當(dāng)使用賀德克磁傳感器測量和顯示自行車車輪的速度時，系統(tǒng)應(yīng)該能夠以每秒米為單位來解釋測量值。為了實(shí)現(xiàn)這個系統(tǒng)，我們將在自行車上安裝傳感器裝置。然后，我們的GreenPAK設(shè)計(jì)將執(zhí)行邏輯操作，以定期或同時更新輸出，以使用4個二進(jìn)制數(shù)字來解釋測量結(jié)果。該應(yīng)用程序設(shè)計(jì)精確到1 m / s。

系統(tǒng)的輸入是來自磁開關(guān)的數(shù)字信號。使用磁性開關(guān)是因?yàn)楸M管已知磁性和光學(xué)傳感器都用于轉(zhuǎn)速計(jì)，但磁性開關(guān)有利于具有環(huán)境光的應(yīng)用。這對于可以輕松固定在自行車上的解決方案至關(guān)重要。在這個應(yīng)用中，車輪的每次完整旋轉(zhuǎn)代表行駛2米（大致是車輪的圓周）。對于本應(yīng)用筆記，我們將嘗試兩種設(shè)計(jì)，兩者都有其優(yōu)缺點(diǎn)。第一種設(shè)計(jì)利用SLG46536的頻率檢測器來確定自行車的轉(zhuǎn)速。第二種方法使用典型的RPM方法來增加給定時間段內(nèi)的脈沖數(shù)（完全旋轉(zhuǎn)）。

使用Dialog GreenPAK的主要優(yōu)點(diǎn)是它比大多數(shù)其他解決方案更小，更低成本，更簡單，更易于開發(fā)。此外，自行車車速表的傳感器設(shè)計(jì)可以修改為更密集的項(xiàng)目，例如用于電動自行車或輕便摩托車的內(nèi)部速度計(jì)。也可以使用微控制器，但微控制器的尺寸和功耗可以降低對客戶的吸引力。

可以通過檢查數(shù)字輸出信號來測試系統(tǒng)。對于此應(yīng)用，我們使用四到六個LED來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化表示。每個LED代表二進(jìn)制序列的單個位。通過將傳感器的數(shù)字輸出與車輪的各種徑向速度進(jìn)行比較，對該應(yīng)用進(jìn)行了測試。為了表明這個解決方案對于自行車行業(yè)很有吸引力，我們可以評估維度，開發(fā)能力和其他比較參數(shù)。

第一種設(shè)計(jì)：頻率檢測器

在組件方面，SLG46536是更加強(qiáng)大的GreenPAK IC之一; 它有大量的計(jì)數(shù)器/延遲/頻率檢測器塊。計(jì)數(shù)器塊的頻率檢測器的作用類似于頻率濾波器，可以通過設(shè)置計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)進(jìn)行配置。根據(jù)計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)，將生成一個信號，該信號將確定輸入脈沖是否頻繁出現(xiàn)在給定周期內(nèi)。對于這種IC，有兩種類型的頻率檢測器，即8位和16位。因此，為了產(chǎn)生更精確的測量，更多比特更好。對于這個應(yīng)用，我們使用兩者。 

如果此塊的輸入頻率高于配置的頻率，則頻率塊將輸出數(shù)字高電平。兩個16位CNT模塊用作頻率檢測器，如下所示：

圖1：速度1 m / s（左側(cè)）和2 m / s（右側(cè)）的頻率檢測器配置。

應(yīng)用的輪周長為2.06米。因此，當(dāng)自行車的車輪在2.060秒內(nèi)旋轉(zhuǎn)至少一次時，自行車的水平速度大于1米/秒。因此，我們使用時鐘源OSC0 CLK / 64將計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)設(shè)置為803。通過這些計(jì)算，塊的周期將是2.05824s，因?yàn)檫@是最接近2.060s的可配置值。

同樣，我們希望配置第二個頻率檢測器以檢測超過2 m / s的速度。自行車的車輪應(yīng)在1.030s內(nèi)至少旋轉(zhuǎn)一次。由此我們利用時鐘源OSC0 CLK / 64將計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)設(shè)置為401，以使得塊的周期為1.02912s。對于此應(yīng)用中的單個IC，該方法將針對其他速度（即3至7 m / s）實(shí)施。每個頻率檢測器的輸出將在表1中描述。

如果我們想要測量超過7 m / s，我們可以通過添加另一個IC來擴(kuò)展它。如果添加另一個IC，最大速度將達(dá)到14 m / s。這個速度對于自行車來說足夠快。

圖2：第一種方法的GreenPAK設(shè)計(jì)，測量范圍為0至7 m / s。

速度每增加1 m / s，就會使用一個計(jì)數(shù)器塊進(jìn)行檢測。因此，對于這種設(shè)計(jì)，我們只能測量高達(dá)7 m / s，分辨率為1m / s。但是，可以通過添加更多IC來擴(kuò)展此設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)中的數(shù)字電路將表1中的位轉(zhuǎn)換為3位二進(jìn)制序列，在B2：B0上輸出。

B.車速表的擴(kuò)展版本，速度范圍從0到14 m / s

從之前的設(shè)計(jì)中，我們知道最高速度僅為7米/秒。因此，通過再添加一個IC，我們將最大速度擴(kuò)展到14 m / s。以下是使用SLG46536V實(shí)現(xiàn)的GreenPAK設(shè)計(jì)和配置。

圖3：用于擴(kuò)展第一種方法的GreenPAK設(shè)計(jì)，測量范圍為8至14 m / s。 

總的來說，擴(kuò)展IC的設(shè)計(jì)就像主IC一樣。但是，主IC的輸出也將是擴(kuò)展IC的輸入。下圖顯示了使用兩個IC進(jìn)行此應(yīng)用的整個系統(tǒng)。

圖4：使用雙IC頻率檢測器的系統(tǒng)圖。

第二種設(shè)計(jì)：RPM計(jì)數(shù)器

第二種設(shè)計(jì)是一種與第一種設(shè)計(jì)完全不同的閱讀速度方法。在這種設(shè)計(jì)中，我們使用全加器數(shù)字電路。車輪的每個循環(huán)都會使計(jì)數(shù)器增加一個。計(jì)數(shù)器將在給定時間段后重置。對于這種設(shè)計(jì)，我們使用2.06s作為時期; 這也成為測量結(jié)果的刷新率。因此，如果在2.06s中只有一個循環(huán)，則意味著自行車的速度僅為1米/秒。如果在2.06s中有2個循環(huán)，則意味著自行車的速度為2米/秒，依此類推。

圖5：使用RPM計(jì)數(shù)器的GreenPAK設(shè)計(jì)。

在此設(shè)計(jì)中，最高速度可以測量高達(dá)63 m / s（6位輸出）。根據(jù)我們的需要，有許多選項(xiàng)可以優(yōu)化此方法。例如，可以將測量精度提高到1 km / h; 輸出將每2.06 x 3.6 = 7.42秒更新一次。由于這種刷新率對于許多應(yīng)用來說是不可用的，另一種選擇是將精度提高到2 km / h并且每3.71 s更新一次輸出。

因此，測量結(jié)果將是2 km / h的乘法，例如，2,4,6,8,10等。以這種方式，該設(shè)計(jì)也可以以3km / h的精度實(shí)現(xiàn)，并且將每2,472ms更新輸出。該方法的系統(tǒng)圖如圖6所示。

圖6：RPM計(jì)數(shù)器方法的系統(tǒng)圖。

提高精度的最簡單方法是在車輪上安裝多個磁鐵; 這將確保每次旋轉(zhuǎn)多個脈沖并且將提供更好的RPM分辨率。

結(jié)果

現(xiàn)在我們有兩種可供選擇的比較設(shè)計(jì)：

在大多數(shù)情況下，第二種設(shè)計(jì)可能是更好的應(yīng)用。因此，對于下一次捕獲，我們將專注于第二種設(shè)計(jì)，即使用RPM計(jì)數(shù)器。

圖7：使用對話開發(fā)板模擬電路設(shè)計(jì)。

圖8：使用LED進(jìn)行5位輸出的原型電路。

圖9：安裝在自行車上的磁鐵和磁性開關(guān)。

我們使用自行車的后輪來測試我們的速度表設(shè)計(jì)。因此，下面是每個車輪速度的測量結(jié)果。有5個LED。最重要的位由左側(cè)的LED解釋。

圖10：LED輸出。

圖10顯示了前4位（最高7 m / s）的結(jié)果，我們可以看到設(shè)計(jì)能夠輸出自行車速度的二進(jìn)制值。

使用GreenPAK的另一種解決方案是使用小型微控制器，例如Attiny85。但是，使用MCU有其自身的缺點(diǎn) - 例如知道如何編程，使用哪種編程環(huán)境，以及增加成本和尺寸。