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    摘要本文介绍了一种基于 MSP430 单片机和霍尔效应的风速计的设计。风速测量采用霍尔开关元件将速度信号转化为电脉冲，从而通过测量脉冲周期获得风速。在实现风速测量的基础上，给系统增加温度传感器和湿度传感器实现温度的测量和湿度的估算，并通过TFT显示屏实现测量数据的实时显示。运用 IAR FOR MSP430软件进行单片机的C 语言编程。通过实际测试验证了本设计的可行性。该气象仪具有小型、低功耗、成本低、实时性好的特点，适用于小范围地区的气象信息的获得，具有一定的实用价值。 30273 
    毕业论文关键词  单片机  霍尔开关  C 语言  气象仪    
    Title  A realization of speed measurement based on SCM MSP430 and Hall-effect 
    Abstract This paper introduces  a design of anemograph based on SCM MSP430 and Hall effect. The  anemograph  uses  Hall-effect switch to convert the speed signal to pulse signal, through which we can get the wind speed by measure the pulse period. On the base of the realizing of anemograph, the temperature sensor and humidity sensor are added to the system to get the temperature and humidity. The data gotten by the system is displayed on TFT screen. The programming of system is done under the environment of IAR FOR MSP430 by C language. And the feasibility of the system is tested through  actual measurement.  The weather instrument has the characteristics of miniaturization, low-power consumption, low-cost, and real-time. It is suitable for small regional climate monitoring.  
    Keywords    SCM  Hall-effect switch  C language  Weather instrument   
    目   次  
    1  引言… 1
    1.1  课题背景 1
    1.2  本课题的目的和实际意义 1
    1.3  设计要求和实现方法 1
    1.4  小结 2
    2 霍尔效应和霍尔传感器 3
    2.1  霍尔效应… 3
    2.2  霍尔传感器的分类和特性 5
    2.3  霍尔传感器和磁场… 8
    2.4  小结…12
    3 系统整体设计方案和论证…13
    3.1  测速模块设计方案…13
    3.2  温度模块设计方案…15
    3.3  空气湿度模块设计方案…16
    3.4  系统总体设计方案…17
    3.5  小结…17
    4 系统硬件设计19
    4.1  系统电源设计…19
    4.2  单片机电路设计19
    4.3  风速测量模块设计…20
    4.4  温度模块设计…22
    4.5  湿度模块设计…22
    4.6  显示模块设计…23
    4.7  系统总体电路…25
    4.8  小结…25
    5 系统软件设计26
    5.1  软件开发环境…26
    5.2  软件流程…28
    5.3  风速测量程序设计…29
    5.4  温度测量程序设计…32
    5.5  湿度测量程序设计…36
    5.6  软件下载…38
    5.7  小结…39
    6 系统调试40
    6.1  硬件调试…40
    6.2  软件调试…41
    6.3  小结…45
    结论46
    致谢47
    参考文献48
    附录A  系统实物图…49
    附录B  风杯组装图…50
    附录C  系统总电路图51
    1  引言 本章主要介绍了测速的必要性和一般的测速方法，并简要分析各种测速方法的利弊。然后说明了本课题的主要目的和实际意义，并给出系统的实现方法和设计要求。 1.1  课题背景 绕轴旋转是物体运动的一种基本方式，描述其运动方式的最基本方法就是测定其旋转速度。在控制系统中，测定转速很有必要。如电机转速的控制，通过测定电机的转速，控制输入功率的大小保证电机平稳工作，避免受到外界环境影响。 作为工程中一个应用广泛的参数，测量转速的方法比较多。通常有模拟测量法和数字测量法。模拟测量法通过传动装置将能量传动到测速发电机上，通过测定发电机输出电压的大小获得转速[1]。由于测量值是模拟量，因而这种方法抗干扰能力不强，灵活性也较差。数字测量法是伴随着数字电路发展而产生的新的测量方法。通过光电传感器或者霍尔传感器，将外界物理信号转化为电脉冲信号，经处理后得到转速数据。随着测量精度的要求不断提高，传统模拟测量法已经不能满足测量要求。另一方面，由于大规模集成电路的发展，数字测量系统也得到了长足发展。单片机系统对于脉冲信号的优秀处理能力，使得全数字转速测量系统的实现成为了可能。同时对测量系统的小型化、实时性、低功耗的要求不断提高，因而越来越多的转速测量系统开始采用低功耗高性能处理芯片。 在这种背景下，本文设计了一种基于TI公司 MSP430 单片机和霍尔效应传感器的测速系统。并在此基础上，增加了测量环境温度和湿度的功能，完成了一个小型便携式气象仪的设计。 1.2  本课题的目的和实际意义 本课题的目标是利用 MSP430F149 单片机完成测速系统的设计。本设计中使用霍尔效应传感器作为测速核心元件。通过处理霍尔传感器的输出脉冲得到转速。在实现了基本测速功能后，增加了测量环境温度和湿度的功能，从而实现一个小型、低功耗气象仪。 在实际中，一些地区只能通过天气预报获得气象信息。考虑到天气预报的范围较大，加上天气预报本身是一个统计值，涉及到具体地区时不够准确。若是建立气象台，不仅成本较高，性价比也很低[2]。本设计所完成小型低功耗气象仪的设计，即可完成小区域气象信息的采集。具有一定的实际意义。
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