采用ATmega16的里程表檢測儀電路設計 — 電路圖天天讀（35）

　　現在市場(chǎng)上的里程表樣式多種多樣，但是很多里程表存在著(zhù)汽車(chē)總里程數和車(chē)速不準確的問(wèn)題，這就需要進(jìn)行里程表的檢測。該文提出了一種里程表檢測儀的硬件設計，該設計采用ATmega16為核心的單片機系統，用變頻器控制速度，實(shí)現了對不同調速比的里程表的檢測。該里程表檢測儀的系統電路簡(jiǎn)單可靠，用它來(lái)檢測里程表方便且高效。

　　ATmega16是在8位CMOS基礎上制造的一種新型的微控制器，不但擁有本系列單片機最基本的主要特性，而且簡(jiǎn)單易學(xué)。更重要的是，它非常適用于工程設計。需要特別說(shuō)明的是，CMOS是一種增強型的AVR RISC結構，在工作運行時(shí)的耗能比較低。這種新型微控制器的單時(shí)鐘周期比較短，指令執行運作期間耗時(shí)較短而且指令集相對于其他產(chǎn)品來(lái)說(shuō)比較高級，因此數據的吞吐率很高，甚至高達1 MIPS/MHz，因而能在很大程度上緩沖于系統功耗和運行速度之間所無(wú)法避免的矛盾。MICROMASTER 440是對速度或者轉矩控制的一種變頻器系列，作用對象是三相電動(dòng)機，使用者有多種功率可以選擇，有功率范圍從120W至200kW或250kW的很多樣式。MM440變頻器是被微處理器控制的，它的功率輸出元件是IGBT，即應用了新技術(shù)的絕緣柵雙極型晶體管。此型號的變頻器的工廠(chǎng)設置參數如果缺省，就是理想變頻驅動(dòng)裝置，供電對象是簡(jiǎn)單的電動(dòng)機變速驅動(dòng)系統。如果設置了相關(guān)參數，也能適用于功能多樣的電動(dòng)機控制系統，因為它具有完善系統的控制功能。

　　單片機最小系統電路設計

　　單片機最小系統是整個(gè)單片機系統的核心，它由一片單片機芯片、復位電路和晶振電路組成，如圖2所示。

　　圖2 單片機最小系統電路

　　霍爾傳感器電路設計

　　在本設計中，霍爾傳感器完成數據的采集，檢測電動(dòng)機驅動(dòng)的軟軸的轉速，輸出矩形脈沖，向單片機系統提供脈沖信號。鑒于它具有工藝簡(jiǎn)單和節省成本等優(yōu)點(diǎn)，CMOS集成霍爾磁場(chǎng)傳感器已經(jīng)被大量應用在各個(gè)領(lǐng)域。但是在生產(chǎn)過(guò)程中，由于工藝的影響器件內部留下了溫度差別，而且芯片在封裝時(shí)會(huì )產(chǎn)生應力的影響，同時(shí)它自身產(chǎn)生的霍爾信號很弱（通常是微伏到毫伏之間），所以導致CMOS霍爾傳感器可能會(huì )產(chǎn)生很高的失調電壓或者低頻噪聲。這些不需要的干擾因素有時(shí)可能會(huì )嚴重到掩蓋了我們所關(guān)注的需要檢測的微弱霍爾信號。因此，必須采用差分放大電路來(lái)減緩電路的失調和低頻噪聲，如圖3所示。

　　圖3 霍爾傳感器電路

　　整形電路設計

　　常見(jiàn)的施密特觸發(fā)器是由555定時(shí)器構成的，這種型號的定時(shí)器是一種數字和模擬混合型的集成電路，具有多樣化的功能。本設計中，傳感器受感應輸出正弦信號，經(jīng)施密特整形電路變?yōu)榉讲ㄐ盘?，送?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/ATmega">ATmega16的計數器T1。整形電路如圖4所示。

　　圖4 整形電路

　　EEPROM存儲器電路設計

　　本設計中，用AT2402來(lái)存儲累計的里程數，它有掉電保護的功能，如圖所示。

　　圖5 EEPROM存儲器電路

電子發(fā)燒友網(wǎng)技術(shù)編輯點(diǎn)評分析：

　　本文主要講述了對里程表精確度檢測儀的硬件設計，思路是用單片機控制變頻器進(jìn)而實(shí)現里程表的檢測，簡(jiǎn)單高效，能夠有效地檢測里程表的精度，保證駕駛員的生命財產(chǎn)安全。系統由單片機模塊，數據采集模塊，數據存儲模塊，驅動(dòng)檢測模塊和鍵盤(pán)顯示模塊5部分構成。其中，數據采集模塊主要由霍爾傳感器構成，它的作用是將采集到的信號以矩形脈沖的形式發(fā)送給單片機進(jìn)行處理。單片機對PA0腳的信號進(jìn)行計數，然后將數據通過(guò)顯示部分送到LCD，從而顯示出當前的行駛里程情況。驅動(dòng)檢測系統中變頻器根據單片機系統的輸出信號控制電機帶動(dòng)軟軸轉動(dòng)，同時(shí)使被測里程表轉動(dòng)。速度檢測與里程檢測通過(guò)測速齒輪與傳感器來(lái)實(shí)現。為了實(shí)現記憶的功能，我們把每次行駛后產(chǎn)生的數據存到EEPROM中，在該數據的基礎上，下次行駛時(shí)即可繼續計數并且送出，這樣才能正確地顯示總計的里程數。另外，使用者可以通過(guò)鍵盤(pán)模塊來(lái)控制系統的開(kāi)關(guān)和電機的啟停，并進(jìn)行里程清零、顯示內容切換及秒表計時(shí)等一系列操作。

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