[实用新型]低功耗高精度智能测速仪

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种精度高、功耗低的智能速度测量装置，可直接应用于子弹出膛速度测量，飞轮转速测量和其它需要精确测速的工业控制领域。 

背景技术

目前，常见的智能测速仪是由MCS-51单片机、红外发射装置、红外接收装置、键盘、显示器等构成。当被测物体首尾通过红外收发装置时产生的两个电信号，记录两个电信号的产生时间，进而用软件计算出时间差和被测物体的通过速度并进行输出显示。但是MCS-51单片机只具有8位数据总线且内部功能结构简单，不具备捕获/比较功能的定时器，只能采用软件计算和查询方式进行测量，使得运算速度和精度较低，而且还需要较多的外围电路配合，不利于设备的小型化和低功耗设计。 

发明内容

为了克服现有的智能测速仪测量精度较低、功耗高的不足，满足较高的速度测量的要求：精度高、使用方便、测量快速、便携、低功耗。本实用新型提供一种低功耗高精度的智能测速仪。该测速仪采用MSP430F149单片机的TIMER_B捕获方式测速，时间采集是基于硬件时间复制，精度大大高于软件查询测量，可以实现较高精度的速度测量，同时设备为手持式、纽扣电池供电，具有功耗低、体积小、抗干扰等优点。 

本实用新型是通过以下技术方案实现的，低功耗高精度智能测速仪主要由功能设置选择模块、数据采集模块、显示模块和CPU处理模块构成。功能设置选择模块由键盘输入电路构成，采用查询方式扫描，用以设置测速仪的工作状态、报警速度、显示状态等功能。数据采集模块由体积小、功耗低的红外对管传感器构成，纽扣电池供电，其电路由电阻、三极管和红外对管组成。当红外发射管有足够的电流通过时就会产生红外光使红外接收管导通，利用系统控制信号打开或关闭发射电路以使其保持较低的功耗。当关闭电源时，红外接收管处于断开状态，输出信号为低。在测量状态，当有被测物通过红外对管时，输出信号会产生瞬间高眿冲，利用此脉冲作为MSP430F149单片机的捕获定时器的捕获输入源，可将计数器时间复制到捕获寄存器中，完成数据的采集。显示模块由LM6021A液晶显示器和发光二极管构成，液晶显示器分为四行显示，显示捕获时间、被测物的速度等信息，如被测物速度超出设定的报警值则发光二极管闪烁。本实用新型的CPU处理模块特征为MSP430F149单片机，该单片机具有捕获定时器TIMER_B，工作配置在16位连续方式下，当被测物通过两个红外对管时会产生捕获事件，计数器的值被复制到相应的捕获寄存器中，读出相应的捕获寄存器值，运算得出两次捕获事件之间的时间间隔和速度，将该速度与设定的报警值比较并输出显示。CPU处理模块是本实用新型的核心部件，与其它3个模块均有连接：由键盘控制的功能设置选择信息和由红外对管传感器探测到的物体通过脉冲信号经端口输入MSP430F149单片机，经过MSP430F149单片机的捕获、计算和比较后将计算的结果数据通过端口输出至LM6021A液晶显示器和发光二极管显示。 

本实用新型的有益效果是采用MSP430F149单片机作为处理器，其电池的使用寿命可以比基于一般CPU的系统延长3～5倍，可实现纽扣电池供电，且MSP430F149单片机内部集成有多个功能模块，简化了外围电路的设计，尤其是其具有捕获/比较寄存器的定时器，在测速上可实现快捷和高精度并且可以实现更多功能的扩展，本实用新型实现了高精度、低功耗的手持式设计，并可根据用户的需求设定报警速度和显示项目等功能。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 

图1是本实用新型的工作原理示意图。 

图2是红外对管传感器原理图。 

图3是本实用新型的电路板图。 

具体实施方式

在图1中，本实用新型包括功能设置选择模块、数据采集模块、显示模块、CPU处理模块。由功能设置选择模块提供的功能设置选择信息和由数据采集模块探测到的物体通过脉冲信号经端口输入CPU处理模块，经过CPU处理模块的捕获、计算和比较后将计算的结果数据通过端口输出至显示模块显示。