阅读说明：本技术 一种新型车轮测速装置 (Novel vehicle wheel speed measuring device ) 是由 魏亚然 苏莘 谭渝 于 2020-05-15 设计创作，主要内容包括：本发明属于自动测量技术领域,特别涉及一种基于AVR单片机的车轮测速装置。本发明包括电源模块、AVR单片机、开关型霍尔传感器、超量程报警模块、上位机通信模块。AVR单片机作为整个测量系统的数据处理和控制核心,开关型霍尔传感器的输出为单个脉冲,直接接至AVR单片机,利用AVR单片机的输入捕捉功能计算两个相邻脉冲之间的时间差,并结合车轮的直径,经过简单的运算便可计算出轮子的角速度和线速度,计算结果可上传至LABVIEW上位机终端显示,同时上位机也可向AVR单片机发控制指令,当所测结果超阈值时则驱动声光报警,本发明可方便测量车轮速度,适合各种直径的车轮。(The invention belongs to the technical field of automatic measurement, and particularly relates to a wheel speed measuring device based on an AVR single chip microcomputer. The invention comprises a power supply module, an AVR singlechip, a switch type Hall sensor, an over-range alarm module and an upper computer communication module. The AVR singlechip is used as a data processing and control core of the whole measuring system, the output of the switch type Hall sensor is a single pulse and is directly connected to the AVR singlechip, the time difference between two adjacent pulses is calculated by utilizing the input capture function of the AVR singlechip, the diameter of the wheel is combined, the angular speed and the linear speed of the wheel can be calculated through simple operation, the calculation result can be uploaded to a LABVIEW upper computer terminal for display, meanwhile, the upper computer can also send a control instruction to the AVR singlechip, and when the measured result exceeds a threshold value, an acousto-optic alarm is driven.)

一种新型车轮测速装置

技术领域

本发明属于自动测量技术领域，特别涉及一种基于AVR单片机的车轮测速装置。

背景技术

在日常生活和一些生产工艺流程中，通常需要获得诸如车轮等旋转体的角速度或者线速度，而开关型霍尔传感器的特点很适合于这些物理量的测量。因此，为了方便、经济地测量车轮的角速度或者线速度，本发明以AVR单片机为控制核心，结合霍尔传感器设计了一种简单、快捷的车轮测速装置。这套装置配以简洁友好的人机交互界面，能够非常方便地测量出车轮的速度。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于AVR单片机的车轮测速装置，通过以下技术方案来实现：

硬件部分，各部分的连接关系为：电源模块向AVR单片机、开关型霍尔传感器和超量程报警模块提供工作电源；开关型霍尔传感器的输出直接接至AVR单片机的输入单元；AVR单片机通过特定的I/O接口与超量程报警模块相连接；AVR单片机的串口和上位机相连接。

所述AVR单片机为ATmegal28最小系统，包括电源电路、复位电路、ISP下载接口电路以及I/O单元。AVR单片机处理开关型霍尔传传感器的输出脉冲，当开关型霍尔传感器产生输出脉冲时，AVR单片机的输入捕捉模块便能及时的捕捉到该输入；通过测量两个相邻的脉冲之间的时间间隔，以及与开关型霍尔传感器配套使用的磁极个数，便能计算出车轮的角速度，结合车轮的直径，可进一步得出车轮的线速度。

所述电源模块的输出电压为5V/DC，由一个简单的DC/DC模块提供。

所述开关型霍尔传感器的型号为AH04E，其工作电压范围为3.8V～30V/DC，本发明采用5V直流供电。

所述超量程报警模块为一个简单的蜂鸣器和一个报警指示灯，蜂鸣器的频率为50Hz，工作电压为5V；报警指示灯为LED灯，工作电压为5V。

软件部分，编制单片机程序，对AVR单片机捕捉到的信号进行处理，计算车轮的角速度和线速度，并和设定阈值比较，以决定是否给出报警控制信号。

设计LABVEW上位机界面，以方便使用者进行参数设置和参数读取，参数设置包括车轮直径设定和报警阈值设定，参数读取包括车轮角速度和车轮线速度以及开关型霍尔传感器的输出脉冲波形的读取。上位机显示的内容包括开关型霍尔传感器的输出脉冲波形、车轮直径、车轮线速度、车轮角速度、报警阈值，以及与开关型霍尔传感器配套使用的磁极的个数。上位机在运行时还可以将显示的数据和波形图实时保存起来，以便于进一步分析。

本发明的有益效果为：可以快捷地测量车轮的角速度和线速度，适合各种直径的车轮，安装和拆卸方便，经济效益良好。

附图说明

图1是所述测速装置系统功能框图。

图2为所述开关型霍尔传感器安装示意图。

图3是所述测速装置软件程序流程图。

具体实施方式

本发明提供了一种基于AVR单片机的车轮测速装置。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

图1为测速装置系统功能框图。电源模块向AVR单片机、开关型霍尔传感器和超量程报警模块提供工作电源；开关型霍尔传感器的输出直接接至AVR单片机的输入单元；AVR单片机通过特定的I/O接口和超量程报警模块相连接；AVR单片机的串口和上位机相连接。本发明中所采用的AVR单片机为ATmegal28最小系统，包括电源电路、复位电路、ISP下载接口电路以及I/O单元。

图2为开关型霍尔传感器安装示意图。开关型霍尔传感器为单极性的，相对于车轮旋转，而磁极则安装在旋转的车轮上，相对于车轮静止。当车轮旋转时，随车轮一起旋转的磁极不断和霍尔传感器相正对，使得霍尔传感器输出一系列的脉冲。AVR单片机处理开关型霍尔传感器的输出脉冲，当开关型霍尔传感器产生输出脉冲时，AVR单片机的输入捕捉管脚便能及时地捕捉到该输入；通过测量两个相邻的脉冲之间的时间间隔，以及与开关型霍尔传感器配套使用的磁极个数，便能计算出车轮的角速度，结合车轮的直径，可进一步得出车轮的线速度。

图3为测速装置软件程序流程图。首先初始化AVR单片机的状态，然后AVR单片机持续不断地检测开关型霍尔传感器的输出并计算车轮的速度；同时AVR单片机轮询上位机发来的指令，根据不同的指令进行不同的操作，如设置量程、上传测量结果和脉冲波形；当所测结果超出量程时，AVR单片机给出控制信号，驱动声光报警。