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气压计。无线电电子电气工程百科全书

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该设备旨在记录模型飞机飞行过程中大气压力的变化。它基于 MCS-51 系列微控制器和非易失性存储芯片构建。模数转换是通过软件实现的。记录的信息可以传输到计算机并用于绘制飞行高度等。

执行测量可能是微控制器最常见的“职业”。在这种情况下，与测量参数成比例的电压首先被转换为数字等效值 - 多位二进制代码。完成此操作后，微控制器从模数转换器 (ADC) 接收准备好以并行或串行形式将结果传输给它的信号。

米。 1（点击放大）

然而，这种解决方案并不总是合理的，因为需要将 ADC 用作单独的微电路，甚至内置到微控制器中，这不可避免地会增加设备的成本，有时还会增加功耗。其次，在微电路设计中添加 ADC 会使设备变得复杂并降低其可靠性，因为需要在设备和微控制器之间组织许多电气连接。

但通常，特别是对模数转换速度要求较低的情况下，可以使用不带内置 ADC 的廉价微控制器的简单程序来实现。

气压计电路如图所示，采用目前仍然流行的AT89C2051（DD1）微控制器，不带内置ADC，在架构和指令集上属于MCS-51系列。大气压力传感器 - MPX4115A (B1)。与测量压力成比例的传感器输出电压经运算放大器 DA1.1 放大后，被馈送到微控制器内置的电压比较器的输入之一。在其另一个输入端，提供线性增加的电压，当齐纳二极管 VD5 和晶体管 VT1 上的稳定源电流对电容器 C2 充电时，该电压在电容器 C0,3 上形成。该电压变化规律与线性变化规律的偏差不超过±XNUMX%。

转换的结果是微控制器的内部定时器计数器计数的脉冲数，从电容器上的电压开始上升的那一刻起，直到它等于由微控制器记录的放大的传感器电压的那一刻，在其输入端接收到脉冲数。比较器。之后，微控制器在输出 P1.4 处产生一个脉冲，从而打开晶体管 VT1。电容器 C5 通过电阻器 R10 和开路晶体管放电，之后重复测量周期。

定时器工作在模式0，为八位，其计数输入接收微控制器晶振频率除以12的脉冲，该脉冲经过初步的五位分频器。在石英谐振器 ZQ1 Fkv = 11,059 MHz 的频率下，计数脉冲的频率等于

Fsch \u12d Fkv / (2 * XNUMX⁵) = 11059/384 = 28,8 kHz。

由于计数结束时预分频器的状态存储在单片机的TNO寄存器中，因此转换结果的总位长达到13。

如果按下 SB1 按钮打开气压计，转换结果将存储在通过 I24C 接口连接到微控制器的 02LC1B (DS2) 非易失性存储芯片中。如果在开机时未按下 SB1 按钮，则先前记录在非易失性存储器中的所有信息将通过 XS1 连接器逐字节发送到计算机 COM 端口的 RXD 输入。计算机上运行的任何终端程序都可以接受它。

符合 RS-232 标准的输出信号整形器是运算放大器 DA1.2，其中包含一个比较器。尽管提供给读者的微控制器程序版本不提供从计算机接收信息的功能，但压力计中提供了所需的电平转换器。它装配在晶体管VT3上。

XS1 连接器必须直接连接到计算机的 COM 端口连接器或使用“调制解调器”（无交叉）电缆。在大多数情况下，电缆中只有两根线就足够了 - RXD 和 SG 电路。为了组织气压计接收计算机传输的信息，还需要一个 TXD。 XS1 连接器触点之间的其余五根电线和跳线仅用于生成 DTR 和 RTS 控制信号并分析 DCD、DSR 和 CTS 输入状态的计算机程序的正确操作。在单片机程序中，其串口速度设置为9600波特。

气压计由两节电压为 9 V 的原电池供电（例如“Krona”）。开发程序时，使用了Atmel网站上通过带有存储芯片的AT2C89微控制器的I2051C接口实现通信的示例。

作者：K. Dunaev

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