圖中所示的電路是一個三位轉(zhuǎn)速計,用來測量重復(fù)時間間隔為0.235至15秒內(nèi)的低頻信號,。轉(zhuǎn)速計的轉(zhuǎn)速為每分鐘4至255轉(zhuǎn),,它應(yīng)用在那些醫(yī)療設(shè)備,這些醫(yī)療設(shè)備中,,用來測量心跳率,、呼吸率、電解磨削,、腦電圖,、低轉(zhuǎn)速電機轉(zhuǎn)速或機械裝置轉(zhuǎn)速之類的低頻信號。
PIC16F872微處理控制處理轉(zhuǎn)速計的數(shù)據(jù),。PIC感應(yīng)輸入頻率(fin)的周期,,計算出每秒產(chǎn)生的相應(yīng)的脈沖數(shù),并相應(yīng)的更新LED顯示器,。輸入信號需被預(yù)處理成0到5V的直流電壓,脈沖高電平的寬度至少為4μs,。
MCU所用等式為RPM = 60/T,。T指感應(yīng)輸入的周期,常數(shù)60代表一分鐘(60秒內(nèi))脈沖的讀數(shù)或每分鐘的旋轉(zhuǎn)數(shù),。該電路的時間基準是出一個32kHz的晶振(愛普生C-001R32.768K-A ±20 ppm)來提供的,,這個時間基數(shù)反過來觸發(fā)T1(PIC的內(nèi)部定時器)。T1有一個可編程的已將其設(shè)為1/8的因子,。這一因子產(chǎn)一個4 kHz的分頻,。定時器T1為16位的定時器,產(chǎn)生一個0.00025秒(250 μs)的變化周期,。
它是這樣工作的:PIC監(jiān)測輸入端RC2,,等待一個下降沿。當檢測下降沿時,,定時器T1被TMR1ON位使能,。然后,,PIC等待下一個定時器T1。當下一個定時器T1到來時,,PIC禁止TMR1ON位以停止讀數(shù),。這時,各自周期的讀數(shù)被存于寄存器TMR1H和TMR1L中,。
為避免范圍外的讀數(shù),,需要檢測溢出位TMR1F。如果該位被設(shè)置了,,則表明信號的周期太長以致不能被測量,。在這種情況下,程序跳至UNDF標位,,顯示“OUF”或oveRFlow信息,。這表明輸入信號的周期比16.384秒要高。
若沒有溢出,,我們就要校驗檢測周期,,使其等于或高于940(相當于 255 rpm)。如果讀數(shù)低于940,,程序就要跳到OVERF標位,,顯示信息將為"00F",這表明讀數(shù)高于255 rpm,。
若這一值大于940,,則利用常規(guī)DIVS被4除。DIVS帶有產(chǎn)生兩個16位數(shù)字的兩對寄存器(ACCb和 ACCa),。為了獲得這一周期,,所用公式為ACCb/ACCa = ACCb,60,000 (EA60H)再一次利用常規(guī)DIVS被ACCb除,。這樣我們就得到了二進制的rpm值,。我們必須將這個二進制轉(zhuǎn)換為BCD碼。
為了實現(xiàn)這一操作,,我們將讀數(shù)轉(zhuǎn)移至W,,然后調(diào)用常規(guī)的BINBCE。BINBCE通過寄存器R0, R1, 和R2(R2是最具意義的信號數(shù))將二進制轉(zhuǎn)換為BCD碼,。最后,,將每一個寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成七段碼,使之能在LED顯示屏上顯示,。兩個計算表SEGM 和 SEGM2完成這個七段碼操作,,其中SEGM2負責處理百位數(shù)位。
定時器T1通過軟件被輸入端RC2的輸入信號的上升沿使能,。當下一個上升沿到來時,,T1被禁止,。這樣,T1就有了一個與輸入信號周期對應(yīng)的二進制計數(shù),。因其變化周期為0.00025秒(250 μs),,我們必須將其右移三位以獲得0.25秒的時間。這樣,,新的rpm等式將為RPM = 60000/T,。
表中顯示如何獲得轉(zhuǎn)數(shù)/分(rpm)讀數(shù),從包含了周期讀數(shù)的計數(shù)器(T1)開始,。例如,,若PIC檢測到一個周期為1秒的信號,因為內(nèi)部頻率分配器被設(shè)為4,,所以計數(shù)器的讀數(shù)將等于1000(十進制),。這個信號的最終rpm讀數(shù)將等于60。