基于LPC2129定時(shí)器捕獲功能的車速信號采集系統(tǒng)

摘要：介紹了LPC2129單片機(jī)定時(shí)器的捕獲功能，以及在車速信號采集中的應(yīng)用。設(shè)計(jì)了車速信號采集系統(tǒng)的軟硬件，應(yīng)用一種基于周期法的車速采集算法計(jì)算車速。提出的車速采集方法，無論在低速測量還是高速測量，都可較好地兼顧測量的精度和實(shí)時(shí)性，為進(jìn)一步研究整車動(dòng)態(tài)性能提供保證。通過對上車實(shí)驗(yàn)采集數(shù)據(jù)與車速表讀數(shù)比較，結(jié)果證明了硬件設(shè)計(jì)和軟件算法的正確性。
關(guān)鍵詞：LPC2129；車速；周期；捕獲

引言
汽車傳感器是汽車計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輸入裝置，它把汽車運(yùn)行中各種工況信息，如車速、各種介質(zhì)的溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況等，轉(zhuǎn)化成電信號傳給計(jì)算機(jī)，以便汽車運(yùn)行處于最佳工作狀態(tài)。自20世紀(jì)80年代以來，傳感器在汽車領(lǐng)域上的應(yīng)用不斷擴(kuò)大，它們在汽車電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(包括輪速傳感器、陀螺儀以及剎車處理器)、車道偏離警告系統(tǒng)和盲點(diǎn)探測系統(tǒng)(包括雷達(dá)、紅外線或者光學(xué)傳感器)各個(gè)方面都得到了應(yīng)用。
車速傳感器是汽車傳感器中基礎(chǔ)而且重要的一部分。車速是汽車道路實(shí)驗(yàn)中的重要參數(shù)，它與車輪力、踏板力和車輪轉(zhuǎn)速等參數(shù)相結(jié)合，對整車動(dòng)態(tài)性能的分析、制動(dòng)系統(tǒng)的性能匹配和ABS防抱死系統(tǒng)的開發(fā)，以及操縱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性有著重要的意義和應(yīng)用價(jià)值。
為了獲取車速參數(shù)，本文作者設(shè)計(jì)了車速信號采集的軟硬件，提出的車速采集方法無論在低速測量還是高速測量，都可較好地兼顧測量的精度和實(shí)時(shí)性，為進(jìn)一步研究整車動(dòng)態(tài)性能提供保證。

1 信號采集硬件電路
1．1 車速信號處理硬件電路
車速傳感器安裝于變速器的輸出端外殼上，其轉(zhuǎn)軸外端為蝸桿，與變速器輸出軸得渦輪嚙合，渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)車速傳感器的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。車速傳感器主要用于測定車輛的行駛速度，向ECU傳送車速電信號，用于汽車整車動(dòng)態(tài)性能的控制。采集系統(tǒng)的硬件原理圖如圖1所示。

1．2 LPC2129的捕獲功能介紹
LPC2129微控制器是NXP公司32位單片機(jī)中的一種，其內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)包括：中央處理器單元(CPU)、2個(gè)16C550工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)UART、高速I2C接口(400 kHz)和2個(gè)SPI接口、8通道輸入捕捉／輸出比較定時(shí)器、8通道脈寬調(diào)制模塊以及46個(gè)獨(dú)立數(shù)字I／O接口。在片內(nèi)還擁有256 KB的Fl-ash ROM、16 KB的RAM。LPC2129具有2個(gè)功能強(qiáng)大的定時(shí)器、32位可編程預(yù)分頻器、4路捕獲通道、4個(gè)匹配寄存器、4個(gè)匹配輸出通道。捕獲通道如圖2所示。