基于avr單片機的車輪測速裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于自動測量【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種基于AVR單片機的車輪測速裝置。本實用新型包括電源模塊、AVR單片機、開關(guān)型霍爾傳感器、超量程報警模塊、上位機通信模塊。AVR單片機作為整個測量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理和控制核心；開關(guān)型霍爾傳感器的輸出為單個脈沖，直接接至AVR單片機，利用AVR單片機的輸入捕捉功能計算兩個相鄰脈沖之間的時間差，并結(jié)合車輪的直徑，經(jīng)過簡單的運算便可計算出輪子的角速度和線速度；計算結(jié)果可上傳至LABVIEW上位機終端顯示，同時上位機也可向AVR單片機發(fā)控制指令，如參數(shù)設(shè)置，開關(guān)控制；當所測結(jié)果超閾值時則驅(qū)動聲光報警。本實用新型可方便測量車輪速度，適合各種直徑的車輪；有報警功能，便攜，經(jīng)濟實用。
【專利說明】基于AVR單片機的車輪測速裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于自動測量【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種基于AVR單片機的車輪測速裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在日常生活和一些生產(chǎn)工藝流程中，通常需要獲得諸如車輪等旋轉(zhuǎn)體的角速度或者線速度，而開關(guān)型霍爾傳感器的特點很適合于這些物理量的測量。因此，為了方便、經(jīng)濟地測量車輪的角速度或者線速度，本實用新型以AVR單片機為控制核心，結(jié)合霍爾傳感器設(shè)計了一種簡單、快捷的車輪測速裝置。這套裝置配以簡潔友好的人機交互界面，能夠非常方便地測量出車輪的速度。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的是提供一種基于AVR單片機的車輪測速裝置。
[0004]本實用新型通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):硬件部分，各部分的連接關(guān)系為:電源模塊向AVR單片機、開關(guān)型霍爾傳感器和超量程報警模塊提供工作電源；開關(guān)型霍爾傳感器的輸出直接接至AVR單片機的輸入單元;AVR單片機通過特定的I/O接口與超量程報警模塊相連接；AVR單片機的串口和上位機相連接。
[0005]所述AVR單片機為ATmegal28最小系統(tǒng)，包括電源電路、復位電路、ISP下載接口電路以及I/o單元。AVR單片機處理開關(guān)型霍爾傳傳感器的輸出脈沖，當開關(guān)型霍爾傳感器產(chǎn)生輸出脈沖時，AVR單片機的輸入捕捉模塊便能及時的捕捉到該輸入；通過測量兩個相鄰的脈沖之間的時間間隔，以及與開關(guān)型霍爾傳感器配套使用的磁極個數(shù)，便能計算出車輪的角速度，結(jié)合車輪的直徑，可進一步得出車輪的線速度。
[0006]所述電源模塊的輸出電壓為5V/DC,由一個簡單的DC/DC模塊提供。
[0007]所述開關(guān)型霍爾傳感器的型號為AH04E，其工作電壓范圍為3.8V?30V/DC，本實用新型采用5V直流供電。
[0008]所述超量程報警模塊為一個簡單的蜂鳴器和一個報警指示燈，蜂鳴器的頻率為50Hz，工作電壓為5V ;報警指示燈為LED燈，工作電壓為5V。
[0009]軟件部分，編制單片機程序，對AVR單片機捕捉到的信號進行處理，計算車輪的角速度和線速度，并和設(shè)定閾值比較，以決定是否給出報警控制信號。
[0010]設(shè)計LABVEW上位機界面，以方便使用者進行參數(shù)設(shè)置和參數(shù)讀取，參數(shù)設(shè)置包括車輪直徑設(shè)定和報警閾值設(shè)定，參數(shù)讀取包括車輪角速度和車輪線速度以及開關(guān)型霍爾傳感器的輸出脈沖波形的讀取。上位機顯示的內(nèi)容包括開關(guān)型霍爾傳感器的輸出脈沖波形、車輪直徑、車輪線速度、車輪角速度、報警閾值，以及與開關(guān)型霍爾傳感器配套使用的磁極的個數(shù)。上位機在運行時還可以將顯示的數(shù)據(jù)和波形圖實時保存起來，以便于進一步分析。
[0011]本實用新型的有益效果為:可以快捷地測量車輪的角速度和線速度，適合各種直徑的車輪，安裝和拆卸方便，經(jīng)濟效益良好。【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是所述測速裝置系統(tǒng)功能框圖。
[0013]圖2為所述開關(guān)型霍爾傳感器安裝示意圖。
[0014]圖3是所述測速裝置軟件程序流程圖。
【具體實施方式】
[0015]本實用新型提供了一種基于AVR單片機的車輪測速裝置。
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步說明。
[0017]圖1為測速裝置系統(tǒng)功能框圖。電源模塊向AVR單片機、開關(guān)型霍爾傳感器和超量程報警模塊提供工作電源；開關(guān)型霍爾傳感器的輸出直接接至AVR單片機的輸入單元；AVR單片機通過特定的I/O接口和超量程報警模塊相連接；AVR單片機的串口和上位機相連接。本實用新型中所采用的AVR單片機為ATmegal28最小系統(tǒng)，包括電源電路、復位電路、ISP下載接口電路以及I/O單元。
[0018]圖2為開關(guān)型霍爾傳感器安裝示意圖。開關(guān)型霍爾傳感器為單極性的，相對于車輪旋轉(zhuǎn)，而磁極則安裝在旋轉(zhuǎn)的車輪上，相對于車輪靜止。當車輪旋轉(zhuǎn)時，隨車輪一起旋轉(zhuǎn)的磁極不斷和霍爾傳感器相正對，使得霍爾傳感器輸出一系列的脈沖。AVR單片機處理開關(guān)型霍爾傳感器的輸出脈沖，當開關(guān)型霍爾傳感器產(chǎn)生輸出脈沖時，AVR單片機的輸入捕捉管腳便能及時地捕捉到該輸入；通過測量兩個相鄰的脈沖之間的時間間隔，以及與開關(guān)型霍爾傳感器配套使用的磁極個數(shù)，便能計算出車輪的角速度，結(jié)合車輪的直徑，可進一步得出車輪的線速度。
[0019]圖3為測速裝置軟件程序流程圖。首先初始化AVR單片機的狀態(tài)，然后AVR單片機持續(xù)不斷地檢測開關(guān)型霍爾傳感器的輸出并計算車輪的速度；同時AVR單片機輪詢上位機發(fā)來的指令，根據(jù)不同的指令進行不同的操作，如設(shè)置量程、上傳測量結(jié)果和脈沖波形；當所測結(jié)果超出量程時，AVR單片機給出控制信號，驅(qū)動聲光報警。
【權(quán)利要求】
1.一種基于AVR單片機的車輪測速裝置，其特征在于:包括電源模塊、AVR單片機、開關(guān)型霍爾傳感器、超量程報警模塊、上位機通信模塊；各部分的連接關(guān)系為:電源模塊向AVR單片機、開關(guān)型霍爾傳感器和超量程報警模塊提供工作電源；開關(guān)型霍爾傳感器的輸出直接接至AVR單片機的輸入單元;AVR單片機通過特定的I/O接口和超量程報警模塊相連接；AVR單片機的串口和上位機相連接；各個模塊協(xié)同工作，共同完成車輪測速工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于AVR單片機的車輪測速裝置，其特征在于:所述電源模塊的輸出電壓為5V/DC。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于AVR單片機的車輪測速裝置，其特征在于:所述開關(guān)型霍爾傳感器的型號為AH04E。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于AVR單片機的車輪測速裝置，其特征在于:所述AVR單片機的型號為ATmegal28。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于AVR單片機的車輪測速裝置，其特征在于:所述超量程報警模塊為蜂鳴器和報警燈。
【文檔編號】G01P3/44GK203405472SQ201320384628
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月1日
【發(fā)明者】李衛(wèi)國, 曹文彬, 高興軍, 皇甫羽飛, 陳艷, 劉驍 申請人:華北電力大學