单片机电机测速实验教程与代码

霍尔传感器是一种基于霍尔效应的磁性传感器，能够感应磁场的变化，并将磁场的变化转换为电信号输出。当磁钢经过霍尔传感器时，会产生一个脉冲信号，单片机通过计数这些脉冲信号的频率，结合电机的特定参数，可以计算出电机的实际转速。 红外反射对管是一种利用红外线检测物体存在的传感器，通常由红外发射管和接收管组成，当黑白码盘转动时，由于黑白区域对红外线的反射率不同，接收管接收到的红外信号强度会变化，通过这种变化可以检测到码盘的位置变化，单片机通过对这些位置变化的计数，同样可以计算出电机的转速。 实验中，我们通常需要编写单片机程序来实现电机转速的测量。实验的基本流程如下： 1. 初始化单片机的相关端口，设置为输入或输出模式，用于与霍尔传感器或红外反射对管相连接。 2. 编写中断服务程序或定时器程序，以便在有脉冲信号到来时进行计数或时间测量。 3. 当霍尔传感器检测到磁钢通过时，产生一个上升沿或下降沿信号，单片机通过外部中断或计数器捕获这些信号，并进行计数。 4. 若使用红外反射对管和黑白码盘，需要编写程序来处理从红外接收管获得的模拟信号，将模拟信号转换为数字信号，并进行计数。 5. 计算转速。由于电机转速与脉冲频率成正比，且知道码盘的结构（如黑白格子的数量）和电机的齿数，单片机可以通过计算每秒脉冲的数量和码盘的特性来计算电机的转速。 在编写程序时，还需要考虑到去抖动处理，因为在实际应用中，由于各种因素（如电机的振动、传感器的噪声等）会产生信号的波动，需要在程序中加入滤波算法，如软件滤波或数字滤波器等，以确保测量结果的准确性。 通过这次实验，不仅可以加深对霍尔效应和红外传感器工作原理的理解，还能提高单片机编程和电机控制的实际操作能力。对于学习者而言，这是一个将理论与实践相结合的好机会。" 知识点整理： 1. 单片机：一种集成电路芯片，含有微处理器、内存和输入/输出接口等，用于执行用户编写的程序，控制外部设备。 2. 霍尔传感器：利用霍尔效应工作的传感器，可以检测磁场强度的变化，并将其转换为电信号输出。 3. 磁钢：一种铁磁性材料，通常用于产生稳定的磁场，与霍尔传感器配合使用实现位置或速度检测。 4. 红外反射对管：由发射红外光的LED和接收红外光的光电传感器组成的传感器，用于检测物体的存在或运动。 5. 黑白码盘：通常安装在电机轴上，由交替的黑色和白色区域组成的转盘，通过反射光的强弱变化来检测转速。 6. 中断服务程序：中断发生时由单片机调用的程序，用于处理中断请求。 7. 定时器程序：单片机中的定时器，用于计算时间间隔或计数事件发生的次数。 8. 脉冲信号：在一定周期内快速变化的电信号，通常用于表示事件的触发或次数的统计。 9. 计数器：在单片机中用于计数的硬件模块，可对脉冲信号进行计数，从而用于速度或频率的计算。 10. 转速计算：通过测量一定时间内的脉冲数量和已知的码盘特性，单片机可计算出电机的转速。 11. 去抖动处理：为了提高测量的准确性，需要在软件中对传感器信号进行滤波处理，减少信号波动的影响。