大氣壓強傳感器TP015P在海拔高度測量中的應用

2．3 A／D轉換電路
本儀器中的A／D電路采用Microchip Technology公司的12位低功率模數轉換器MCP3221。MCP3221是連續的近似值12位逐次逼近式A／D轉換器。采用2線(xiàn)串行和I2C兼容的接口。MCP3221采用單電源工作，故可簡(jiǎn)化電路設計。該器件可在較大的電壓范圍內工作(2．7～5．5 V)，同時(shí)片內還具有采樣保持電路和自定時(shí)轉換功能，其采集時(shí)間和轉換可利用內部時(shí)鐘定時(shí)。每次轉換后，可將結果存在12位的寄存器里，并按照I2C總線(xiàn)時(shí)序讀取A／D轉換的值。當MCP3221采用快速轉換模式并且時(shí)鐘速率為400 kHz時(shí)，其最大的采樣速率可達22．3 ksps。在硬件電路上，MCP3221的電源電壓必須具有較小的紋波且保持穩定，這樣，A／D的誤差才會(huì )小。MCP3221的SCL和SDA引腳需上拉10 kΩ電阻后再與單片機I／O相接。MCP3221與8051單片機的接口電路如圖4所示。

2．4 溫度采集電路
本文介紹的海拔高度測量儀器的溫度采集電路采用Dallas半導體公司的一線(xiàn)式數字溫度傳感器DS18B20。數字式溫度傳感器DS1820是世界上第一片支持“一線(xiàn)總線(xiàn)”接口的溫度傳感器，它可采用一根信號線(xiàn)來(lái)實(shí)現信號的雙向傳輸，并具有接口簡(jiǎn)單，節省I／O口線(xiàn)，便于擴展和維護等優(yōu)點(diǎn)。DS18B20的測量溫度范圍為-55～+125℃，在-10～+85℃范圍內，其精度為±0．5℃?，F場(chǎng)溫度直接以“一線(xiàn)總線(xiàn)”的數字方式傳輸，從而大大提高了系統的抗干擾性，適合于惡劣環(huán)境下的現場(chǎng)溫度測量。DS18B20與單片機8051的接口電路如圖5所示。

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。