基于LPC921单片机的风速风向检测系统设计

"基于单片机的风速风向检测系统设计" 该系统设计主要涉及以下知识点： 1. **风速风向传感器原理**：风速传感器通常采用三杯式风杯组件，当风速达到一定值（如0.4m/s）时，风杯开始旋转，产生机械运动。这个运动通过主轴传递到磁棒盘，磁棒盘的旋转会改变周围磁场，从而由霍尔效应集成电路检测到，输出脉冲信号。脉冲频率与风速成正比，通过公式V=0.1F可以计算风速，其中V是风速，F是脉冲频率。 2. **LPC921单片机的应用**：LPC921单片机被选择用于数据采集和传输。它通过I/O口控制传感器电源的开关，使用其内置的两个通用定时计数器对风速脉冲进行定时和计数，从而计算风速。此外，它还处理风向的检测，接收格雷码并转换为二进制码，通过查找对应表格确定风向角度。 3. **风向检测**：风向检测使用带有辅助标板的单板式风向标，结合七位格雷码光电码盘。风向标的旋转会带动码盘旋转，输出格雷码，这种编码方式可以减少因机械转动产生的读数错误。通过将格雷码转换为二进制码，然后对照预设的风向角度表，可以确定当前风向。 4. **硬件设计**：系统包括放大电路来驱动继电器，以控制传感器电源；单片机的定时计数器实现风速测量；以及风向检测电路。硬件设计需要考虑信号的稳定性和抗干扰能力。 5. **软件编程**：软件部分涉及风速脉冲的计数算法，格雷码到二进制码的转换程序，以及RS485通信协议的实现，确保数据能够可靠地传输到上位机。 6. **RS485通信**：RS485是一种常用的数据通信接口，具有良好的电气特性，适合长距离和多节点通信。在该系统中，它用于将风速风向数据发送至上位机，进行数据的显示和发布。 7. **系统可靠性**：设计中不仅考虑了传感器的性能，如动态性能、线性精度、灵敏度等，还着重于数据采集和传输的可靠性，确保测量数据的准确性和实时性。 这个系统设计巧妙地融合了硬件电路设计、单片机控制、传感器技术、数据通信等多个方面的知识，实现了对风速风向的精确测量和有效数据传输。