基于LPC2129定時器捕獲功能的車速信號采集系統

摘要：介紹了LPC2129單片機定時器的捕獲功能，以及在車速信號采集中的應用。設計了車速信號采集系統的軟硬件，應用一種基于周期法的車速采集算法計算車速。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時性，為進一步研究整車動態性能提供保證。通過對上車實驗采集數據與車速表讀數比較，結果證明了硬件設計和軟件算法的正確性。
關鍵詞：LPC2129；車速；周期；捕獲

引言
汽車傳感器是汽車計算機系統的輸入裝置，它把汽車運行中各種工況信息，如車速、各種介質的溫度、發動機運轉工況等，轉化成電信號傳給計算機，以便汽車運行處于最佳工作狀態。自20世紀80年代以來，傳感器在汽車領域上的應用不斷擴大，它們在汽車電子穩定性控制系統(包括輪速傳感器、陀螺儀以及剎車處理器)、車道偏離警告系統和盲點探測系統(包括雷達、紅外線或者光學傳感器)各個方面都得到了應用。
車速傳感器是汽車傳感器中基礎而且重要的一部分。車速是汽車道路實驗中的重要參數，它與車輪力、踏板力和車輪轉速等參數相結合，對整車動態性能的分析、制動系統的性能匹配和ABS防抱死系統的開發，以及操縱穩定性實驗的準確性有著重要的意義和應用價值。
為了獲取車速參數，本文作者設計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時性，為進一步研究整車動態性能提供保證。

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，其轉軸外端為蝸桿，與變速器輸出軸得渦輪嚙合，渦輪轉動時，帶動車速傳感器的轉子轉動。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，用于汽車整車動態性能的控制。采集系統的硬件原理圖如圖1所示。

1．2 LPC2129的捕獲功能介紹
LPC2129微控制器是NXP公司32位單片機中的一種，其內部基本結構包括：中央處理器單元(CPU)、2個16C550工業標準UART、高速I2C接口(400 kHz)和2個SPI接口、8通道輸入捕捉／輸出比較定時器、8通道脈寬調制模塊以及46個獨立數字I／O接口。在片內還擁有256 KB的Fl-ash ROM、16 KB的RAM。LPC2129具有2個功能強大的定時器、32位可編程預分頻器、4路捕獲通道、4個匹配寄存器、4個匹配輸出通道。捕獲通道如圖2所示。