Страница: 3/8
Рис. 3. Структурная схема измерителя температуры на МК типа AT90SXXXX
Для сравнения со схемой измерения на рис. 1 рассмотрим принцип работы полученной схемы цифрового измерителя температуры (рис. 3), временная диаграмма для которого совпадает с диаграммой, приведенной на рис. 2. Перед началом измерения ключевые элементы К1 и К2 находятся в разомкнутом состоянии. Под управлением программы МК (в дальнейшем МК) происходит заряд конденсатора C через резистор R1. Когда напряжение достигает уровня UО, МК включает К2, и начинается разряд конденсатора C через образцовый резистор RО.
Одновременно с началом разряда МК начинает отсчет интервала времени δt = t1 - t0 (рис. 2). В момент времени t2 напряжение U1 на конденсаторе C сравнивается с напряжением U2, и МК заканчивает отсчет времени. Этот процесс повторяется с измеряемым резистором RX. После того, как получены два значения интервалов времени (DtO для образцового резистора RO и DtX для измеряемого резистора RX), величина измеряемого резистора RX МК вычисляется по следующей формуле:
RX = R0 x δtX/ δtO
где RX - измеряемое сопротивление; RO - образцовое сопротивление; δtX - интервал времени для измеряемого резистора RX; δtO - интервал времени для образцового резистора RO.
РАЗРАБОТКА СХЕМЫ
1.1 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ
Согласно заданию схема должна содержать следующие блоки:
· Стабилизатор напряжения (необходим для преобразования напряжения 10-30В, в 5В )
· Микроконтроллер (служит для управления всеми блоками данной схемы)
· Датчик температуры
· Источник тока (необходим для измерения температуры, так как на термометр сопротивления необходимо подавать постоянный ток)
· Источник опорного напряжения (для создания опорного напряжения в АЦП)
· Последовательный интерфейс для связи с ПК (необходим для передачи полученных данных в персональный компьютер)
· Дисплей (предназначен для отображения измеряемых данных)
· Клавиатуру ( по нажатию какой либо кнопки мы можем измерять температуру или просмотреть уже измеренную)
· Супервизор напряжения (вырабатывает общий сигнал сброса)
На рис.4. представлена структурная схема данного устройства.
|
|
Рис. 4.
1.2 РАЗРАБОТКА ФУНКЦИАНАЛЬНОЙ СХЕМЫ
Разработку функциональной схемы начнем с последовательного описания каждого блока схемы.
1) Стабилизатор напряжения. На вход данной микросхемы подается напряжение 10-30В с выхода получаем постоянное напряжение 5В. Напряжение 5в необходимо для питания микросхем.
2) Микроконтроллер. На данную микросхему также подается земля и питание. Сигнал сброса и на его входы также поступают сигналы от различных устройств таких как датчик температуры, последовательный интерфейс обмена, клавиатура, устройство отображения и др. т.е данная микросхема управляет всеми остальными.
3) Датчик температуры. Представлен в виде термометра сопротивления и через должен него протекает постоянный ток, чтобы с выводов снимать изменяющееся напряжение. Напряжение будет изменяться в зависимости от температуры.
4) Источник тока. С выхода данной микросхемы снимаем постоянный ток, на вход подается земля и питание.
5) Источник опорного напряжения. На вход земля и питание, с выхода получаем постоянное напряжение 2,5В. Опорное напряжение для встроенного АЦП.
6) Последовательный интерфейс. Он управляется от микроконтроллера, т.е. на его входы кроме питания и земли, подаются сигналы (RE,R0,DE,DO) по которым происходит считывание или запись данных в компьютер по последовательному порту.
7) Клавиатура. С выхода идет код в микроконтроллер, который там обрабатывается и по нему выполняется какая либо операция, на вход подается земля.
Реферат опубликован: 4/04/2010