基于LPC2129定时器捕获功能的车速信号采集系统

摘要：介绍了LPC2129单片机定时器的捕获功能，以及在车速信号采集中的应用。设计了车速信号采集系统的软硬件，应用一种基于周期法的车速采集算法计算车速。提出的车速采集方法，无论在低速测量还是高速测量，都可较好地兼顾测量的精度和实时性，为进一步研究整车动态性能提供保证。通过对上车实验采集数据与车速表读数比较，结果证明了硬件设计和软件算法的正确性。
关键词：LPC2129；车速；周期；捕获

引言
汽车传感器是汽车计算机系统的输入装置，它把汽车运行中各种工况信息，如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等，转化成电信号传给计算机，以便汽车运行处于最佳工作状态。自20世纪80年代以来，传感器在汽车领域上的应用不断扩大，它们在汽车电子稳定性控制系统(包括轮速传感器、陀螺仪以及刹车处理器)、车道偏离警告系统和盲点探测系统(包括雷达、红外线或者光学传感器)各个方面都得到了应用。
车速传感器是汽车传感器中基础而且重要的一部分。车速是汽车道路实验中的重要参数，它与车轮力、踏板力和车轮转速等参数相结合，对整车动态性能的分析、制动系统的性能匹配和ABS防抱死系统的开发，以及操纵稳定性实验的准确性有着重要的意义和应用价值。
为了获取车速参数，本文作者设计了车速信号采集的软硬件，提出的车速采集方法无论在低速测量还是高速测量，都可较好地兼顾测量的精度和实时性，为进一步研究整车动态性能提供保证。

1 信号采集硬件电路
1．1 车速信号处理硬件电路
车速传感器安装于变速器的输出端外壳上，其转轴外端为蜗杆，与变速器输出轴得涡轮啮合，涡轮转动时，带动车速传感器的转子转动。车速传感器主要用于测定车辆的行驶速度，向ECU传送车速电信号，用于汽车整车动态性能的控制。采集系统的硬件原理图如图1所示。

1．2 LPC2129的捕获功能介绍
LPC2129微控制器是NXP公司32位单片机中的一种，其内部基本结构包括：中央处理器单元(CPU)、2个16C550工业标准UART、高速I2C接口(400 kHz)和2个SPI接口、8通道输入捕捉／输出比较定时器、8通道脉宽调制模块以及46个独立数字I／O接口。在片内还拥有256 KB的Fl-ash ROM、16 KB的RAM。LPC2129具有2个功能强大的定时器、32位可编程预分频器、4路捕获通道、4个匹配寄存器、4个匹配输出通道。捕获通道如图2所示。