大氣壓強(qiáng)傳感器TP015P在海拔高度測量中的應(yīng)用

作者：時(shí)間：2010-11-10 來源：網(wǎng)絡(luò)

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2．2 放大濾波電路
本儀器采用的運(yùn)算放大器是美國AD公司的儀器儀表放大器AD620，該放大器的放大系數(shù)可以由外接電阻RG所決定，其具體的放大倍數(shù)計(jì)算
公式為

。AD620的核心是三運(yùn)放電路，并具有較高的共模抑制比，而且溫度穩(wěn)定性好，放大頻帶寬，噪聲系數(shù)小，調(diào)節(jié)方便。由于大氣 壓強(qiáng)傳感器TP015的輸出在10～150 mV，而A／D芯片MCP3221的信號(hào)輸入范圍為0～3 V，故設(shè)定AD620的放大倍數(shù)約為30倍。其放大濾波電路原理如圖3所示。

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/162708.htm

2．3 A／D轉(zhuǎn)換電路
本儀器中的A／D電路采用Microchip Technology公司的12位低功率模數(shù)轉(zhuǎn)換器MCP3221。MCP3221是連續(xù)的近似值12位逐次逼近式A／D轉(zhuǎn)換器。采用2線串行和I2C兼容的接口。MCP3221采用單電源工作，故可簡化電路設(shè)計(jì)。該器件可在較大的電壓范圍內(nèi)工作(2．7～5．5 V)，同時(shí)片內(nèi)還具有采樣保持電路和自定時(shí)轉(zhuǎn)換功能，其采集時(shí)間和轉(zhuǎn)換可利用內(nèi)部時(shí)鐘定時(shí)。每次轉(zhuǎn)換后，可將結(jié)果存在12位的寄存器里，并按照I2C總線時(shí)序讀取A／D轉(zhuǎn)換的值。當(dāng)MCP3221采用快速轉(zhuǎn)換模式并且時(shí)鐘速率為400 kHz時(shí)，其最大的采樣速率可達(dá)22．3 ksps。在硬件電路上，MCP3221的電源電壓必須具有較小的紋波且保持穩(wěn)定，這樣，A／D的誤差才會(huì)小。MCP3221的SCL和SDA引腳需上拉10 kΩ電阻后再與單片機(jī)I／O相接。MCP3221與8051單片機(jī)的接口電路如圖4所示。

2．4 溫度采集電路
本文介紹的海拔高度測量儀器的溫度采集電路采用Dallas半導(dǎo)體公司的一線式數(shù)字溫度傳感器DS18B20。數(shù)字式溫度傳感器DS1820是世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器，它可采用一根信號(hào)線來實(shí)現(xiàn)信號(hào)的雙向傳輸，并具有接口簡單，節(jié)省I／O口線，便于擴(kuò)展和維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。DS18B20的測量溫度范圍為-55～+125℃，在-10～+85℃范圍內(nèi)，其精度為±0．5℃?，F(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，從而大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性，適合于惡劣環(huán)境下的現(xiàn)場溫度測量。DS18B20與單片機(jī)8051的接口電路如圖5所示。

2．5 顯示電路
本儀器采用的1601字符型液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富等特點(diǎn)。該模塊的工作電壓為5 V，并帶有字符對(duì)比度調(diào)節(jié)和背光等功能。1601模塊與單片機(jī)的接口電路如圖6所示。

3 軟件設(shè)計(jì)
該儀器工作流程首先是初始化單片機(jī)、字符液晶和DS18B20；第二是啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)化，發(fā)送DS18B20匹配命令，逐個(gè)將各個(gè)DS18B20采集的溫度值讀出；第三是啟動(dòng)A／D轉(zhuǎn)換，采集8個(gè)大氣 壓強(qiáng)的電壓值，并求出平均值；第四，用轉(zhuǎn)換算法將電壓值轉(zhuǎn)化成實(shí)際的海拔高度，第五是用液晶顯示溫度和海拔高度。其系統(tǒng)軟件流程圖如圖7所示。