基于大氣壓強傳感器TP015P的多功能海拔儀設計

　　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、顯示內容豐富等特點(diǎn)。該模塊的工作電壓為5 V，并帶有字符對比度調節和背光等功能。1601模塊與單片機的接口電路如圖6所示。

　　3 軟件設計

　　該儀器工作流程首先是初始化單片機、字符液晶和DS18B20;第二是啟動(dòng)溫度轉化，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轉換，采集8個(gè)大氣壓強的電壓值，并求出平均值;第四，用轉換算法將電壓值轉化成實(shí)際的海拔高度，第五是用液晶顯示溫度和海拔高度。其系統軟件流程圖如圖7所示。

　　在整個(gè)系統軟件設計中，會(huì )涉及到一線(xiàn)總線(xiàn)和I2C總線(xiàn)編程技術(shù)。一線(xiàn)總線(xiàn)的讀寫(xiě)時(shí)序操作、搜索算法和匹配算法的實(shí)現是系統軟件最為重要的部分。在一線(xiàn)總線(xiàn)程序中，關(guān)鍵是一線(xiàn)總線(xiàn)的總線(xiàn)初始化、讀數據和寫(xiě)數據時(shí)序的實(shí)現。本儀器的軟件系統涉及到DS18B20的命令字有搜索命令(OxF0)、溫度轉化命令(0x44)、讀取溫度命令(0xBE)和匹配命令(0x55)。

　　4 產(chǎn)品測試結果分析

　　因為玻爾茲曼公式是在假定大氣溫度為常數的情況下推導出來(lái)的。而實(shí)際情況是大氣的溫度與海拔高度有關(guān)。故在實(shí)際測量的基礎上(兩個(gè)儀器測試)，可利用MATLAB軟件進(jìn)行實(shí)驗數據分析。其分析結果如圖8所示，這樣就可以找到傳感器輸出值與海拔高度的實(shí)際對應關(guān)系。目前，本產(chǎn)品已在四川省成都市龍泉山上進(jìn)行了4個(gè)不同海拔高度的測量，其測量高度與實(shí)際高度的對比如表1所列。

　　5 結束語(yǔ)

　　該數字海拔儀能夠精確地測出大氣壓強，并能夠正確地用數字方式顯示海拔高度和溫度值。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)地測量，驗證了文中的海拔高度和大氣壓強轉換算法的正確性和儀器精度。該儀器可廣泛使用于野外考察，旅游等民用領(lǐng)域，具有廣闊的市場(chǎng)前景。