顯示8。表1 驅(qū)動LED數(shù)碼管的段代碼數(shù)字dpecgbfa十六進(jìn)制P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2 P0.1P0.0共陰共陽010110111B7481000101001

16、4EB210101101AD523100111019D624000111101E64610111011BB4470001010115EA810111111BF409100111119F60 圖7 數(shù)碼管的引腳接線圖5.4 串口通信模塊 AT89S52單片機(jī)有一個全雙工的串行通信口,以便于單片機(jī)和電腦之間進(jìn)行串口通信。為了與計算機(jī)進(jìn)行通訊,設(shè)計了RS232串行通信接口,將該接口與PC機(jī)的串口連接,可以實現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)的串行通信,進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸。進(jìn)行串行通信要滿足一定的條件,比方電腦的串口是RS232電平(-5至-15V為1,+5至+15V為0),而單片機(jī)的串口是TT

17、L電平(大于+2.4V為1,小于+0.7V為0),兩者之間必有一個電平轉(zhuǎn)換電路,圖9用232集成電路實現(xiàn)RS232電平與TTL電平的相互轉(zhuǎn)換。此串行通信功能模塊完成測量得到的轉(zhuǎn)速值發(fā)送給上位機(jī)。圖8為232的引腳圖。圖8 232的引腳圖 圖9 電平轉(zhuǎn)換電路圖5.5 電機(jī)的調(diào)速模塊 LM317 9國國家半導(dǎo)體公司的三端可調(diào)正穩(wěn)壓器集成電路。LM317 的輸出電壓范圍是1.2V至37V,負(fù)載電流最大為1.5A10非常簡單,僅需兩個外接電阻來設(shè)置輸出電壓。此外它的線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率也比標(biāo)準(zhǔn)的固定穩(wěn)壓器好。LM317 內(nèi)置有過載保護(hù)、平安區(qū)保護(hù)等多種保護(hù)電路?？烧{(diào)整輸出電壓低到1.2V。保證1.5

18、A 輸出電流。典型線性調(diào)整率0.01%。典型負(fù)載調(diào)整率0.1%。80dB 紋波抑制比。輸出短路保護(hù)、過流、過熱保護(hù)。調(diào)整管平安工作區(qū)保護(hù)。標(biāo)準(zhǔn)三端晶體管封裝。其封裝形式如圖10所示,LM317的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖11所示,LM317可調(diào)電源調(diào)速電路如圖12所示。通過調(diào)節(jié)電源電壓來調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 圖10 LM317封裝圖 圖11 LM317內(nèi)部電路圖 圖12 LM317可調(diào)電源調(diào)速電路6 霍爾測速的軟件設(shè)計6.1 上位機(jī)軟件設(shè)計6.1.1 上位機(jī)Labview整體程序框圖 上位機(jī)的程序主要包括三局部:Excel文件產(chǎn)生局部,串口接受局部,數(shù)據(jù)保存局部。程序的框圖如圖13所示。 圖13 程序框圖6.

19、1.2 VISA配置串口圖14 串口配置程序圖如圖14所示為串口配置程序圖VISA資源名稱是指定要翻開的資源。該控件也可指定會話句柄和類。波特率是傳輸速率。默認(rèn)值為9600。數(shù)據(jù)比特是輸入數(shù)據(jù)的位數(shù)。 數(shù)據(jù)比特的值介于5和8之間。默認(rèn)值為8。奇偶指定要傳輸或接收的每一幀所使用的奇偶校驗。錯誤輸入說明VI或函數(shù)運行前發(fā)生的錯誤。默認(rèn)值為無錯誤。錯誤輸出包含錯誤信息。如錯誤輸入說明在VI或函數(shù)運行前已發(fā)生錯誤,錯誤輸出將包含相同的錯誤信息。否那么,說明VI或函數(shù)中出現(xiàn)的錯誤狀態(tài)。右鍵單擊錯誤輸出的前面板顯示控件。VISA資源名稱輸出是由VISA函數(shù)返回的VISA資源名稱的副本 串口讀數(shù)據(jù)原理 圖1

20、5 VISA讀取 如圖15所示為VISA讀取圖標(biāo)11。誤輸入說明VI或函數(shù)運行前發(fā)生的錯誤。VISA資源名稱指定要翻開的資源。該控件也可指定會話句柄和類。字節(jié)總數(shù)是要讀取的字節(jié)數(shù)量。VISA資源名稱輸出是由VISA函數(shù)返回的VISA資源名稱的副本。讀取緩沖區(qū)包含從設(shè)備讀取的數(shù)據(jù)。錯誤輸出包含錯誤信息。6.1.4 串口數(shù)據(jù)傳換圖16 串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 Labview從串口讀取的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為U8字節(jié)后,得到的是所傳輸字符的ASCII碼,可以保存到Excel文檔中,如圖16串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換圖。6.1.5 串口數(shù)據(jù)接收處理程序圖 圖17串口數(shù)據(jù)接收處理程序圖 6.1.6 轉(zhuǎn)速的顯示程序 將數(shù)據(jù)的第二字節(jié)放大10

21、0倍加上第三字節(jié)數(shù)據(jù)通過波形圖進(jìn)行顯示程序圖如圖18所示。 圖18轉(zhuǎn)速顯示程序圖6.1.7 Excel文件生成程序 串口接收到得到的數(shù)據(jù)保存到Excel中,所以我以PC機(jī)系統(tǒng)時間作為Excel的文件名并創(chuàng)立和翻開Excel,程序圖如圖19所示。圖19 Excel文件生成程序圖6.1.8 串口數(shù)據(jù)保存 通過一個組合程序?qū)⒋诮邮盏降臄?shù)據(jù)存入Excel表格中,程序圖如圖20所示。圖20 串口數(shù)據(jù)保存程序圖6.1.9 上位機(jī)界面 將上位機(jī)的界面調(diào)整后如圖21所示。圖21上位機(jī)界面圖6.2 單片機(jī)程序設(shè)計 本設(shè)計軟件主要為主程序、數(shù)據(jù)處理顯示程序、定時器中斷效勞程序、串口通信程序四個局部。 (1)主程

22、序主要完成初始化功能,包括LED顯示的初始化,中斷的初始化,定時器的初始化,存放器、標(biāo)志位的初始化等。 (2)數(shù)據(jù)處理顯示模塊程序。此模塊中單片機(jī)對在4秒內(nèi)的計數(shù)值進(jìn)行處理,轉(zhuǎn)換成r/min送顯示緩存以便顯示。具體算法如下:設(shè)單片機(jī)每秒計數(shù)到n個值,即n/2 r/s圓盤貼兩個磁鋼。 (3)串口通信程序。串口通信程序主要完成轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)的傳輸。 (4)定時器1中斷效勞程序設(shè)計。定時器1完成計時功能,定時50ms,進(jìn)行定時中斷計數(shù)并每隔1s更新一次顯示數(shù)據(jù)。程序流程圖如圖22所示:圖22 單片機(jī)程序流程圖6 霍爾測速的軟件仿真 如圖23所示為霍爾測速系統(tǒng)的仿真圖。在外部中斷0口輸入一個頻率為2k的方波

23、信號,通過單片機(jī)計數(shù)。虛擬串口接受的數(shù)據(jù)為31 14 02 34 其中31和34為單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)幀的開始和結(jié)尾,中間兩個字節(jié)為轉(zhuǎn)速其中14為高位,02為低位。將14 02轉(zhuǎn)換為實際的十進(jìn)制的結(jié)果是2002。圖23 霍爾測速的仿真圖7 設(shè)計系統(tǒng)的調(diào)試結(jié)果與數(shù)據(jù)分析 將所制作好的硬件進(jìn)行調(diào)試,直流電機(jī)正常轉(zhuǎn)動,啟動單片機(jī),數(shù)碼管顯示出了轉(zhuǎn)速。然后再用USB轉(zhuǎn)串口線連接到電腦上的USB上進(jìn)行調(diào)試,觀看上位機(jī)的界面效果和Excel保存的的數(shù)據(jù)。7.1 上位機(jī)labview界面圖與保存的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù) 通過調(diào)節(jié)電位器調(diào)節(jié)直流電機(jī)的的電壓,從而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。調(diào)節(jié)電位器時上位機(jī)界面中轉(zhuǎn)盤的指針將迅速擺動。上位機(jī)的界面

24、效果如圖24所示。此時的轉(zhuǎn)速為72轉(zhuǎn)/秒,串口通信正常。在轉(zhuǎn)盤指針擺動的同時所接收的轉(zhuǎn)速數(shù)值和接收到轉(zhuǎn)速的時間和日期也會迅速的保存在Excel表格當(dāng)中。Excel表格中局部數(shù)據(jù)如表2所示。圖24 上位機(jī)界面效果圖表1 驅(qū)動LED數(shù)碼管的段代碼日期時間轉(zhuǎn)速(r/s)2021-4-2710:53:48512021-4-2710:53:491802021-4-2710:53:501432021-4-2710:53:511482021-4-2710:53:521522021-4-2710:53:531512021-4-2710:53:541512021-4-2710:53:551512021-4-27

25、10:53:561642021-4-2710:53:571702021-4-2710:53:581262021-4-2710:53:59967.2 轉(zhuǎn)速分析 如圖25所示為測得的數(shù)據(jù)經(jīng)過一次擬合得到的電壓-轉(zhuǎn)速曲線,曲線為直線,它是將所測的的數(shù)據(jù)通過MATLAB12件編程得到的曲線,經(jīng)過分析曲線的斜率為24.7所以電機(jī)的轉(zhuǎn)速于電壓的關(guān)系表達(dá)式如公式(1)所示: .1 公式中Speed表示電機(jī)的轉(zhuǎn)速,V表示電機(jī)兩端的電壓。曲線并沒有過原點,按照轉(zhuǎn)速公式輸入電壓為0時輸出轉(zhuǎn)速并不為0.經(jīng)過分析我覺得主要是因為電機(jī)的內(nèi)阻受溫度影響,而且電機(jī)的轉(zhuǎn)動并不是完全的無摩擦的,速度不同電機(jī)受到的摩擦力也不同。

26、Matlab軟件程序如下:t1.25 2 2.2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.38;y20 39 44 52 63 78 90 104 116 129 141 154 166 178 191 204 213 222 236 243;copolyfitt,y,1;a1co1;a2co2;ya1.*t+a2;plott,yhold onti0:0.5:12;title電機(jī)轉(zhuǎn)速-電壓擬合曲線圖25 電機(jī)轉(zhuǎn)速與電壓的關(guān)系曲線8 結(jié)束語 經(jīng)過幾個月的學(xué)習(xí)和工作,我終于完成了論文。從開始接到論文題目到系統(tǒng)的實現(xiàn),再到論文文章的完成

27、,每走一步對我來說都是新的嘗試與挑戰(zhàn),這也是我大學(xué)期間獨立完成的最大工程。通過這次制作畢業(yè)設(shè)計我感受到自己學(xué)習(xí)的過程和研究的過程是最可貴的。只有不斷的學(xué)習(xí)才能使自己的研究能力提高。 在這段時間里,我學(xué)到了很多知識。在我對Labview軟件一點都不了解的狀態(tài)下,我開始了獨立的學(xué)習(xí)和試驗。在圖書館查看相關(guān)書籍和觀看網(wǎng)上視頻后讓自己對Labview編程有根底的理論知識。開始的時候根據(jù)手中的資料編寫簡單的程序來熟悉Labview編程界面和編程思想。在對Labview編程有一定的理論根底和實踐根底后才開始思考自己的設(shè)計作品應(yīng)該怎么才能實現(xiàn)。我將上位機(jī)設(shè)計分為串口接收和數(shù)據(jù)保存為兩個模塊。于是我到網(wǎng)上搜索

28、Labview關(guān)于串口編程的和數(shù)據(jù)保存至Excel的實例,但是所找到的實例很少并且根本上都有問題,這樣我只能通過Labview書上的知識來自己編寫程序并調(diào)試。我首先編寫的是串口自收自發(fā)程序,在這個小程序完成后逐步添加和修改程序使得串口接收的局部功能完成。接著通過我不斷的學(xué)習(xí)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)保存的功能。在將上位機(jī)完全調(diào)試好后我開始設(shè)計硬件局部,根據(jù)以前的設(shè)計經(jīng)驗和查看了一些書籍后我對硬件設(shè)計有了初步的設(shè)計方案。我將初步的設(shè)計方案進(jìn)行仿真測試它的可行性,并請指導(dǎo)老師查看方案是否可行。經(jīng)過劉剛老師的指導(dǎo)我不斷改善設(shè)計方案并定了最終方案。在定下方案后就開始制作硬件,在制作完成后在便對硬件和上位機(jī)整體進(jìn)行調(diào)試

29、。在不斷的調(diào)試后終于到達(dá)了設(shè)計要求。將實物制作好后我便開始撰寫論文。在完成初稿后的事情便是不斷的對它修改,在論文修改階段時,與老師的交流也多了,自己寫初稿時很多不確定的想法也能向老師咨詢了。根據(jù)老師給的意見,我充分考慮并根據(jù)自身的情況盡量修改。一篇優(yōu)秀的論文不是寫出來的,而是修改出來的,這需要的是耐心,還要用心。最后經(jīng)過屢次修改,論文質(zhì)量也逐步得到提高,并最終完成。 雖然我的設(shè)計作品還有很多缺乏之處。但是這次設(shè)計工程的經(jīng)歷也會使我終身受益,。這次的經(jīng)歷能讓我知道要耐心,用心去做每一件事情這樣才能使自己成功。設(shè)計作品和論文能夠順利的完成,需要感謝指導(dǎo)老師和許多同學(xué)對我的幫助,在這里請你們接受我誠

30、摯的謝意!參考文獻(xiàn)1劉君華.基于LabVIEW的虛擬儀器設(shè)計M.北京:電子工業(yè)出版社,20032陳伯時.電力拖動自動控制系統(tǒng)M.機(jī)械工業(yè)出版社,2003年94 郁有文.傳感器原理及工程應(yīng)用M.西安電子科技大學(xué)出版2021.116-123 5趙樹磊.基于霍爾傳感器的電機(jī)測速裝置J.江蘇電器,2021:10,53-566陳明熒.8051 單片機(jī)課程設(shè)計實訓(xùn)教程M.清華大學(xué)出版社.7梅麗風(fēng),王艷秋,汪雨澤.單片機(jī)原理及接口技術(shù)M.清華大學(xué)出版社,2004年8林敏,于忠得.74LS164在單片機(jī)LED顯示電路中的應(yīng)用J.大連工業(yè)學(xué)院學(xué)報,2021(2):95-9611劉君華.虛擬儀器圖形化編程語言La

31、bVIEW教程M.西安電子科技大學(xué)出版社,2003 12 劉明.精通MATLAB 7.電子工業(yè)出版社M.200614Gaey Wendt E,Klaus K W.A new type of hydraulic actuator usingElectrorheological fluidsJ.InternationalJ Moder Physics B,199914:2 17615Gary W.Johnson,Richard Jennings. Graphical Programming,2021.附錄一:電路圖附錄二:labview整體程序圖 附錄三:單片機(jī)程序程序 #include unsi

32、gned int send40x31,0x32,0x33,0x34; /待發(fā)送的測量數(shù)據(jù) unsigned char code temp0x3f,0x06,0x5b,0x4f,/數(shù)碼管代碼 0x66,0x6d,0x7d ,0x07, 0x7f,0x6f; int a,second,number,speed; int ge,shi,bai,qian; void uart_init SM00; SM11;/設(shè)置為模式1 TI0;/復(fù)位串口中斷標(biāo)志位 TH10xFD; /設(shè)置波特率 TL10XFD; TMOD0x21; /設(shè)置定時器為工作模式2 EA1;/開總中斷 ET10;/關(guān)定時器T1中斷 TR

33、11;/啟動定時器 /*/ void time0_init TMOD0x21;/設(shè)置定時器0工作模式 TH065536-46080/256; TL065536-46080%256; ET01;/開T0中斷 IT01;/ 設(shè)置負(fù)邊沿觸發(fā) EX01; / 開外部中斷 TR01;/啟動定時器T0 number0; /延時程序 void delayint x int i,j; forj0;jx;j+ fori0;i10;i+; /*/ /Uart發(fā)送程序查詢方式發(fā)送數(shù)據(jù) void uart_send fora0;a4;a+ TI0; SBUFsenda; while!TI; TI0; delay10

34、; /*/ /顯示程序 void display qianspeed/1000; baispeed%1000/100; shispeed%100/10; gespeed%10; P20xef; P1tempqian; delay10; P20xdf; P1tempbai; delay10; P20xbf; P1tempshi; delay10; P20x7f; P1tempge; delay10; /*/ void main uart_init; time0_init; speed0; while1 send1speed/100;/更新轉(zhuǎn)速 send2speed%100; display; v

35、oid inter0 interrupt 0 number+; /中斷計數(shù) void timer0 interrupt 1 TH065536-46080/256; TL065536-46080%256; second+; ifsecond20 TR00; uart_send; second0; speednumber/2; number0; TR01; *這兩個函數(shù)都是霍爾測速的但是后面這個函數(shù)是將定時器T2作為波特率發(fā)生器,定時器T1作為計數(shù)器,定時器T0作為定時器使用* #include unsigned int send40x31,0x32,0x33,0x34; /待發(fā)送的測量數(shù)據(jù) unsigned char code