Введение 4
1. Микроконтроллер ATmega8 5
1.1 Общая информация о микроконтроллере ATmega8 5
1.2 Порты общего назначения в ATmega8 8
1.3 ATmega8 Общий интерфейс 10
2. Принцип работы интерфейса I2C 12
2.1 Стартовый бит 12
2.2 Стоповый бит 12
2.3 Передача данных 12
2.4 Ответный сигнал 12
2.5 Время записи I2C 13
2.6 Время чтения IC2 14
3.1 Датчик BMP180 15
3.1 Основные характеристики датчика BMP180 15
3.2 Структура датчика BMP180 18
4. ЖК-экран LM016L 21
4.1 Архитектура оборудования 21
4.2 Описание команд 23
5. Моделирование системы 25
5.1 Схема структуры программы 25
5.2 Моделирование 27
5.3 Моделирование измерения давления воздуха 28
Заключение 29
Список использованных источников и литературы 30
Благодаря постоянному развитию технологий встраиваемых систем системы измерения температуры на базе однокристальных микрокомпьютеров нашли широкое применение во многих областях, таких как промышленная автоматизация, умный дом, мониторинг окружающей среды и медицинское оборудование. Поскольку это один из важных параметров окружающей среды, влияющих на промышленные процессы и жизнь человека, его точный сбор и отображение имеют большое значение для обеспечения безопасной работы системы и оптимизации стратегии управления, а также играют очень важную роль в области автоматизации.
Традиционные устройства измерения температуры, как правило, имеют сложную конструкцию, большие размеры и высокую стоимость и не способны удовлетворить современные требования к миниатюризации, интеллектуальности и низкому энергопотреблению. С учетом вышеизложенного в данной статье разрабатывается и реализуется простая, практичная и высокоточная цифровая система измерения температуры на базе микроконтроллера ATMEGA8. Система основана на датчике температуры BMP 180, который может преобразовывать температуру окружающей среды в аналоговый сигнал напряжения, линейный по градусам Цельсия. После преобразования модулем сигнал передается на обработку в микроконтроллер. Для отображения значения температуры в реальном времени используется жидкокристаллический модуль LCD1602, что интуитивно понятно и удобно.
Эта конструкция не только компактна, недорога и проста в использовании, но и в полной мере использует внутренние ресурсы ATMEGA8 при программировании, такие как модуль АЦП и внутренний прецизионный опорный источник напряжения 2,56 В, что повышает точность обнаружения и скорость отклика системы. В данной статье подробно описывается общая конструкция системы, реализация аппаратной схемы, программное управление процессами, моделирование Proteus и проверка испытаний с целью предоставления практической справочной информации и технической поддержки для разработки аналогичных систем сбора и отображения данных о температуре и давлении.
В данной статье в основном рассматривается разработка программного кода микроконтроллера Atmega8. Этот код выполняет функцию опроса цифрового датчика bmp085 по протоколу I2C и отображает значения давления и температуры на ЖК-дисплее (2 или 4 строки). Сначала опишите принцип работы протокола I2C. I2C (межинтегральная схема), также известный как TWI (двухпроводной интерфейс), представляет собой протокол двухпроводной последовательной связи, используемый для подключения низкоскоростных устройств, таких как микроконтроллеры, EEPROM. , аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи, интерфейсы ввода-вывода и другая подобная периферия во встраиваемых системах. Протокол I2C использует две шины: SDA (последовательная линия передачи данных) и SCL (последовательная линия синхронизации). Шина SDA используется для передачи данных, а шина SCL — для синхронизации всех устройств на шине данных. Все устройства, подключенные к шине, могут взаимодействовать друг с другом и могут передавать только один бит данных за раз. Отправка данных контролируется устройством, называемым главным устройством, а прием данных контролируется устройством, называемым подчиненным устройством. Мастер формирует сигналы «старт» и «стоп», определяющие начало и конец сеанса связи. Подчиненный отвечает на запрос ведущего и предоставляет или получает данные.
Протокол I2C использует 7-битный адрес и позволяет подключать к шине до 127 устройств. Затем опишите принцип работы ЖК-экрана: Жидкокристаллический дисплей (ЖКД) — это компонент дисплея, основанный на жидких кристаллах. Он контролирует направление вращения молекул жидких кристаллов, управляя напряжением на обоих концах молекул жидких кристаллов, тем самым управляя проекцией поляризованного света в каждой точке пикселя для достижения цели. Принцип работы датчика BMP085 основан на пьезорезистивном эффекте — физическом явлении, которое изменяет сопротивление материала при приложении к нему давления. Датчик состоит из миниатюрной пьезорезистивной ячейки измерения давления в сочетании с высоколинейным и точным аналого-цифровым преобразователем (АЦП).
Наконец, отображение давления на датчике реализовано через программу
