术语和定义

参考文献

有关文件及软件，请浏览:

//www.xmece.com/configurable-mixed-signal．

下载我们的免费GreenPAK软件设计师(1]以打开。gp文件[2]，并查看所提出的电路设计。使用GreenPAK开发工具(3.可以在几分钟内将设计冻结到您自己定制的集成电路中。yabo国际娱乐Dialog Semiconductor提供完整的申请资料库[4]，包括设计实例，以及对Dialog IC的功能和模块的解释。

1. GreenPAK设计软件，《软件下载及用户指南》，Dialog Semiconductoryabo国际娱乐
2. AN-CM-249使用GreenPAK和磁性传感器创建自行车速度计，绿派克设计文件，Dialog半导体yabo国际娱乐
3. GreenPAK开发工具， GreenPAK开发工具网页，Dialog半导体yabo国际娱乐
4. GreenPAK应用笔记，绿派克应用笔记网页，对话半导体yabo国际娱乐
5. SLG46536V, Datasheet, yabo国际娱乐Dialog Semiconductor
6. 轴向引线簧片开关，Datasheet, Littelfuse

介绍

本应用笔记探讨了设计一种速度计来测量和显示使用磁传感器的自行车车轮的速度。系统应该能够解释米每秒的测量。为了实现这个系统，在自行车上安装了一个传感器装置。的对话框GreenPAK然后，Design执行逻辑操作，定期或同时更新输出，使用四个二进制数字解释测量结果。该应用程序的设计精度高达1米/秒。

系统的输入是来自磁开关的数字信号。使用磁开关是因为，尽管磁和光学传感器都被用于转速表，磁开关更适合环境光的应用。亚博国际官网平台网址这是一个关键的解决方案，可以轻易地固定在自行车。在这个应用程序中，车轮的每一个完整的旋转代表2米旅行(大致是车轮的周长)。

本应用说明介绍了两种设计，它们都有各自的优点和缺点。第一种设计是利用SLG46536的频率探测器来确定自行车的转速。第二种方法使用典型的RPM方法，即在给定周期内增加脉冲数(全旋转)。

使用的关键优势GreenPAK与大多数其他解决方案相比，它更小、成本更低、更简单、更容易开发。此外,GreenPAK自行车速度计的设计可以修改成复杂的项目，如电动自行车或助动车的内部速度计。可以用微控制器代替，但微控制器的尺寸和功耗可能会让它对客户不那么有吸引力。

该系统可通过检测数字输出信号进行测试。对于这个应用程序，我们使用4到6个led来可视化表示数据。每个LED代表一个二进制序列的单个位。通过对数字输出的比较，对应用进行了测试GreenPAK以不同的径向速度转动。为了显示这个解决方案对自行车行业的吸引力，我们可以评估尺寸、开发能力和其他参数的比较。

首次设计:频率检测器

就组件而言，SLG46536是比较复杂的组件之一GreenPAK带有大量计数器/延迟/频率检测器块的集成电路。计数器块的频率检测器就像一个频率滤波器，可以通过设置计数器数据来配置。从计数器数据中产生一个信号，该信号确定传入脉冲发生的频率是否高于或低于给定的周期。对于这种集成电路，有8位和16位频率检测器。16位频率探测器产生更精确的测量。这个应用程序使用两种类型。

如果块的输入频率高于配置的频率，频率块将输出一个数字高。两个用作频率检测器的16位CNT块如图所示图1．

该应用的车轮周长为2.06米。当自行车车轮在2.060 s内至少旋转一次时，自行车水平速度大于1m /s。因此计数器数据设置为803，时钟源为OSC0 CLK/64。使用这些计算，块的周期是2.05824 s，因为这是与2.060 s最接近的可配置值。

同样，若要将第二频率检测器配置为检测速度大于2m /s，则自行车车轮应在1.030 s内至少旋转一次。因此计数器数据被设置为401，时钟源为OSC0 CLK/64，使块的周期为1.02912 s。这种方法将适用于其他速度，即3米/秒到7米/秒，在此应用中单个集成电路。给出了每个频率检测器的输出表1．

速度(米/秒)	频率检测器输出
1	1000000
2	1100000
3.	1110000
4	1111000
5	1111100
6	1111110
7	1111111

要测量超过7米/秒，可以增加另一个集成电路。最大速度是14米/秒。这个速度对自行车来说已经足够快了。

每增加1m /s的速度使用一个计数器块检测。因此，只有一个集成电路，最大7米/秒，分辨率为1米/秒可以测量。该设计中的数字电路将频率检测器的输出位(从表1)转换为3位二进制序列，在B2:B0上输出。

速度(米/秒)	频率检测器输出	预期的输出B
1	1000000	001
2	1100000	010
3.	1110000	011
4	1111000	One hundred.
5	1111100	101
6	1111110	110
7	1111111	111

速度(米/秒)	输出B	期预计(女士)	时钟脉冲源	计数器数据	期实现(女士)
1	001	2060	OSC0 CLK / 64	803	2058.24
2	010	1030	OSC0 CLK / 64	401	1029.12
3.	011	686.67	OSC0 CLK / 64	255	655.36
4	One hundred.	515	OSC0 CLK / 64	200	514.56
5	101	412	OSC0 CLK / 64	160	412.16
6	110	343.33	OSC0 CLK / 64	133	343.04
7	111	294.29	OSC0 CLK / 64	114	294.40

扩展版本的速度计与速度范围高达14米/秒

在以前的设计中，最大速度只有7米/秒。增加第二IC规模的最大速度高达14米/秒。图3显示了一个GreenPAK设计和配置已实现与SLG46536V。

速度(米/秒)	输出B	期预计(女士)	时钟脉冲源	计数器数据	期实现(女士)
8	1000	257.5	OSC0 CLK / 24	267	257.28
9	1001	228.89	OSC0 CLK / 24	237	228.48
10	1010	206	OSC0 CLK / 24	214	206.40
11	1011	187.27	OSC0 CLK / 24	194	187.20
12	1100	171.67	OSC0 CLK / 24	178	171.84
13	1101	158.46	OSC0 CLK / 24	164	158.4
14	1110	147.14	OSC0 CLK / 24	152	146.88

总的来说，扩展集成电路的设计与主集成电路相似，但是主集成电路的输出也是扩展集成电路的输入图4．

第二设计:RPM计数器

第二种设计在提高阅读速度方面与第一种设计有很大的不同。本设计采用全加法器数字电路。轮子每转动一次，计数器就加1。计数器在给定的一段时间后复位。本设计以2.06 s为周期;这也就成为了测量结果的刷新率。所以，如果在2.06秒内只有一次旋转，自行车的速度只有1m /s。如果在2.06秒内旋转两次，则自行车的速度为2米/秒，以此类推。

在这个设计中，最高速度可以测量到63米/秒(6位输出)。可以根据需求对该方法进行优化。例如，测量精度可以提高到1 km/h;输出将每2.06 x 3.6 = 7.42秒更新一次。由于这种刷新率对许多应用程序来说是不可用的，另一个选择是提高精度至2公里/小时，并每3.71 s更新输亚博国际官网平台网址出。所以，测量结果是2 km/h的乘积，比如2,4,6,8,10，等等。该设计还可以实现3公里/小时精度和更新输出每2472毫秒。该方法的系统框图如图所示图6．

提高精确度最简单的方法是在车轮上安装一块以上的磁铁;这将确保每旋转多个脉冲，并将在RPM中提供更好的分辨率。

结果

有两种可能的设计可供比较。

设计方法	细节	测量更新	速度范围
1	频率检测	实时	每个IC 0米/秒到7米/秒
2	RPM计数器	每2.06秒	0米/秒到63米/秒的每个IC

在大多数情况下，第二种设计是更好的应用程序，因此结果集中于使用RPM计数器的第二种设计。

自行车的后轮被用来测试速度计的设计。每轮转速的测量结果如下所示。有五个led灯。最有效位(MSB)由左边的LED解释。

图10显示前4位(最高7米/秒)的结果，在这里设计能够输出自行车的速度的二进制值。

一种替代使用的解决方案GreenPAK就是使用一个小的微控制器，如ATtiny85。然而，使用单片机有其自身的缺点，如知道如何编程它，使用哪个编程环境，并增加成本和规模，见表6．

指示器	对话框的产品	ATtiny85
最小尺寸(毫米)	尺寸:1.95 x 1.55 x 0.50	7.7 x 5.13 x 1.7
程序设计要求	没有	是的
典型功耗	1.8 V和260.15µA 5 μ V和697.94 μ A	1.8 V和300µA
价格	0.5美元(Dialog.com)	1.58美元(element14.com)
可调	是的	是的

结论

这个应用程序笔记概述了如何创建一个简单的自行车速度计与对话框GreenPAKSLG46536V。利用磁传感器测量了自行车车轮的转速。提出了两种解决问题的方法——频率法和转速法。RPM计数器还可以用于其他应用，如风速表、转速表等。亚博国际官网平台网址