Барометр и термометр на ATmega8 (с печатной платой)

September 28, 2012 by admin Комментировать »

Температура
и давление окружающего воздуха оказывают большое влияние на самочувствие
человека. Их важно знать и в походе, и на даче, и дома. Предлагаемый компактный
прибор как нельзя лучше подходит для этого. Его можно использовать также для
приблизительной оценки высоты, например, при подъеме в горы. Уменьшение
давления на 1 мм ртутного столба соответствует увеличению высоты над уровнем
моря приблизи­тельно на 10 м.

Пределы
измерения и погрешность  прибора
определяются в основном примененными в нем датчиками тем­пература -55…+125
°С, атмосферное давление 225. 825 мм ртутного столба Прибор питается
напряжением 9 В от гальванической батареи типа “Крона” или сетевого
адаптера Потребляемый ток — 30 мА (при выключенной под­светке ЖКИ). Размеры
корпуса — 118×72 28 мм. Работа прибора была проверена при температуре от -5 до
+25 С Погрешность измерения давле­ния не превысила 4 мм ртутного столба Схема
прибора изображена на рис. 1 причем собранный на отдель­ной плате модуль
измерения давления выделен штрихпунктирной линией.

Необходимые
для работы датчика так­товые импульсы частотой 32768 Гц выра­батывает кварцевый
генератор на эле­ментах микросхемы DD1 В принципе, эти импульсы мог бы
формировать и микро­контроллер DD2 с помощью одного из имеющихся в нем таймеров
Но это по­требовало бы усложнения программы.

Напряжение
3,6 В для питания датчи­ка В1 и микросхемы DD1 получено с помощью стабилитрона VD1
Резисторы R1 —R3 — нагрузочные для линий свя­зывающего датчик с микроконтролле­ром
интерфейса 1С и сигнала XCLR Печатная плата модуля измерения дав­ления показана
на рис. 2

Хотя
датчик HP03SB содержит и встроенный измеритель температуры, его показания
используются програм­мой микроконтроллера DD2 только для уточнения результатов
измерения дав­ления. На ЖКИ HG1 вместе со значени­ем давления выводятся
показания дру­гого датчика температуры — DS1624 (В2) Причина этого проста — он
точнее При необходимости датчик В2 можно сделать выносным и расположить там где
температура представляет наиболь­ший интерес. При установке в корпусе прибора
этот датчик следует вынести на боковую стенку, сделав в ней окно по его
размерам Иначе неизбежна ошибка на 1,5 ..1,8 ‘С, в чем я убедился на практике
Напряжение питания +5 В стабилизи­ровано микросхемой DA1 Подстроеч ным
резистором R8 устанавливают наи­лучшую контрастность изображения на ЖКИ Кнопкой
SB1 включают подсветку его табло. Остальные элементы необхо­димы для работы
микроконтроллера Элементы R7 R9 СЮ VD2 — цепь уста­новки микроконтроллера в
исходное состояние Кварцевый резонатор ZQ2 с конденсаторами С11.С12 — частотозадающая
цепь тактового генератора мик роконтроллера.

На
рис. 3 представлен чертеж ос­новной печатной платы прибора а на рис. 4 —
расположения деталей на ней В переходное отверстие показанное залитыми (плата
на рис. 2), необходимо вставить и пропаять с двух сторон прово­лочную
перемычку. Для микроконтрол­лера DD1 должна быть предусмотрена панель, так как
в процессе налаживания прибора эту микросхему придется из­влекать и вновь
устанавливать.

Остановимся
на некоторых особен­ностях датчика HP03SB. общий вид и га­баритные размеры
показаны на рис. 5 Для определения давления необходимо предварительно прочитать
из памя­ти установленного в приборе экземпля­ра этого датчика двухбайтные
значения коэффициентов С,—С- и однобайтные значения параметров A—D. Все они ин­дивидуальны
для данного экземпляра.

Результаты
измерения представляют собой два двухбайтных числа- D1 — дав­ление D2 —
температура.  Прочитав их из памяти
датчика программа должна вычислить вспомогательные значения

Более
подробные сведения о датчике HP03SB имеются в [1]. Однако необ­ходимо отметить
что там указаны невер­но адреса внутренней памяти датчика, по которым хранятся
его индивидуаль­ные константы. Следует пользоваться теми адресами что приведены
в [2] В приборе можно применить и другие дат­чики серии НРОЗ Некоторые из них
име­ют меньшую точность, другие отлича­ются конструктивным оформлением.

Работа
программы начинается с ини­циализации портов микроконтроллера и ЖКИ Успешную
инициализацию под­тверждает вывод на табло надписи “TER- MOBAR” (буква
Н пропущена). Затем инициализируется датчик давления, счи состояние регистра
статуса модуля TW1 микроконтроллера не проверяется.

Для
чтения коэффициентов и пара­метров датчика предназначена специ­альная программа
ReadCC, которую необходимо загрузить в программную  память микроконтроллера полностью собранного
прибора (с подключенным модулем измерения давления), вклю­чить его и через
несколько секунд выключить. После этого нужно извлечь микроконтроллер и с
помощью про­грамматора прочитать содержимое его EEPROM. В нем по адресам,
указанным в табл. 1, находятся значения индиви­дуальных коэффициентов и парамет­ров
датчика. Далее необходимо открыть файл рабочей про­граммы баро­метра-термо­метра
BARO-2 asm, найти в нем фрагмент, приведенный в табл. 2, и ис­править значе­ния
объявлен­ных там конс­тант в соответ­ствии с прочи­танными из EEPROM Пара­метр D
в про­грамме не ис­пользуется

Теперь
про­грамма готова к работе с уста­новленным в прибор экзем­пляром датчика
Остается от­транслировать ее с помощью AVR Studio и загрузить полу­ченный НЕХ- файл
в микро­контроллер Уч­тите, что анало­гичный файл, приложенный к статье, рассчи­тан
на работу с датчиком, имев­шимся у автора Если загрузить его в микрокон­троллер
при­бор с другим эк­земпляром дат­чика давления будет работать но давать неточ­ные
показания

В
разработке использованы фрагменты программ из [3] и [4]. Подпро­граммы преоб­разования
чи­сел из шестнадцатеричного формата в дво­ично-десяти­чный перерабо­таны с
учетом разрядности чисел. Подпро­граммы пере­множения и де­ления двух­байтных
чисел, предназначен­ные для микро­контроллеров семейства MCS-51, пере­ведены на
язык ассемблера AVRASM Мень­ше всего под­верглась изме­нениям подпрограмма
управления ЖКИ, учтены лишь особенности индикатора MT-10S1 а для ввода и вывода
сигналов использо­ваны другие порты микроконтроллера.

1 комментарий

  1. Евгений says:

    Затрудняюсь с подбором элементной базы, нужна помощь

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты