基于LPC921单片机的风速风向检测系统设计

"这篇文档详细介绍了基于LPC921单片机的风速风向检测系统的实现，包括传感器的工作原理、系统硬件设计和软件流程。文中提到了风速传感器采用三杯式风杯组件与霍尔集成电路，风向传感器则使用格雷码光电码盘。系统由电源模块、主控制模块、输入输出模块和通信模块组成，其中通信模块采用了RS485协议。" 1. 风速风向传感器原理： - 风速传感器：采用三杯式风杯组件，当风速超过0.4m/s时开始旋转。风杯旋转带动磁棒盘，通过霍尔效应产生与风速成正比的脉冲信号，计算公式为V=0.1F，其中V表示风速（m/s），F是脉冲频率（Hz）。 - 风向传感器：使用单板式风向标配合七位格雷码光电码盘，每转动2.8125°会输出一组新的格雷码，通过转换得到对应的风向角度。 2. LPC921单片机在系统中的应用： - LPC921作为主控单元，负责数据采集和传输。它通过I/O口控制传感器电源，利用通用定时计数器对风速脉冲进行定时和计数，计算风速。同时，处理风向的格雷码，转换成二进制码以确定风向。 3. 硬件电路设计： - 电源模块：提供3.3V和5V电源，确保LPC921和传感器正常工作。 - 主控制模块：LPC921为核心，处理传感器数据，控制系统的运行。 - 输入输出模块：包括风速风向传感器的接口和继电器控制，用于数据采集和设备控制。 - 通信模块：采用RS485协议，确保数据可靠传输至上位机，以便显示和发布风速风向数据。 4. 软件流程： - 软件编程涉及到硬件控制、数据处理和通信协议的实现。程序需要处理I/O口的读写、定时计数、格雷码到二进制码的转换，以及RS485通信协议的编码和解码。 这个系统设计对于风光互补系统等需要实时监测风况的场合具有很高的实用价值，能够精确、稳定地获取风速和风向信息，对于风能利用和气象监测等领域具有重要意义。