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霍尔开关在时钟电路中的应用(下篇)

返回列表 来源:华芯霍尔元件 浏览:0 发布日期:2020-06-28 08:26:14【

二、霍尔传感时钟的电路分析

电路分析:
当晶体振荡器产生频率为fc的稳定信号,经过放大、整形后换成理想的矩形脉冲信号。若经过分频器所得标准信号的频率fo与要求的时间t相对应(t=1/fo),则可以直接驱动控制电路,产生相应的计数、显示、清零和“门”电路的开关控制信号,实现对霍尔集成电路输出的fx的测量和显示。(核心思想)


即:当小、中、大齿轮上的它(转速传感器)记录数据记录时,通过放大电路进入“门”电路,而这时,晶体振荡器产生的频率也经放大、整形后送入“门”电路,这时振荡器产生的频率将传感器输送来的数据处理送入后续电路,即在显示器上显示时钟数据。

三、该时钟电路在不同实践中的扩展和延伸
该设计的优势是不但可以作为时钟,而且只要稍加改进就可以作为定时器;测量距离;测转速;作开关,可谓是功能强大。下面将举一个对该设计稍加该进后测量布匹长度的例子:

测量传感器一侧采用两支霍尔元件,按照一定间隔固定在柱形槽内,霍尔元件引脚(+5V、GND、A/B)通过软线引至输出插座;另一侧齿轮与转轴通过轴承固定在圆柱形外壳的轴线上。齿轮圆周上均匀嵌上4个圆形磁钢。当电动机启动,转动轴带着齿轮顺时针或逆时针旋转时,A、B两个信号端便会产生具有一定相位差(约90o)的脉冲信号,借助于A、B两相脉冲的超前与滞后关系,可以识别出传感器正转和反转,对A相或B相脉冲计数,就能计算出传感器的旋转圈数,最终折算出布匹的长度。假设滚动轮的外径为D(cm),传感器每周每相各输出4个脉冲(最大测量误差在MCS-51系列单片机片内有2/3个16位定时器/计数器(T0、T1、T2),可用来对外部事件的计数。

但每个16位计数器均为加法计数器,无法实现可逆计数。若能将计数器T0作为顺时针方向的计数器,而计数器T1作为逆时针方向的计数器,从而使实际计数值为两个计数器计数值之差,这就要求传感器作顺时针方向旋转时仅计数器T0计数,作逆时针方向旋转时仅计数器T1计数,才能确保可逆计数的实现。我们注意到计数器T0和计数器T1均可以通过片内门控信号(Gate位)置“0”或置“1”来决定是否由外部控制信号(/INT0,/INT1)允许或禁止计数。Gate=0,计数器不受外部控制信号控制。Gate=1,则外部控制信号为高电平时,对应计数器允许计数;外部控制信号为低电平时,对应计数器禁止计数。

因为T0、T1是在脉冲信号的下降沿触发内部计数器计数,从两相脉冲时序图3可以看出,当传感器顺时针旋转时,A相脉冲的下降沿落在B相脉冲的高电平区,而传感器逆时针旋转时,B相脉冲的下降沿落在A相脉冲的高电平区。如果将A相脉冲信号连接至单片机的T0(P3.4)端,B相脉冲信号连接至/INT0(P3.2)端;与此同时,将B相脉冲信号连接至单片机的T1(P3.5)端,A相脉冲信号连接至/INT1(P3.3)端。如果传感器作顺时针旋转,在对应每一个A相脉冲下降沿都有/INT0=1(高电平),计数器T0允许计数,则计数器T0对A相脉冲下降沿逐一计数。

此时对应每一个B相脉冲的下降沿均因落在A相脉冲的低电平区,即/INT1=0,计数器T1被禁止,计数器T1不会被B相脉冲的下降沿触发计数。同样,如果传感器作逆时针旋转,在对应每一个B相脉冲下降沿都有/INT1=1(高电平),计数器T1允许计数,则计数器T1对B相脉冲下降沿逐一计数。此时对应每一个A相脉冲的下降沿均因落在B相脉冲的低电平区,即/INT0=0,计数器T0被禁止,计数器T0不会被A相脉冲的下降沿触发计数。

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