采用ATmega16的里程表检测仪电路设计 — 电路图天天读（35）

　　现在市场上的里程表样式多种多样，但是很多里程表存在着汽车总里程数和车速不准确的问题，这就需要进行里程表的检测。该文提出了一种里程表检测仪的硬件设计，该设计采用ATmega16为核心的单片机系统，用变频器控制速度，实现了对不同调速比的里程表的检测。该里程表检测仪的系统电路简单可靠，用它来检测里程表方便且高效。

　　ATmega16是在8位CMOS基础上制造的一种新型的微控制器，不但拥有本系列单片机最基本的主要特性，而且简单易学。更重要的是，它非常适用于工程设计。需要特别说明的是，CMOS是一种增强型的AVR RISC结构，在工作运行时的耗能比较低。这种新型微控制器的单时钟周期比较短，指令执行运作期间耗时较短而且指令集相对于其他产品来说比较高级，因此数据的吞吐率很高，甚至高达1 MIPS/MHz，因而能在很大程度上缓冲于系统功耗和运行速度之间所无法避免的矛盾。MICROMASTER 440是对速度或者转矩控制的一种变频器系列，作用对象是三相电动机，使用者有多种功率可以选择，有功率范围从120W至200kW或250kW的很多样式。MM440变频器是被微处理器控制的，它的功率输出元件是IGBT，即应用了新技术的绝缘栅双极型晶体管。此型号的变频器的工厂设置参数如果缺省，就是理想变频驱动装置，供电对象是简单的电动机变速驱动系统。如果设置了相关参数，也能适用于功能多样的电动机控制系统，因为它具有完善系统的控制功能。

　　单片机最小系统电路设计

　　单片机最小系统是整个单片机系统的核心，它由一片单片机芯片、复位电路和晶振电路组成，如图2所示。

　　图2 单片机最小系统电路

　　霍尔传感器电路设计

　　在本设计中，霍尔传感器完成数据的采集，检测电动机驱动的软轴的转速，输出矩形脉冲，向单片机系统提供脉冲信号。鉴于它具有工艺简单和节省成本等优点，CMOS集成霍尔磁场传感器已经被大量应用在各个领域。但是在生产过程中，由于工艺的影响器件内部留下了温度差别，而且芯片在封装时会产生应力的影响，同时它自身产生的霍尔信号很弱（通常是微伏到毫伏之间），所以导致CMOS霍尔传感器可能会产生很高的失调电压或者低频噪声。这些不需要的干扰因素有时可能会严重到掩盖了我们所关注的需要检测的微弱霍尔信号。因此，必须采用差分放大电路来减缓电路的失调和低频噪声，如图3所示。

　　图3 霍尔传感器电路

　　整形电路设计

　　常见的施密特触发器是由555定时器构成的，这种型号的定时器是一种数字和模拟混合型的集成电路，具有多样化的功能。本设计中，传感器受感应输出正弦信号，经施密特整形电路变为方波信号，送到ATmega16的计数器T1。整形电路如图4所示。

　　图4 整形电路

　　EEPROM存储器电路设计

　　本设计中，用AT2402来存储累计的里程数，它有掉电保护的功能，如图所示。

　　图5 EEPROM存储器电路

电子发烧友网技术编辑点评分析：

　　本文主要讲述了对里程表精确度检测仪的硬件设计，思路是用单片机控制变频器进而实现里程表的检测，简单高效，能够有效地检测里程表的精度，保证驾驶员的生命财产安全。系统由单片机模块，数据采集模块，数据存储模块，驱动检测模块和键盘显示模块5部分构成。其中，数据采集模块主要由霍尔传感器构成，它的作用是将采集到的信号以矩形脉冲的形式发送给单片机进行处理。单片机对PA0脚的信号进行计数，然后将数据通过显示部分送到LCD，从而显示出当前的行驶里程情况。驱动检测系统中变频器根据单片机系统的输出信号控制电机带动软轴转动，同时使被测里程表转动。速度检测与里程检测通过测速齿轮与传感器来实现。为了实现记忆的功能，我们把每次行驶后产生的数据存到EEPROM中，在该数据的基础上，下次行驶时即可继续计数并且送出，这样才能正确地显示总计的里程数。另外，使用者可以通过键盘模块来控制系统的开关和电机的启停，并进行里程清零、显示内容切换及秒表计时等一系列操作。

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