氣壓高度表設計
摘要 介紹了一款戶外登山、摹巖等運動愛好者所用便攜式多功能高度計腕表,該設計除具有普通電子手表的計時和LCD顯示等功能外,結合芬蘭VTI公司的微型氣壓傳感器SCP1000-D11的4種測量模式轉換和氣壓數據與高度特別的算法,低功耗的軟硬件設計使用戶能隨時隨地查看所處位置及高度。在實際使用中獲得了用戶的肯定。
關鍵詞 SCP1000-D11氣壓傳感器;高度;數據;模式;低功耗
高度計就是利用大氣壓的變化規律,來測量所在地的海拔高度和大氣壓變化,以及測量因地域變化發生的相對高度。一般適用于戶外活動者,包括登山、攀巖、滑雪運動、外出旅行等。針對當前氣壓高度計產品絕對高度測量誤差大、功能單一、體積大、耗電高不便攜帶等缺點,基于VTI公司推出的SCP1000-D11氣壓傳感器微小的尺寸,4種測量模式的切換等特點,采用氣壓數據與氣壓轉換高度軟件算法改進設計。并在硬件設計上增加了背光顯示,鬧鐘功能。
1 系統設計
為使系統更精簡、經濟與實用,采用4位的OKIMCU ML63189B,SCP1000-D11傳感器作為一個Slave,通過I2C接口與MCU的I/O通訊。增加了時鐘計時、秒表、鬧鈴與背光顯示功能。通過有5個Key的按鍵操作與相應的軟件實現人機交互。
2 系統硬件設計
該系統包含有MCU基本功能,按鍵操作、背光驅動顯示、鬧鐘與發聲功能、高度、溫度與時鐘LCD顯示,SCP1000-D11氣壓傳感器與MCU接口模塊。OKIML63189B有4 bit、32 kB Word ROM、1.5 kB Word RAM/64×16 bit LCD ICONS。MCU高速時鐘選擇外接精密電阻100 kΩ,確保氣壓數據處理與通訊需要。按鍵外接VDD,MCU接口為外部中斷功能引腳PB.3,PO口,內接下拉電阻,當按鍵按下時為上升沿觸發。鬧鐘驅動鏈接MCU 91PIN MD引腳,通過一個BC847BW NPN三極管驅動蜂鳴片工作。SCP1000-D11共有16個引腳,有7個I/O型引腳,電源型引腳9個。其接線如圖2所示,用單一電源供電,TRIG外部觸發低功耗模式,設計中該引腳則接至DVSS。DRDY為輸出中斷信號,用以提示用戶溫度和壓力值已經測量,可讀取。PD引腳為高電平可使SCP1000-D11長時間保持低功耗模式。DRDY-PIN,PD分別接PB.0,P9.0。SCK、SDA、MISO和CSB引腳組成了數據通訊線。該MCU無專用I2C接口I/O,其PA.0,PA.1作為SCL,SDA與氣壓傳感器通訊線,因SDA為OPEN-DRAIN輸出,其線外接上拉電阻10 kΩ。MISO-PIN開路,CSB-PIN接VDD。
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