[网友问答4]基于NPN型脉冲风速变送器获取实时风速

NPN脉冲风速变送器的使用见以下视频教程：

在上面显示的视频中获取测试工程源码的方法。

欢迎关注小哈哥的视频号，请期待更多精彩。

• 直流供电：5V DC
• 脉冲输出：脉冲输出
• 分辨率：0.0875 m/s
• 精度：±(0.2 0.03V) m/s V表示风速
• 测量范围：0~70 m/s
• 动态响应时间： ≤0.5s
• 启动风速：≤0.2 m/s

产品型号命名规则如下：

脉冲输出风速变送器风速与脉冲数量的转换关系如下：

从上面我们可以得出结论，我们只需要在一秒钟内计算脉冲N。通过脉冲N和上述截图中的已知信息，我们可以得到风速的转换关系如下：

风速=(1.75 / 20) * N

因此，本模块应用的难点在于如何准确计算单位时间内的脉冲数。

因为这个模块是NPN所以我们只需要用棕色（ 5V）、黑色（GND）、蓝色(和一个GPIO连接)三条线即可。

为了计算脉冲的数量，我们使用外部中断来计算脉冲，每个脉冲，外部中断执行一次。

void NPNInit() {     EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;         NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;           ///使用外部中断需要打开RCC_APB2Periph_AFIO时钟     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);     //初始化IO口为输入          GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =   NPN_Pin;          GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;     GPIO_Init(NPN_PORT, &GPIO_InitStructure);                //GPIOB.12中断线     EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line12);     GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource12);      EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line12;     EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;     EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Rising;    ///上升沿中断     EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE;     EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);       //中断初始配置     NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;          NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;       NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);     } 

因为我们需要记录单位时间内收到的脉冲数量，所以我们需要占用一个定时器来计时。我们可以随意选择一个定时器我们选择TIM4，下面代码对TIM四是初始化：

//// //arr：自动重装值。 //psc：时钟预分频率    void TIM4_Init(u16 arr,u16 psc) {      NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;     TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;      RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE);    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////TIM4时钟使能           //定时器TIM初始化
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; 						//设置自动重装载值	
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; 						//设置TIMx时钟频率的预分频值，16位
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; 		//设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  	//TIM向上计数模式
    TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure); 				//根据指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
 
    TIM_ClearFlag(TIM4, TIM_FLAG_Update);  
    TIM_ITConfig(TIM4,TIM_IT_Update,ENABLE ); 						//使能指定的TIM4中断,允许更新中断
	 	  
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM4_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1 ;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;	
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);									//根据指定的参数初始化NVIC寄存器
	
    TIM_Cmd(TIM4,DISABLE); 
}

main函数中调用定时器4的初始化函数如下：

    TIM4_Init(1000-1,7200-1);       //7200分频，10KHz，计数1K耗时100ms
    TIM4_Set(1);        //开启定时器

TIM4每100ms执行一次中断。

我们定义了两个全局变量，一个数组用于记录每100ms内收到的脉冲数，一个用于记录当前数组的索引：

u32 CounterArr[10];
u8 CounterIndex = 0;

在TIM4的定时器中断函数中，每次中断发生时，将脉冲计数保存在数组CounterArr中，然后脉冲计数清零。

//定时器4中断
void TIM4_IRQHandler(void)  
{
   if (TIM_GetITStatus(TIM4, TIM_IT_Update) != RESET)  
   {
        TIM_ClearITPendingBit(TIM4, TIM_IT_Update  ); 
       
        //保存NPN脉冲计数
        CounterArr[CounterIndex] = msNPNCount;
        msNPNCount = 0;
        CounterIndex++;
        if(CounterIndex>=10)
            CounterIndex=0;
   }
}

在main函数中，周期计算风速值，CounterArr数组中存的十个脉冲数，即1秒中内的脉冲总数，然后将脉冲总数*0.0875，所得的结果即为风速值。

if(times%200==0)
{
    //计算风速值
    nTotalNPNCounter = 0;
    for(i=0;i<9;i++)
    {
        nTotalNPNCounter += CounterArr[i];
    }

    printf("风速为 %.2f m/s\r\n",nTotalNPNCounter*0.0875);
} 

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