Другие предметы \ Цифровые средства измерений

Расчет измерительного канала цифровых весов с температурной компенсацией, страница 7

Port B – входы для таймер/счетчика 0, таймер/счетчика 1, аналогового компаратора. Ножки обеспечивающие работу интерфейса SPI.

Port С - выходы РС6, РС7 -  служат для подключения внешнего кварцевого резонаторакак генератор для таймер/счетчика 2.

*       - входной сигнал сброса. Внешний сброс генерируется низким уровнем на входе . RESET импульсы длиной более чем 50 нс должны генерировать сброс, даже если таймер не запущен. Импульсы, длительностью меньше чем 50 нс не гарантируют появление сброса.

*XTAL1 – вход для инвертирующего усилителя и вход для внешнего таймера работающей цепи.

XTAL2 – выход инвертирующего усилителя.

AVCC – это обеспечение питания для АЦП и порта А. Если АЦП не используется, этот вывод должен быть соединен с выводом VCC. Если АЦП используется – этот вывод должен быть соединен с VCC через фильтр нижних частот.

AREF – это аналоговый прототип входа для АЦП. Для работы АЦП, напряжение в диапазоне 2 В до АVCC должно быть подано на этот разъем.

AT90S8535 имеет АЦП с последовательным приближением. Имеет 10 разрядов. АЦП соединен с 8-ми канальным аналоговым мультиплексором, который позволяет каждый выход порта А использовать как выход для АЦП.

1.3.7.2 Серийный периферийный интерфейс SPI

Серийный периферийный интерфейс SPI позволяет синхронизировать высокоскоростную передачу данных между АТ90S8535 и периферийными устройствами или между несколькими устройствами AVR. Характеристики SPI  АТ90S8535 следующие:

·  полнодуплексная синхронная передача данных пол трехпроводной линии;

·  работа в режимах ведущий/ведомый;

·  передача данных возможна старшим или младшим битом вперед;

·  4 программируемые скорости работы;

·  прерывание окончания передачи;

·  режим пробуждения контроллера из состояния ожидания.

1.3.7.3 АЦП

В данном микропроцессоре используется 10-ти разрядный АЦП, выбор которого диктовался допустимой погрешностью преобразования.

2n=577, следовательно, n=9, т.е. необходимо использовать АЦП 9-ти разрядное, а в данном микропроцессоре используется 10-ти разрядное АЦП, следовательно, оно удовлетворяет требованиям ТЗ.

Характеристики:

интегральная нелинейность 0,5  единицы младшего разряда

абсолютная точность 2 единицы младшего разряда

время преобразования 65-260 мкс

АЦП присоединено к 8-ми канальному аналоговому диплексору, что позволяет настраивать каждый порт А контроллера как вход АЦП. Один вход порта А используется как вход АЦП, остальные 7 – используются для управления светодиодным индикатором.

1.3.7.3 Характеристики микроконтроллера:

рабочая температура –40-+105 0С

Напряжение на любом выводе относительно земли –1,0 - (Vcc+0.5)В

Напряжение сброса сигнала относительно земли -  -1,0-13,0 В

Максимальное напряжение операции 6,6 В

Максимальный ток выхода разъема 40,0 мА

Максимальный ток Vcc и GND – 200,0 мА

Напряжение питания Vcc (2,7 – 6,0) В

Напряжение входа (0,6 Vcc – Vcc+0,5), т. е. (3 – 5,5) В

В данной выпускной работе используется микроконтроллер для  преобразования аналоговой информации в код (с помощью АЦП), а микропроцессор выбирает поправку для результата измерения из таблицы, которая составлена по экспериментальным исследованиям весов (весы испытывались при некоторых температурах, при каждой температуре показания весов снимались в трех точках с последующей линеаризацией результатов, причем, находилась разница между показаниями весов при температуре, отличающейся от нормальной, и показаниями при нормальной температуре в последствие, эти результаты были занесены в память процессора в виде таблицы и при поступлении информации с датчика температуры, процессор находит соответствующее значение в таблице и вычитает его из результата измерения) и заложена в его памяти, т. е. таким образом, устраняется погрешность, вызванная изменением температуры. Микроконтроллер также используется при калибровке весов (2 его выхода соединены с входным мультиплексором, через которые он управляет ним).

1.3.8 Индикатор

Для разрабатываемого прибора используются светодиодный индикатор. Выбор соответствующего типа индикатора заключается, прежде всего, в правильном определении необходимого количества разрядов индикатора, которое определяется в зависимости от «размера» измеряемой величины, т.е. от необходимого количества высвечиваемых цифр. В данном случае возможный наибольший результат измерения прибора – 2000 кг. Следовательно, нам необходим четырёхразрядный индикатор. Кроме того, не маловажное значение имеет габаритные размеры индикатора. Поскольку рассматриваемый прибор в основном предназначен для применения его на аттракционах, то для удобства снятия показаний следует применять индикатор больших размеров. Выше перечисленным требованиям соответствует светодиодный индикатор  типа KING BRIGHT 99-49 SA23-12SRWA QB, который имеет следующие характеристики:

·  число светящих элементов в одном сегменте   3;

·  номинальный прямой ток через один элемент   10 мА;

·  средняя сила света одного элемента при номинальном прямом токе, не менее   0,85мкд;

·  сила света децимальной точки при номинальном прямом токе, не менее   0,07мкд;

·  цвет свечения индикатора   зелёный;

·  постоянное прямое падение напряжения на одном элементе при номинальном прямом токе, не более    1,5В.

·  размеры элемента

высота   76 мм,

ширина   20 мм.

Рабочий ток, который обеспечивает свечение, указанное выше – 10 мА, т. к. ток на выходе порта А равен 20 мА, то дополнительное питание светодиодам не нужно, а необходимо рассчитать гасящий резистор.

R=U/I=4/10*10-3=400 Ом

1.3.9 Клавиатура – задает режимы работы микроконтроллера.

1.3.10 Коммутатор(мультиплескор)

Скачать файл