程序设计目标及程序运行效果说明
程序设计目标:通过本案例理解如何操作霍尔开关器件,如何获取霍尔开关器件得到的值;还需要通过这个案例,理解霍尔开关器件如何实现开和关。
程序运行效果说明:当磁铁向霍尔开关器件靠近时,发光二极管L0灭。当磁铁向霍尔开关器件远离时,发光二极管L0亮
程序相关电路及工作原理说明
1.霍尔开关器件
霍尔器件是一种磁传感器,用它们可以检测磁场及其变化,可在各种与磁场有关的场合中使用。霍尔器件以霍尔效应为其工作基础。按照霍尔器件的功能可将它们分为: 霍尔线性器件和霍尔开关器件。前者输出模拟量,后者输出数字量。当磁感应强度达到一定的程度时,霍尔开关内部的触发器就会翻转,输出信号也随之翻转。本实验是对霍尔开关器件进行试验,使用一块磁铁控制LED的亮灭来模拟开关。
HALL引脚:P1.2
原理:当感应到磁场时,HALL引脚会产生一个高电平
按照霍尔开关的感应方式可将它们分为:单极性霍尔开关、双极性霍尔开关、全极性霍尔开关。
单极性霍尔开关的感应方式:磁场的一个磁极靠近它,输出低电位电压(低电平)或关的信号,磁场磁极离开它输出高电位电压(高电平)或开的信号,但要注意的是,单极性霍尔开关它会指定某磁极感应才有效,一般是正面感应磁场S极,反面感应N极。
双极性霍尔开关的感应方式:因为磁场有两个磁极N、S(正磁或负磁),所以两个磁极分别控制双极性霍尔开关的开和关(高低电平),它一般具有锁定的作用,也就是说当磁极离开后,霍尔输出信号不发生改变,直到另一个磁极感应。另外,双极性霍尔开关的初始状态是随机输出,有可能是高电平,也有可能是低电平。
全极性霍尔开关的感应方式:全极性霍尔开关的感应方式与单极性霍尔开关的感应方式相似,区别在于,单极性霍尔开关会指定磁极,而全极性霍尔开关不会指定磁极,任何磁极靠近输出低电平信号,离开输出高电平信号。
2.霍尔开关器件电路工作原理
霍尔开关器件A3144原理:
3144本身是单极开关型的霍尔传感器,只感应南极磁场,只要有“南极”(S极)磁钢有靠近-远离的动作,即可产生脉冲信号。其本身的输出波形就是方波信号(无磁场或北极磁场为高,南极磁场为低)。磁场的一个磁极靠近它,输出低电位电压(低电平)或关的信号,磁场磁极离开它输出高电位电压(高电平)或开的信号。
用途
霍尔开关元件在目前用于很多地方,广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。
(1)位移测量
两块永久磁铁同极性相对放置,将线性型霍尔传感器置于中间,其磁感应强度为零,这个点可作为位移的零点,当霍尔传感器在Z轴上作△Z位移时,传感器有一个电压输出,电压大小与位移大小成正比。
(2)力测量
如果把拉力、压力等参数变成位移,便可测出拉力及压力的大小,按这一原理可制成的力传感器。
(3)角速度测量
在非磁性材料的圆盘边上粘一块磁钢,霍尔传感器放在靠近圆盘边缘处,圆盘旋转一周,霍尔传感器就输出一个脉冲,从而可测出转数(计数器),若接入频率计,便可测出转速。
(4)线速度测量
如果把开关型霍尔传感器按预定位置有规律地布置在轨道上,当装在运动车辆上的永磁体经过它时,可以从测量电路上测得脉冲信号。根据脉冲信号的分布可以测出车辆的运动速度。自行车的测速就是用了霍尔传感器。
代码如下
#include <STC15F2K60S2.H>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
sbit sbtLedSel=P2^3;
sbit sbtHall=P1^2;
uchar ucLed;
void Init()
{
P2M1=0x00;
P2M0=0xff;
P0M1=0x00;
P0M0=0xff;
P1M1=0x00;
P1M0=0xff;
sbtLedSel=1;
}
void main()
{
Init();
while( 1 )
{
ucLed=sbtHall;
P0=ucLed;
}
}