胡權(quán)林 秦會(huì)斌

摘 要：本文提出了一種以STM8L單片機(jī)作為控制器的新型高精度數(shù)字壓力表的設(shè)計(jì)方法。介紹了壓力表的設(shè)計(jì)原理，并對(duì)描述了相應(yīng)的軟硬件設(shè)計(jì)的方法，特別是在軟件方面的處理。

關(guān)鍵詞：STM8L；高精度

Abstract：This paper presents a new design method of high precision digital pressure gauge based on STM8L microcontroller as the control unit. The design principle of the gauge， and describe the corresponding hardware and software design methods， in particular， deal with the software.

Key words：STM8L；High Precision

在工業(yè)生產(chǎn)和科研活動(dòng)中，壓力測(cè)量往往是重要環(huán)節(jié)，對(duì)壓力測(cè)量?jī)x器的要求也越來越高。因此為了適應(yīng)信息的告訴發(fā)展，對(duì)數(shù)字壓力表的精度要求越來越高。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的整體框圖如圖所示，本系統(tǒng)電源供電采用3V的穩(wěn)壓電壓。

STM8L單片機(jī)系列是8位的低功耗的單片機(jī)，工作的電壓范圍在1.8V-3.6V，可支持干電池供電工作，并提供真正的EEPROM數(shù)據(jù)寫入操作，有利于數(shù)據(jù)的掉電保護(hù)。該系列單片機(jī)有12位ADC，最多有28個(gè)采集通道。

2 硬件設(shè)計(jì)

2.1 壓力采集

傳感器信號(hào)經(jīng)過放大器MCP6002，進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。MCP6022是高性能的軌對(duì)軌輸入/輸出運(yùn)算放大器，帶寬為10MHz，噪聲為8.7（10kHz），低失調(diào)電壓為±500～±250μV，總諧波失真為0.00053%，電源電壓范圍為2.5V～5.5V，滿足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。

STM8L152單片機(jī)內(nèi)部集成了12位A/D轉(zhuǎn)換模塊，參考電壓由LM4040產(chǎn)生，LM4040產(chǎn)生2.5v參考電壓，精度可以達(dá)到0.1%，滿足本儀表高精度的要求。

2.2 LCD顯示

3 軟件設(shè)計(jì)

對(duì)于獲得更加精確的壓力值顯示，可以采用繼續(xù)增加校準(zhǔn)的點(diǎn)數(shù)的方法來標(biāo)定。另外已經(jīng)標(biāo)定過的電壓值可以存儲(chǔ)到單片機(jī)的EEPROM中，提供掉電數(shù)據(jù)的保護(hù)，避免重復(fù)標(biāo)定。

4 測(cè)試結(jié)果

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)試，在3V穩(wěn)壓電源供電下，在1Mpa的量程下，采用4點(diǎn)標(biāo)定校準(zhǔn)，能夠達(dá)到0.5%的精度要求。如下表1所示的壓力數(shù)據(jù)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]湯思遠(yuǎn).智能壓力表的設(shè)計(jì)與開發(fā)[J].梅山科技，2010，06：26-30.

[2]王金晨，馬思樂，紀(jì)成，何印洲.基于MSP430的高精度微功耗可存取數(shù)字壓力表設(shè)計(jì)[J].化工自動(dòng)化及儀表，2012，05：619

[3]劉秀義，李軍，程文偉.基于AVR的精密數(shù)字壓力表的設(shè)計(jì)[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2009，10：2641