基于单片机的风速风向检测系统设计

　　3.1 电源模块

　　电源包括LPC921 芯片工作的3.3V 电源和测风传感器工作的5 V 电源。电源稳压芯片采用AS1117 。

　　AS1117 是一个低压差电压调节器系列,其压差在1.2V输出, 负载电流为800mA 时为1.2V, 有多个固定电压输出型号,包括3.3V 和5V。通过电源指示、防雷、稳压和滤波处理,能够为各个芯片和传感器提供稳定的工作电源。

　　3.2 主控制模块和输入输出模块

　　P89LPC921 是一款单片封装的微控制器,适合于许多要求高集成度、低成本的场合。可以满足多方面的性能要求。P89LPC921 采用了高性能的处理器结构,指令执行时间只需2 到4 个时钟周期。6 倍于标准80C51 器件。P89LPC921 集成了许多系统级的功能,这样可大大减少元件的数目和电路板面积并降低系统的成本。

　　20 脚TSSOP 封装的LPC921 芯片,除去电源、地、晶振、复位管脚,还有15 个可用I/O 口。P0 口的P0.0到P0.6 作为风向七位格雷码的输入引脚,P1.2 脚同时是定时计数器0 的引脚, 我们将其作为风速脉冲的输入引脚。P1.0 和P1.1 用作RS485 通信,P1.3 作为RS485通信收发控制引脚。P1.7 用作继电器控制引脚,控制传感器电源的导通和关闭。同时,P0.4 和P0.5 也是用芯片程序下载接口,在此,用3 脚跳线将P0.4 和P0.5 引出,使其作为复用引脚。LPC921 采用ICP 下载器下载程序, 下载程序时要将电源和地与周围电路隔离, 因此电源和地的引脚应使用2 条跳线引出。

　　LPC921 管脚可承受5V 工作电压,因此5V 脉冲信号和格雷码在经过防雷, 滤波后可以直接接到单片机引脚上。输出部分主要是单片机输出引脚通过驱动电路控制继电器, 在此, 继电器选用台湾欣大继电器9 4 6 H -1C-5D,工作电压5V, 驱动电流70mA。驱动电路三极管采用9013H,直流增益150,限流电阻R5 选8.2K 或5 . 6 K。为了防止继电器的反向感生电动势烧坏三极管甚至前边的电路比如单片机, 应在继电器两端反向并联二极管, 该二极管的正极应该在三极管集电极那端, 负极接正5 V 端。继电器的使用可以降低系统功耗, 延长传感器的使用寿命。

　　主控制模块电路图如图3 所示。

图3 主控制模块电路图