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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 온도계와 기압계가 있는 시계. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / 시계, 타이머, 릴레이, 부하 스위치 제안된 장치는 AT90LS8535 마이크로 컨트롤러를 기반으로 제작되었으며 시간뿐만 아니라 온도, 대기압도 표시하므로 기존 가전 제품 XNUMX개를 대체합니다. 직렬 인터페이스를 통해 개인용 컴퓨터에 연결할 수 있으며, 이는 온도계 및 기압계 눈금을 교정하는 데 도움이 되며, 필요한 경우 데이터를 수집하여 선택한 시간 간격 동안 판독값의 변화 그래프를 표시합니다. 장치의 LED 표시기에서 HH.MM 형식으로 현재 시간 값을 확인할 수 있습니다. 원격 센서가 설치된 위치의 온도, °C; 대기압, mm Hg. 미술. 백업 배터리 상태는 50단계("정상 - 주의 - 낮음")로 표시됩니다. 장치는 -50...+0,1 °C 범위의 온도를 측정하며 오류는 0,2...700 °C입니다. 압력 측정 간격 - 800 ..1 mm Hg(오차 2...XNUMX mm Hg) 구조적으로 이 장치는 210개의 모듈(보드), 즉 표시기용 투명 창이 있는 160x80x20mm 크기의 하우징에 배치된 컨트롤러, 표시 및 전원 공급 장치와 XNUMX선 케이블로 본체에 연결된 원격 온도 센서로 구성됩니다. 최대 길이 XNUMXm 대기압 센서는 하우징 내부에 있습니다. Atmel의 AT90LS8535 마이크로컨트롤러를 선택한 이유는 다음과 같습니다.
AT90LS8535 마이크로컨트롤러는 프로그램을 변경하지 않고도 보다 현대적인 ATmega8535L 또는 같은 회사의 일반적인 ATmega10Z, ATMEga603으로 교체할 수 있습니다. 그러나 마지막 두 마이크로 회로는 훨씬 더 비싸고 전체 64핀 패키지로만 생산되므로 인쇄 회로 기판이 상당히 복잡해집니다. 컨트롤러 모듈 컨트롤러 모듈에서 그 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다. 2, 장치의 주요 구성 요소는 다음과 같습니다. 마이크로 컨트롤러 DD232; 마이크로컨트롤러 UART 신호를 RS-1 인터페이스(DD1 칩)의 표준 레벨로 변환합니다. 온도 센서 RK2의 저항을 전압으로 변환하는 장치(칩 DAI, DA1, 트랜지스터 VT2, VT1); 압력 센서(BP3); LED 표시기 제어 키(트랜지스터 VT30-VT232); RS-1 인터페이스 플러그(XP2), 마이크로컨트롤러 프로그래밍(XP3) 및 표시기 연결용(XPXNUMX).
DD2 마이크로 컨트롤러의 제어에 따라 트랜지스터 VT3-VT12, VT21-VT30의 스위치는 13개의 19 세그먼트 표시기의 공통 양극 회로의 전원에 교대로 연결되고 음극은 트랜지스터 VT30-VT29에 의해 전환됩니다. VT7 트랜지스터는 표시기의 시와 분 사이에 위치한 한 쌍의 LED를 제어합니다. 마이크로 컨트롤러의 핀 6(PC5)에서 마이너스 온도 표시용 LED로 신호가 전송되고, 핀 7(PB6) 및 6(PB7)에서 백업 배터리 상태를 나타내는 2색 LED로 신호가 전송됩니다. 위에 언급된 모든 표시기는 컨트롤러 모듈 외부에 있습니다. DDXNUMX 마이크로 회로의 핀 XNUMX, XNUMX이 프로그래밍에 사용되므로 HRZ 플러그에서 컨트롤러와 디스플레이 모듈을 연결하는 케이블을 분리하여 이 작업을 수행하는 것이 좋습니다. 측정된 값에 비례하는 전압이 DD2 마이크로 컨트롤러의 40개 핀에 공급되며, 내장 ADC의 사용 가능한 0개 채널 중 0개 핀의 입력으로 프로그래밍됩니다. 핀 39(PA1/ADC1) 온도, 38(PA2/ADC2) - 압력, 32(PA5/ADCXNUMX) - 배터리 전압. ADC의 표준 전압은 마이크로 컨트롤러의 핀 XNUMX(AREF)에 적용되는 +XNUMX VA이며, 이는 후자의 안정성에 대한 요구 사항을 크게 줄여줍니다. 사실 온도 및 압력 센서의 출력 전압은 측정된 매개변수뿐만 아니라 공급 전압에도 비례합니다. 이에 따라 기준 전압을 변경하면 ADC 출력 코드에서 이러한 종속성이 제거됩니다. 공칭 값과 기준 전압의 편차로 인해 배터리 전압 측정 결과에 추가 오류가 발생하지만 이 경우에는 그다지 중요하지 않습니다. 온도 센서인 서미스터 RK1은 60°C에서 저항이 4.569+435/-00Ω인 RES1900 계전기(패스포트 RS120-380)의 권선입니다. 여기에서는 릴레이 권선 RES20(패스포트 RS49-4.569.421), RES00 버전 DLT79을 포함하여 거의 동일한 저항의 다른 구리 권선을 사용할 수 있습니다. DLT4.555.011-4.555.011. 구리 권선의 저항은 온도에 선형적으로 의존하며 시간이 지나도 매우 안정적입니다. 그 값이 온도 T0(예: 20°C)에서 알려진 경우 온도 T에서 저항은 동일해집니다. R(T) = R(T0)[1 +0,004(T T0)]. 센서의 디자인은 그림 2에 표시된 것과 유사할 수 있습니다. XNUMX.
다심 절연 연결선 1(예: MGTF)는 에폭시 수지 4이 채워진 홀더 튜브 2를 통과하여 릴레이 3의 단자 A 및 B에 납땜됩니다. 액상 수지의 누출을 방지하기 위해 튜브 2가 닿지 않는 장소 릴레이 1에 단단히 고정되어 수지 중합 후 쉽게 제거할 수 있는 플라스틱 등으로 밀봉되어 있습니다. 붓기 전에 꼬인 배선 하니스에 유연한 폴리염화비닐 튜브 5를 배치해야 합니다. 이는 대기의 부정적인 영향뿐만 아니라 특히 튜브 2의 출구 지점에서 빈번한 꼬임으로 인한 와이어 파손으로부터 보호합니다. 릴레이 리드를 구부리거나 사용하지 않는 리드를 잘라내지 마십시오. 이로 인해 유리 절연체가 손상될 수 있으며, 밀봉된 릴레이 케이스 내부에 습기가 침투하면 부식이 발생하고 시간이 지남에 따라 초박형 권선이 파손될 수 있습니다. 연산 증폭기 DA1.1, DA1.2 및 전계 효과 트랜지스터 VT1, VT2에는 1개의 1mA 전류 안정기가 조립되어 있습니다. 이들의 동일성은 공통 분배기 R2R3로부터의 기준 전압 공급과 피드백 저항 R4 및 R1의 저항 동일성을 통해 보장됩니다. 회로에 따른 상부 안정기의 전류는 센서 RK1과 커넥터 X3의 핀 1과 5에 연결된 두 개의 연결 와이어를 통해 흐르고, 하부 안정기의 전류는 기준 저항(저항 R2)과 RK3에 연결된 두 개의 와이어를 통해 흐릅니다. 핀 1 및 2. 측정 결과는 트랜지스터 VTXNUMX 및 VTXNUMX 소스의 전압 차이이므로 커넥터의 와이어 및 접점에서 동일한 전압 강하는 빼면 서로 상쇄됩니다. 저항 R5의 값은 최소 측정 온도에서 센서 RK1의 저항보다 약간 작으므로 변환기의 출력 신호가 거의 1850에 해당합니다. 실온에서 저항이 50Ω과 현저히 다른 센서를 사용하는 경우 측정 간격의 하한 온도(예: -5°C)에서 위 공식을 사용하여 저항을 계산하고 다음을 수행해야 합니다. 공칭 R24로서 E5 시리즈에서 가장 가까운 작은 값 허용 편차가 ±2% 이하인 저항기를 생성하지만 허용 오차가 +29%인 C1-XNUMXV와 같은 정밀한 저항기를 사용해야 합니다. 이하에서는 그러한 저항만이 장치 설치 장소의 온도 변화가 판독값에 미치는 영향을 최소화합니다. 감산 연산은 연산 증폭기 DA2.1, DA2.2를 사용하는 정밀 차동 DC 증폭기에 의해 수행됩니다. 이러한 증폭기의 작동은 [3]에 설명되어 있습니다. 저항 R8-R11의 저항은 정확히 동일해야 하므로 ±0,1...±0,25% 이하의 허용 오차로 선택해야 하며, 저항 R3, R4는 유사한 허용 오차를 가져야 합니다. 차동 증폭기의 이득은 온도 측정의 상한이 연산 증폭기에 가능한 최대 출력 전압(약 4,4V)에 해당하도록 설정됩니다. 이득의 필요한 값은 공식에 의해 발견됩니다
여기서 R0는 실온에서의 센서 저항(kOhm)입니다. i0=1mA - 센서와 기준 저항기를 통과하는 정격 전류; Tmax, Tmin - 각각 측정 간격의 상한 및 하한(°C)입니다. 저항 R8-R11에 동일한 값을 부여한 후(2~10kOhm 사이의 값에서 선택 가능) 공식을 사용하여 저항 R6의 값을 계산합니다.
이 저항기 값의 정확도에 대한 요구 사항은 그리 높지 않으며 오류는 소프트웨어로 보상될 수 있습니다. 그러나 측정 장치의 다른 저항기와 마찬가지로 열적으로 안정적이어야 합니다. 압력 센서 BP1 - MPX4115AP는 Motorola에서 전자 기압계 및 기압 고도계용으로 특별히 생산했습니다. 0,15~1,15kPa(112,5~862,5mmHg) 범위에서 압력에 대한 출력 전압의 의존성은 정규화된 기울기를 통해 선형입니다. 그러나 다양한 센서 인스턴스의 영점 특성 변화는 20mmHg에 이릅니다. 미술. 이 장치의 오프셋 보상은 마이크로컨트롤러 프로그램에 할당됩니다. 첫 번째 센서 핀은 반원형 컷아웃으로 쉽게 식별할 수 있습니다. 제조된 장치의 기압계 판독값이 불안정한 경우 BP1 센서의 출력 회로에 유발된 간섭이 가장 큰 원인입니다. 이를 제거하려면 다이어그램에 표시되지 않은 센서의 단자 1과 2 사이에 최소 0,047μF 용량의 커패시터를 설치하는 것으로 충분합니다. 회로 R7C11은 전원이 켜졌을 때 DD2 마이크로 컨트롤러를 원래 상태로 안정적으로 설치하도록 보장합니다. 커패시터 C1-C10, C12는 차단 커패시터이고 C13 및 C14는 석영 공진기 ZQ1을 여기하는 데 필요합니다. 컨트롤러 모듈의 인쇄 회로 기판은 두께 1,5mm의 호일 유리 섬유 라미네이트로 양면으로 만들어졌습니다. 크기는 190x120mm이고 컷아웃은 90x60mm입니다. 모듈의 회로 및 설계의 특별한 특징은 아날로그, 디지털 회로 및 표시기를 위한 XNUMX개의 독립적인 "공통" 와이어입니다. 조립된 장치에서 이러한 전선은 전원 모듈에서만 서로 연결됩니다. 이 기술은 아날로그 및 디지털 노드와 디스플레이 모듈에서 발생하는 간섭을 줄입니다. 예를 들어 실험실 소스와 같이 "비표준"에서 전원을 공급받는 컨트롤러를 독립적으로 확인하고 설정할 때 후자의 공통 와이어를 연결하는 것을 잊지 마십시오. 저항기 R1-R6, R8-R11 - C2-29V 또는 이전에 지정된 공차를 가진 기타 정밀 저항기. 나머지 저항은 일반 MLT 또는 C4-1입니다. 모든 커패시터는 세라믹입니다. 석영 공진기 ZQ1 - NS-49 또는 원하는 주파수의 다른 공진기. XP1-HRZ 플러그는 이중열 PLD 핀 블록입니다. PC4 커넥터(X1)의 블록 부분은 장치 본체에 설치됩니다. 접점은 인쇄 회로 기판의 해당 접점 패드에 연결됩니다. RS-232 인터페이스 신호 레벨 변환기 MAX202CPE(DD1)는 변환 채널 수, 커패시터 C4, C5, C9, C10의 권장 값 및 레벨만 다른 많은 기능 아날로그 중 하나로 대체할 수 있습니다. 간섭 및 과전압으로부터 입력 및 출력을 보호합니다. 최후의 수단으로 DD1 마이크로 회로는 그림 3에 표시된 회로에 따라 두 트랜지스터의 노드로 교체될 수 있습니다. 1. 이 경우 완전한 TXD 신호를 형성하는 데 필요한 음전압은 VD1CXNUMX 회로를 사용하여 컴퓨터에서 나오는 RXD 신호를 정류하여 얻습니다. 무변압기 컨버터는 특수 인터페이스 칩에 내장되어 증가된 양극 및 음극 전압을 생성합니다.
듀얼 정밀 연산 증폭기 MAX478CPA(DA1, DA2)는 쿼드 MAX479CPD로 대체됩니다. 유사한 연산 증폭기는 Analog Devices(AD8512, AD8513)에서 생산됩니다. 최후의 수단으로 단일 국내 KR140UD26A가 가능합니다. 전계 효과 트랜지스터 KPZ0ZE는 문자 인덱스가 B-G인 KP302 또는 n 채널이 있고 초기 드레인 전류가 3~5mA 이상인 기타 제품으로 대체할 수 있습니다. KT315G 트랜지스터 대신 KT315A - KT3102G 대신 KT972A - KT817B 대신 문자 색인을 사용하여 KT973B 또는 KT973에 설치할 수 있습니다. 물론 수입 트랜지스터를 포함하여 p21E가 100 이상인 거의 동일한 전력의 다른 트랜지스터를 사용하는 것이 허용됩니다. 표시 모듈 이 모듈의 목적은 이름에서 명확하며 다이어그램은 그림 4에 나와 있습니다. 1. 2mm 높이의 시간(HG3, HG4) 및 분(HG25, HG3)을 나타내는 4개 세그먼트 LED 표시기 사이에는 0,5Hz의 주파수로 깜박이는 LED HL5 및 HL7가 있습니다. 나머지 표시기는 크기의 절반입니다. HG8-HG9은 온도, HG2 및 HGXNUMX(측정 단위(°C))를 표시합니다. 저항 RXNUMX 덕분에 단위와 XNUMX분의 XNUMX 자리 사이의 소수점이 켜집니다. 컨트롤러는 표시기 HG10-HG12에 대기압 값을 표시하며 측정 단위(mm)는 이중 13개 세그먼트 표시기 HG8에 표시됩니다. 컨트롤러는 HG9, HG13, HG4 표시기를 제어하지 않습니다. 필요한 기호는 저항 R16-RXNUMX을 통해 이러한 표시기 세그먼트의 음극을 공통 와이어에 연결하여 "프로그래밍"됩니다. HG5 표시기 왼쪽(수십도)에는 수평 평면 LED HL1(빼기 기호)이 있습니다. 2색 LED HLXNUMX는 백업 배터리의 상태를 나타내는 역할을 합니다. 전압은 정상이지만 녹색으로 표시되며, 발광 색상의 주기적인 변화는 배터리 교체 시기를 나타냅니다. 색상이 계속 빨간색이면 배터리가 완전히 방전되었거나 누락된 것입니다. 모듈의 인쇄 회로 기판은 두께 1,5mm의 호일 유리 섬유 라미네이트로 양면으로 만들어졌습니다. 크기는 190x75mm입니다. XP1 플러그(PLD-24, XP 컨트롤러 플러그와 동일)와 모든 저항은 보드 한쪽에 장착됩니다. 표시기 HG1 - HG13 및 LED HL1-HL4 - 반대쪽에 있으며 이전에 표면과 플러그 핀 및 저항 단자의 납땜 영역을 어두운 페인트로 칠했습니다. 이렇게 하면 표시기에 어두운 배경을 만들고 사용자에게 장치 세부 정보를 숨겨 장치의 모양이 개선됩니다. 다이어그램 (그림 4 참조)은 Kingbright에서 생산하는 LED 및 표시기의 유형을 보여 주지만 국내 회사를 포함한 다른 회사의 유사한 제품도 똑같이 성공적으로 사용할 수 있습니다.
표시기 HG1-HG4는 노란색, HG5-HG7은 녹색, 나머지는 빨간색입니다. 물론, 자신의 취향에 따라 다른 색상을 선택할 수도 있습니다. LED HL1의 색상은 표시기 HG5-HG7의 색상과 동일해야 하며 LED HL3, HL4는 표시기 HG1-HG4와 유사해야 합니다. 확산 광 산란 기능이 있는 LED(반투명 렌즈 포함)를 사용하는 것이 좋습니다. 장치 구조 요소의 불필요한 조명을 제거하려면 HL1 및 HL2 LED의 측면을 불투명 페인트로 덮으십시오. 파워 모듈 그림에서. 그림 5는 장치의 아날로그 구성 요소에 전원을 공급하기 위해 + 5V(A) 및 -5V의 네 가지 전압을 생성하는 모듈의 다이어그램을 보여줍니다. +5 V (D) - 디지털 노드의 경우; 맥동 (필터링되지 않은) 전압 +12 V - 표시기의 경우. 다이오드 브리지 VD1 - VD1에 의해 정류된 후 변압기 T4의 해당 권선에서 나오는 전압은 필터 커패시터 C12-C1 및 통합 안정기 DA3-DA1에 공급됩니다(+3V 전압 제외). 모듈에는 다음과 같은 XNUMX개의 공통 와이어 터미널이 있습니다. (A) - "아날로그"; 일반적인 (C) - "디지털"; 일반적인 (I) - 지표용. 이들은 전원 모듈 보드의 한 지점에서만 서로 연결되며 다른 모든 모듈에서는 전기적으로 연결되지 않습니다. 이는 컨트롤러 모듈의 디지털 구성요소가 아날로그 구성요소에 의해 생성되는 간섭 수준을 줄이는 데 필요합니다.
링 자기 코어가 있는 변압기 T1 - TP112-19에는 기존 권선 I-III 외에도 IV(PEV-80 와이어 2mm의 0,2회전) 및 V(PEV-의 120회전)가 더 감겨 있습니다. 2선 0,5mm). 필요한 15차 권선 수(I-IV - 7...9 V/0,05 A; V - 12...15V/0.5A)와 함께 전체 전력이 최소 XNUMXW인 다른 변압기를 사용할 수 있습니다. 스태빌라이저 DA1의 출력에 해당 전압이 없는 경우 스위치 SA1 및 다이오드 VD6을 통해 백업 갈바닉 배터리 GB5의 전압이 +3V(C) 출력에 공급됩니다. 이는 장치가 네트워크에서 연결 해제되었을 때 컨트롤러의 작동을 지원합니다. 이는 네트워크 오류 발생 시 오류로부터 보호하는 것뿐만 아니라 장치를 한 방에서 다른 방으로 이동하는 데에도 필요합니다. GB1 배터리는 직렬로 연결된 XNUMX개의 AA 크기 갈바니 셀로 구성됩니다. 대부분의 경우 배터리에서 소비되는 전류는 무시할 수 있으므로 자체 방전이 최소화되고 허용 수명이 최대인 알칼리 전해질 셀을 사용하는 것이 좋습니다. 가장 신뢰할 수 있는 것은 잘 알려진 제조업체의 "브랜드" 요소입니다. 교체하지 않고도 몇 년 동안 지속될 수 있으며 값싼 모조품은 때로는 단 몇 주만 지나면 작동하지 않게 됩니다. 스위치 SA1은 배터리 GB1의 전압 제어 회로가 없는 경우 공통 와이어에 연결합니다. 이는 잘못된 표시 판독을 제거합니다. 전원 모듈 인쇄 회로 기판은 여러 개의 점퍼 선이 있는 단면입니다. 보드 크기 - 120x100mm. 통합 안정기 DA1 및 DA3은 5V의 양전압 (KR1158EN5, 78L05, LM2931AZ-5.0), DA2-동일한 음전압 (79L05, LM2990T-5.0)에 대해 국내 또는 수입 안정기로 교체 할 수 있습니다. 산화물 커패시터 - K50-35 또는 수입 아날로그. 다이오드 VD5, VD6 - 모든 저전력 다이오드. 가능하다면 여기에 쇼트키 또는 게르마늄 다이오드를 설치하십시오. 사실, 후자의 역전류가 다소 크면 GB1 배터리의 서비스 수명에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 마이크로컨트롤러 프로그램 프로그램의 소스 텍스트는 AVR 어셈블러로 작성되었습니다. 프로그램 번역 결과 얻은 hex 파일의 내용은 표에 나와 있습니다. 1. DD2 마이크로컨트롤러의 프로그램 메모리에 로드해야 하는 것이 바로 이것입니다.
전원을 켠 후 프로그램은 타이머, 인터럽트 시스템, I/O 포트, UART의 작동 모드를 설정하고 변수의 초기 값을 레지스터 및 메모리 셀에 쓰는 마이크로 컨트롤러 초기화로 시작됩니다. 그 후, 직렬 인터페이스를 통해 명령이 수신되기를 기다리는 무한 루프가 시작됩니다. 시간은 타이머 1의 매초 인터럽트를 기준으로 계산됩니다. 타이머 0의 인터럽트를 기반으로 LED 표시기에 대한 정보 출력을 동적으로 제어하는 절차가 작동하고 ADC 작동 결과를 읽습니다. 타이머 인터럽트 기간은 0 - 0,5ms이므로 표시기의 5자리 정보는 32ms마다 업데이트됩니다. 타이머 0에서 매 1024번째 인터럽트를 처리할 때 다음 ADC 샘플을 얻습니다. 64ms 동안 얻은 매개변수(온도, 압력 또는 전압) 중 하나의 64개 샘플을 더한 다음 그 합계를 1024로 나누고 결과 평균을 얻습니다. 값은 추가 계산을 위해 RAM에 저장됩니다. 다음 3ms 동안 ADC는 다른 매개변수를 측정합니다. 따라서 전체 센서 폴링 주기는 XNUMX초가 조금 넘습니다. 그 후, 마이크로컨트롤러는 측정된 양의 물리적 값을 계산하는 절차를 수행하고 이를 표시기에 출력할 준비를 합니다. 마이크로 컨트롤러는 공식 X=K(NZ)를 사용하여 표시기에 표시된 숫자 X를 계산하며 온도와 압력을 계산할 때 계수 K와 Z가 다릅니다. 해당 값은 프로그램 코드에 "하드 와이어링"되어 다음에서 전송됩니다. 초기화하는 동안 RAM에 저장됩니다. 필요한 경우 장치에 연결된 컴퓨터를 사용하여 계수를 센서의 실제 특성에 맞게 "조정"할 수 있습니다. 새로운 값은 마이크로 컨트롤러의 전원이 꺼질 때까지 유효하며 비휘발성 메모리에 저장되지 않습니다. 마이크로컨트롤러는 배터리 상태를 모니터링하여 전압 측정 결과를 프로그램에 내장된 두 개의 임계값과 비교합니다. 배터리 전압이 3,3V를 초과하면 마이크로 컨트롤러 출력 PB5 및 PC7의 레벨은 HL2 LED(그림 4 참조)의 색상이 녹색이 됩니다. 배터리 전압이 1,25~3,3V 범위에 있으면 LED에 적용되는 전압의 극성과 발광 색상이 매초 변경됩니다. 전압이 1,25V 미만으로 떨어지면 LED가 계속 빨간색으로 켜집니다. 주어진 임계값은 예를 들어 공급 전압 +5V(A)에 따라 달라지므로 대략적인 값입니다. AT90LS8535 마이크로 컨트롤러에서 제공되는 전력 소비 감소 모드(유휴, 전원 끄기 및 절전)는 백업 배터리로 작동하는 경우에도 프로그램에서 사용되지 않습니다. 그 에너지는 이미 플러그를 뽑은 시계에 며칠 동안 전력을 공급하기에 충분합니다. RS-232 인터페이스를 통한 수신과 표에 나와 있는 2개의 명령 실행이 제공됩니다. XNUMX.
널 모뎀 케이블로 장치가 연결된 COM 포트에 컴퓨터는 표에 표시된 9600~8바이트를 전송하여 명령을 보내고 다음 모드에서 응답을 받습니다. 환율 - 1 Baud, 데이터 비트 수 - XNUMX, 정지 비트 수 - XNUMX, 패리티가 비활성화됩니다. 테이블에 그림 3은 마이크로컨트롤러 RAM에 다양한 변수와 매개변수가 저장되는 주소를 보여줍니다. 표에 따라 명령에 표시된 주소의 하위 바이트만 제공됩니다. 2. 최상위 바이트 01H가 암시됩니다.
외부 컴퓨터 프로그램 시계를 제어하고 온도계와 기압계를 교정하도록 설계된 Lclock 프로그램은 Borland의 Windows 애플리케이션 개발 시스템인 Delphi 패키지 버전 3.0을 사용하여 준비되었습니다. 컴퓨터의 COM 포트에 액세스하기 위해 SaxSoft(comm.fnc 파일)의 해당 기능 라이브러리가 사용되었습니다. COM1 포트 커넥터(기본적으로 Lclock 프로그램 메뉴를 사용하면 필요한 경우 COM2 포트를 사용할 수 있음)는 널 모뎀 케이블을 통해 해당 시계 커넥터에 연결됩니다. 프로그램의 메인 창은 그림 6에 나와 있습니다. 3. XNUMX초마다 시계 컨트롤러의 메모리에서 시간, 온도, 압력의 현재 값을 읽고 해당 화면 창에 LED 표시기의 판독값을 복제하는 값을 표시합니다. 또한 프로그램은 백업 배터리 전압을 읽고 표시합니다.
"Record-On" 모드가 활성화되면 수신된 데이터는 자동으로 디스크 파일 sclock.ini에 저장됩니다. 특정 기간 동안의 온도 및 압력의 평균값을 계산하고 변화에 대한 플롯 그래프 및 기타 유사한 작업을 계산하는 데 사용할 수 있습니다. 기본적으로 모드는 "Record-Off"로 설정되어 있으며 녹음이 되지 않습니다. 녹화 시 프로그램이 sclock.ini 파일이 이미 존재함을 감지하면 기존 데이터에 새 데이터를 추가하고, 그렇지 않으면 동일한 이름의 새 파일을 생성합니다. Lclock 프로그램은 또한 계수를 계산할 때 마이크로컨트롤러가 사용하는 모든 계수의 값을 읽고 표시합니다. 해당 창에서 필요한 값을 지정하여 수동으로 수정하거나 교정 절차("자동 계산") 중 하나를 자동으로 수행하여 수정할 수 있습니다. 현재 시간("설정 시간")을 설정하고 마이크로컨트롤러 클록 생성기의 주파수 분할 계수("설정 속도")를 조정하여 클록 속도를 조정할 수도 있습니다. 정확한 시간을 설정하려면 해당 창에서 분과 시간에 대한 새 값을 설정하거나 "컴퓨터에서 설정" 버튼을 클릭하면 됩니다. 후자의 경우 컴퓨터의 시스템 시간에 해당하는 판독값이 설정됩니다. 회전은 원자 시계를 사용하여 인터넷을 통해 정확하게 설정할 수 있습니다(예: [4] 참조). "Reset sec" 및 "Set sec=59" 버튼은 정확한 시계 동기화에 사용됩니다. 초 값을 설정합니다. 표시기와 화면에 표시되지 않는 값은 각각 0과 59까지입니다. 온도계 및 기압계 교정 기사 시작 부분에 제공된 측정 오류 값은 장치 하드웨어의 잠재적 기능을 나타냅니다. 온도 및 압력 측정의 실제 오류는 주로 교정의 정확성과 정밀도에 따라 달라집니다. 이 작업을 수행하는 과정에서 ADC 레지스터에서 읽은 무차원수를 해당 단위의 물리량 값으로 변환하는 데 사용되는 계수의 정확한 값이 결정되어 장치 메모리에 기록됩니다. 각 수량(온도 T 및 압력 P)에 대해 특성의 제로 오프셋(ZT, ZP) 및 기울기(Kt, KR)라는 두 가지 매개변수가 필요합니다. 알려진 바와 같이 마이크로 컨트롤러는 정수에 대해서만 산술 연산을 수행하며 매개 변수 Kt, KR은 일반적으로 분수입니다. 따라서 프로그램은 실제로 해당 값에 1024를 곱한 값으로 작동합니다. 이 값은 마이크로 컨트롤러의 RAM 셀에 저장되고 Lclock 프로그램 창에 표시됩니다. 온도 또는 압력 계산의 최종 결과는 예비 결과를 1024로 나누어 스케일링하여 얻습니다. 매개변수를 계산하려면 두 개의 교정 지점이면 충분합니다. 가장 일반적으로 사용되는 온도 또는 압력 범위의 가장자리에 가까울수록 더 좋습니다. 예를 들어 온도계를 교정하려면 교정 전 판독값(T1, T2)과 기준 온도계 판독값(T01, T02)을 선택한 지점에서 알아야 합니다. 그런 다음 Kt와 Zt의 새 값은 공식을 사용하여 계산됩니다(Who와 Zto는 매개변수의 이전 값임).
애완동물 가게에서 구입할 수 있는 수은 수족관 온도계는 교정을 위한 참고 자료로 가장 적합합니다. 가정용 알코올 온도계의 오차가 너무 큽니다. Lclock 프로그램을 실행한 후 온도 센서와 기준 온도계를 뜨거운 물에 담급니다(계속 저어주어야 합니다). 판독값을 안정화하기 위해 최소 5분 동안 유지한 후 해당 프로그램 창에서 "온도-자동 계산-계산&설정" 버튼을 누르고 기준 온도계 눈금에서 읽은 값을 "첫 번째 지점" 창에 입력한 다음 Enter 키를 누르세요. 이 순간 프로그램은 온도 센서 판독값을 자동으로 기록합니다. 센서와 온도계를 이전 온도와 20도 이상 다른 온도의 찬물에 옮깁니다. 판독값을 안정화하고 이를 "두 번째 지점" 창에 입력하면 Kt 및 ZT 계수의 새 값이 계산되어 장치의 RAM에 기록됩니다. 기압계도 비슷한 방식으로 보정됩니다. KP와 ZP를 계산하는 공식은 위에서 설명한 Kt와 ZT의 공식과 유사합니다. 당연히 온도 값 T는 압력 값 P로 대체됩니다. 그러나 대기압을 정확하게 측정하는 장비는 전문 장비를 갖춘 실험실에서만 사용할 수 있기 때문에 교정이 복잡합니다. 따라서 인터넷 데이터를 참고자료로 활용해야 합니다(예: , , ), 라디오 및 텔레비전 기상 서비스. 불행하게도 그것들은 부정확하고 너무 늦게 수정됩니다. 따라서 하나의 서비스 정보에만 국한되지 않고 여러 메시지를 살펴보며 명백한 오류는 버리고 그럴듯한 값의 평균을 구해야 합니다. 기압계를 보정하기 위해 Lclock 프로그램을 실행하기 전에 압력이 충분히 낮거나 반대로 높을 때까지 기다리십시오(모스크바 지역의 극한 값은 720 및 770mmHg입니다). 먼저 "압력-자동 계산-계산&설정" 버튼을 눌러 "첫 번째 점" 창에 실제 압력을 입력합니다. 이 값은 압력 센서 판독값과 함께 디스크 파일에 기록됩니다. 이제 대기압이 반대 극단값에 접근하기 전에 프로그램을 닫고 컴퓨터를 끌 수 있습니다. Lclock 프로그램을 다시 시작할 때 "Pressure-Automatic Calc-Calc&Set" 버튼을 다시 누르고 "Second Point" 창에 실제 압력값을 입력하세요. 그 후, 수정된 매개변수 KR 및 ZP가 자동으로 계산되어 장치 RAM에 기록되고, 프로그램은 파일에서 첫 번째 교정 지점에 대한 데이터를 읽습니다. 클럭 컨트롤러는 교정 결과를 RAM에 저장하므로 공급 전압이 완전히 끊어지면(예: 백업 배터리를 교체하거나 오작동하는 경우) 해당 결과가 손실됩니다. 이를 방지하려면 교정 후 "기본값으로 저장" 버튼을 클릭하면 설정된 계수 값(석영 주파수 분할 계수 포함)이 디스크 파일에 저장되는 것이 좋습니다. 손실된 값을 복원하려면, "기본 계수 설정" 버튼을 클릭하기만 하면 됩니다. 찾은 값을 종이에 간단히 적고 필요한 경우 해당 창에 입력할 수 있습니다. 작동 중 센서 교체가 예상되지 않는 경우 컨트롤러가 수행된 기본 매개변수 교정 결과를 수용하도록 강제할 수 있습니다. 이를 수행하는 가장 정확한 방법은 프로그램의 어셈블리 코드에서 해당 상수를 변경하고 이를 컴파일한 후 마이크로컨트롤러를 다시 프로그래밍하는 것입니다. 소스 텍스트를 방해하지 않고 hex 파일에서 직접 일부 바이트를 변경하여 동일한 작업을 수행할 수 있습니다(표 1 참조). 그림에서. 그림 7은 매개변수 KR, ZP, Kt, ZT의 값이 어떻게 기록되는지 보여줍니다. 정확한 클록 작동에 필요한 마이크로컨트롤러 클록 주파수의 분할 계수도 여기에 기록됩니다. 그 값은 숫자상으로 DD1 마이크로컨트롤러 클럭 주파수(Hz)의 64/2와 같아야 합니다. 실제로 ZQ1 석영 공진기(4096kHz)에 표시된 공칭 값과 이 주파수의 편차는 수백 헤르츠에 이를 수 있습니다.
hex 파일의 변경된 각 줄에서 마지막 바이트(체크섬)를 수정해야 합니다. 그림에서. 7 이 바이트에는 밑줄이 그어져 있습니다. 문자열의 마지막 바이트를 제외한 모든 값을 산술적으로 더하고 가장 가까운 2의 거듭제곱에서 그 합을 뺍니다. 결과 차이의 낮은 바이트가 새 체크섬이 됩니다. 문학
저자: Yu.Revich, 모스크바
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