Электронный термометр
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
p>
Рисунок 1 - Структурная схема
3. ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ
Элементная база, как правило, выбирается исходя из требований к проектируемому устройству. К критериям выбора элементной базы можно так же отнести серийность разрабатываемого прибора, так как в случае крупносерийного производства на итоговую цену прибора начнет оказывать вид монтажа корпусов выбранных элементов. Автоматизированный монтаж является более дешевым, качественным и быстрым по сравнению с ручным, что тем ощутимей, чем крупнее партия изготавливаемых приборов.
Поэтому, если необходимый элемент выпускается в корпусе, приспособленном для автоматизированного монтажа, перспективней выбрать именно его. Как правило, это планарные корпуса (для монтажа на поверхность платы, а не в отверстия в плате). Так же, при выборе элементной базы, косвенным критерием может служить наличие достаточно полного и подробного описания на элемент, чем, к сожалению, пренебрегают некоторые производители радиоэлектронных компонентов.
В нашем случае определяющими требованиями являются: минимальные габариты и вес, диапазон рабочих температур, низкое энергопотребление, диапазон и погрешность измерений (для датчика).
Итак, для электронного термометра необходимо выбрать следующие компоненты:
датчик температуры;
ЖКИ;
микроконтроллер.
.1 ВЫБОР ДАТЧИКА ТЕМПЕРАТУРЫ
Для измерения температуры существует несколько типов датчиков, которые можно поделить по одному основному критерию: по виду выходного сигнала: аналоговый или цифровой.
В случае цифрового выхода, выходной сигнал не требует каких-либо преобразований и может напрямую фиксироваться управляющим микроконтроллером. При использовании датчика с аналоговым выходом (как правило, выход датчика представляет собой зависимость вида: температура - напряжение), необходимо оцифровывать полученный сигнал средствами МК. В общем случае, датчики с цифровым выходом имеют более высокую точность, но и более высокую стоимость, в сравнении с аналоговым.
Т.к. основным критерием выбора датчика является его цена, мною был выбран датчик температуры TMP36GT9 производства компании Analog Devices [2], удовлетворяющий всем требованиям к проектируемому прибору, и имеющий ряд преимуществ, к которым можно отнести:
1.низкое напряжение питания;
2.калиброван непосредственно в C;
.низкая цена;
.низкое самонагревание.
Технические характеристики выбранного датчика:
диапазон измерения температуры -40… +125 С;
соответствующий выходной сигнал 0,1 В ... 1,7 В;
масштабный коэффициент 10 мВ/ C;
напряжение питания 2,7 В … 5,5 В;
потребляемый ток 35 мкА (макс);
точность: 1 С.
Назначение выводов датчика представлено на рисунке 2. Зависимости тока потребления от температуры, выходного напряжения от температуры, а также типовая схема подключения представлены на рисунках 3 - 5 соответственно.
Рисунок 2- Назначение выводов датчика TMP36GT9
Рисунок 3- Зависимость тока потребления от температуры
Рисунок 4- Зависимость выходного напряжения от температуры
Рисунок 5- Типовая схема подключения датчика TMP36
.2 ВЫБОР ИНДИКАТОРА
В качестве интерфейса с пользователем необходимо выбрать индикатор, способный отображать символьную информацию (значение скорости ветра), обладающий низким энергопотреблением и способный работать в заданном диапазоне температур.
Среди множества средств индикации, в соответствии с выдвинутыми требованиями, наиболее подходящими являются символьные ЖК-индикаторы, а точнее ЖК-модули на основе данных индикаторов, содержащие встроенный контроллер ЖК-индикатора HD44780 фирмы Hitachi, или KS0066 фирмы Samsung, или любой другой совместимый контроллер. Подобные ЖК-модули обладают следующими преимуществами:
1.стандартизированный интерфейс подключения и управления модулем;
2.минимальное задействование ресурсов управляющего микроконтроллера (всю нагрузку по обновлению дисплея, дешифрации и выводу на дисплей символа, так же встроенные контроллеры содержат небольшой объем памяти для хранения отображаемых символов);
.самое низкое энергопотребление по сравнению с подобными, не жидкокристаллическими индикаторами;
.могут подключаться напрямую к линиям ввода/вывода управляющего микроконтроллера;
.не требуют каких-либо дополнительных навесных элементов (в случае, если не требуется регулировка контрастности - в этом случае контрастность будет всегда максимальной);
.Кроме того, современные символьные ЖК-модули обладают высокой контрастностью и широкими углами обзора, а так же широким диапазоном температур эксплуатации и низкой стоимостью.
Мной выбран ЖК-модуль MT-16S2D отечественной фирмы МЭЛТ [3]. Жидкокристаллический модуль MT-16S2D состоит из БИС контроллера управления и ЖК панели.
Контроллер управления КБ1013ВГ6, производства ОАО АНГСТРЕМ, аналогичен HD44780 фирмы Hitachi и KS0066 фирмы Samsung. Внешний вид модуля приведен на рисунке 6.
Модуль позволяет отображать 2 строки по 16 символов, что позволит сделать индикацию более информативной. Символы отображаются в матрице 5х8 точек.
Между символами имеются интервалы шириной в одну отображаемую точку. Каждому отображаемому на ЖКИ символу соответствует его код в ячейке ОЗУ модуля. Модуль содержит два вида памяти - кодов отображаемых символов и пользовательского знакогенератора, а также логику для управлени