【成功案例】基于R5F10367ASP 16位MCU的叶片式风速计设计方案，可实现蓝牙同步上传风速数据

时间： 2020-03-16 来源：世强

技术问答

叶片式风速计是用于测量空气（气体）的速度或流速的仪器，它可以测量封闭式气流（如管道内的气流），也可以测量自由气流（如大气中的自然风）。为了确定风速，风速计会检测流体对叶片的变化，当空气（气体）的速度变化时，风速计的转速也跟着变化，此时风速计的处理器通过检测叶片的变化可以计算出当前的风速。本项目在测量的同时可以通过蓝牙将检测到的风速数据上传至终端。

本项目的硬件资源要求：2个发光二极管、1个蓝牙模块、1个FLASH存储芯片、2个轻触按键、1个电池、1个风速测量模块。

本智能风扇项目对单片机的资源要求如下：

·1个IIC通讯接口（与FLASH存储芯片通讯），

·1个电池电压检测（测量电池电压），

·1个串口（与蓝牙模块通讯），

·2个普通IO口（接2个LED指示灯），

·2个普通IO口（接2个轻触按键），

·1个AD检测口（接风速测量模块的OUT），

根据上述的资源需求，我们选用瑞萨R5F10367ASP，SSOP20。查询R5F10367ASP，SSOP20规格书可知：R5F10367ASP，SSOP20在本项目资源方面完全满足。

原理图设计如下：

具体的电路设计分析如下：

1、系统供电

采用3节干电池4.5V供电,通过稳压芯片（U2）TPS70933DBVR降到3.3V，给单片机和其它控制电路进行供电。为了降低电池功耗，电池电压的AD检测R3/R4选用100K电阻。TPS70933DBVR的静态电流只有1μA，功耗很低。

此处增加电池电压检测是为了当电池电压低于3.7V以下时，指示灯显示电量低，便于用户及时更换电池。

2、主控部分

主控部分用R5F10367ASP 16位MCU，SSOP20。上图为单片机最小系统，即由单片机、烧录接口和复位电路组成。

3、按键/显示部分

风速计的按键采用180克力的轻触按键，可随时开启工作，随时停止工作并保存数据上传至终端。两个发光二极管LED1/LED2的限流电阻R17/R18可根据实际亮度选取(一般可选范围在510R-1K)。

4、数据传输部分

采用RF-BM-S02低功耗蓝牙模块，该模块采用TI的CC2540作为核心处理器。模块运行在2.4 GHz ISM band，GFSK 调制方式（高斯频移键控），40 频道2 MHz 的通道间隙，3 个固定的广播通道，37 个自适应自动跳频数据通道，物理层可以和经典蓝牙RF组合成双模设备，2 MHz 间隙能更好地防止相邻频道的干扰。宽输出功率调节(-23 dBm～4dBm)，-93 dBm高增益接收灵敏度。

当风速计处于待机状态时，MCU发指令使RF-BM-S02进入睡眠状态(0.35uA)。

上图中的LED1可根据调试需求增减，主要用来指示蓝牙模块的数据收发状态。

5、风速采集部分

当外界风使叶片转动时，输入U4的信号会发生变化，单片机R5F10367ASP通过采集U4的输出信号OUT，通过软件算法处理后，计算出此时的风速值并通过蓝牙模块上传至终端进行显示。R8/R10/R12/R19为10K电阻，R11为3M电阻，R13为30R电阻，R14为1K电阻,C9-C14为电容0.01UF，U4可选用NJU7014。

注意：调节电感L1的参数可改变风速计的灵敏度及准确度，一般选取范围为3.3UH-100UH。

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全部评论（1）

maomao Lv8. 研究员 2020-03-16

学习了~~

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