Смекни!
smekni.com

Система управления установкой для измерения влажности и давления (стр. 2 из 6)

MOV EADRL, #03H ;Установка указателя страницы MOV ECON, #01H ;Команда чтения страницы MOV EDATA2, #0F3H ;Запись нового байта MOV ECON, #02H ;Команда стирания страницы MOV ECON, #05H ;Команда программирования страницы

Использование прерываний

ADuC812 обеспечивает восемь источников и два уровня прерываний. В таблице 2.3 приводятся адреса векторов прерываний и уровни приоритетов.

Таблица 2.3 – Адреса векторов прерываний

Для обработки любого из прерываний следует предпринять следующие три действия:

1. Расположить процедуру обслуживания прерывания по адресу соответствующего прерывания.

2. Установить бит разрешения всех прерываний (ЕА) «1» в регистре IE SFR.

3. Установить бит разрешения индивидуального прерывания в «1» в IE или IE2 SFR.

Для разрешения и установки приоритета различных прерываний используются три регистра SFR.

Счетчик временных интервалов TIC

Важной особенностью прибора является наличие счетчика временных интервалов (TIC), позволяющего отсчитывать временные интервалы большие, чем способны стандартные таймеры – длительностью до 255 часов. Упрощенная схема TIC представлена на рисунке 2.6.

Работа с TIC осуществляется при помощи следующих регистров:

TIMECON – регистр управления TIC (назначение битов TIMECON и набор режимов работы представлены в таблице 2.4);

INTVAL – регистр пользовательского временного интервала;

HTHSEC – регистр сотых долей секунды (инкрементируется через каждую 1/128 секунды, после значения 127 сбрасывается, инкрементируя регистр SEC);

SEC - регистр секунд (после значения 59 сбрасывается, инкрементируя регистр MIN);

MIN – регистр минут (после значения 59 сбрасывается, инкрементируя регистр HR);

HOUR – регистр часов (сбрасывается на 0 после значения 23 или 255 – в зависимости от режима работы).

Рисунок 2.6 - Упрощенная схема TIC

Таблица 2.4– Назначение битов TIMECON

№ бита обозначение назначение
7 -- Зарезервирован
6 TFH Бит выбора 24-часового режима (Twenty-Four Hour Select Bit). Если установлен – регистр HOUR сбрасывается после значения 23, иначе – после значения 255.
5-4 TS1, TS0 Биты выбора единиц измерения интервалов (Interval Timebase Selection Bits). Определяют частоту обновления 8-битного счетчика временных интервалов.
3 STI Бит единичного временного интервала (Single Time Interval Bit). Устанавливает режим единичного временного интервала, когда бит TIEN сбрасывается при первом таймауте. 2 TII Бит прерывания TIC (TIC Interrupt Bit). Устанавливается когда значение 8-битного счетчика временных интервалов совпадает с INTVAL. 1 TIEN Бит включения 8-битного счетчика временных интервалов (TimeIntervalEnableBit). 0 TCEN Бит включения таймера (Time Clock Enable Bit).

2.2 Выбор датчика давления

Цифровые датчики давления газов (или воздуха) серии ASDX [2] выпускаются в стандартных DIP корпусах и предоставляют информацию о чувствительности, температурном коэффициенте и нелинейности в цифровом виде.

Цифровые датчики давления калиброваны и, наряду со специальной микросхемой (ASIC), имеют схему температурной компенсации. Цифровой датчик давления поддерживает SPI совместимый интерфейс, что делает его совместимым практически с любым микроконтроллером и микропроцессором.

Датчики давления имеют точность ±2,5% полной шкалы и предназначены для использования в корозионно-устойчивых неионногенных газовых средах, например, в воздухе или в сухих газах.

Датчики серии ASDX DO предназначены для измерений абсолютного, дифференциального и относительного давления в широком диапазоне до 100 psi, серия датчиков избыточного и дифференциального давления ASDXL DO измеряет малые давления в дюймах водяного столба.

Датчики абсолютного давления измеряют давление относительно внутреннего опорного значения. Датчики дифференциального давления измеряют давление, приложенное к разным сторонам измерительной диафрагмы и могут использоваться для измерений избыточного или дифференциального давления.

Особенности:

· абсолютные датчики давления

· датчики для измерения дифференциального и избыточного давления

· калиброванный и компенсированный выходной сигнал

· SPI- совместимый последовательный интерфейс

· диапазоны измеряемого давления 0…±5, 0…10, 0…±10 д.вод.ст.

· время отклика 8 мс

· стандартный DIP корпус

Таблица 2.5- серийные свойства

Внешний вид Серия Диапазон измеряемого давления Метод измерения* Напряжение питания, В пост. тока Максимальная погрешность, %
ASDX DO 0…100 psi А, Д, И 5,25 ±2,0
ASDXL DO ±5" вод.ст. ±10" вод.ст. 0…10" вод.ст. Д, И 5 ±2,0

*А – абсолютное, И – избыточное (относительное), Р – разрежения, Д – дифференциальное

Основные характеристики представлены в таблице 2.6

Таблица 2.6

Параметр ASDXL DO ASDX DO
Макс. допустимое давление 3 PSI 100 PSI
Напряжение питания 4,75…5,25 В пост. тока
Макс. напряжение питания 6,5 В пост. тока
Потребляемый ток 6 мА
Выходной ток 2 мА
Высокий уровень входа 4,5 В
Низкий уровень входа 0,5 В
SCL частота 100 кГц
Виброустойчивость 10 g в диапазоне 20…2000 Гц
Добротность 1 млн. циклов в минуту
Температурная компенсация 0…85°С
Диапазон рабочих температур -20…105°С

Выберем датчик ASDX100G24R-DO серии ASDX DO как предназначенный для измерений абсолютного, дифференциального и относительного давления в широком диапазоне до 100 psi.

Внешний вид датчика представлен на рисунке 2.7

Его параметры представлены в таблице 2.7

Таблица 2.7

Параметр Обозначение Условия Min. Typ. Max. Unit
Input High Level VIH 4.5 1 Vs
Input Low Level VIL 0 0.5 Vs
Output Low Level VOL Open Drain IOL = -4 mA 0.1 Vs
Pull up Current VOH Pin SCL and SDA 5 20 μA
Load Capacitance SDA CL_SDA - 400 pF
SCL clock frequency fSCL - 100 kHz
Bus free time between STOP and START condition tBUF 4.7 μs
Hold time (repeated) START condition tHD,STA To first clock pulse 4.0 μs
LOW period of SCL tLOW 4.7 μs
High period of SCL tHIGH 4.0 μs
Setup time repeated START condition tSU, STA 4.7 μs
Data hold time tHD, DAT 0 ns
Data setup time tSU, DAT 250 ns
Rise time of both SDA and SCL tR 300 ns
Fall time of both SDA and SCL 300 ns
Setup time for STOP condition tSU, STO 4 μs
Input filter spike suppression tsp Spikes on SDA or SCL of that length are suppressed 50 μs

2.3 Выбор датчика влажности

В настоящее время на практике для измерения относительной влажности применяется несколько технологий, использующих свойство различных структур изменять свои физические параметры[3] (емкость, сопротивление, проводимость и температуру) в зависимости от степени насыщения водяным паром. Каждой из этих технологий свойственны определенные достоинства и недостатки (точность, долговременная стабильность, время преобразования и т.д.). В таблице 2.8 приведен сравнительный анализ характеристик емкостных и резистивных датчиков относительной влажности, при производстве которых применяются различные материалы.

Таблица 2.8.

Технология производства HONEYWELL Технологии производства других производителей
Активный материал Термо- реактивный полимер Термо- реактивный пластик Термо- реактивный пластик Однородный термо- пластик Однородная триокись алюминия Хлорид литиевая пленка Испари- тельный психрометр
Подложка керамическая или кремниевая керамическая, кремниевая или стеклянная полистирол или майлар нет нет керамическая нет
Изменяющийся параметр емкость емкость емкость сопро- тивление сопро- тивление прово- димость темпе- ратура
Измеряемый параметр % RH % RH % RH % RH % RH % RH Температура влажной и сухой колбы
Диапазон измерения 0…100 % RH 0…100 % RH 0…100 % RH 20…100 % RH 2…90 % RH 15…< 100 % RH 20…100 % RH
Точность ±1,0…±5,0% ±3,0…±5,0% ±3,0…±5,0% ±3,0…±10,0% ±1,0…±5,0% ±5,0% 3,0…4,0%
Взаимозаменяемость ±2,0…±10,0% RH ±3,0…±20,0% RH ±2,0…±20,0% RH ±5,0…±25,0% RH плохая ±30…±10,0% RH отличная
Гистерезис < 1,0…3,0 % 2,0…5,0% 2,0…5,0% 3,0…6,0% < 2% очень высокий высокий
Линейность ±1,0% ±1,0% ±2,0% плохая плохая очень плохая плохая
Время отклика 15,0…60,0 сек 15,0…90,0 сек 15,0…90,0 сек 2,0…5,0 мин 3,0…5,0 мин 3,0…5,0 мин 2,0…5,0 мин
Диапазон рабочих температур -40…+185°C -30…+190°C -25…+100°C +10…+40°C -10…+75°C - 0…+100°C
Температурный эффект -0,0022%RH/°C 0,3/%RH/°C < 0,3/%RH/°C >1,0/%RH/°C >1,0/%RH/°C >1,0/%RH/°C < 0,5/%RH/°C
Долговременная стабильность ±1,0%RH/5лет ±1,0%RH/1год ±1,0%RH/1год ±3,0%RH/1год >1,0/%RH/°C >1,0%RH/год ±0,1%RH/1год
Стойкость к загрязнению отличная хорошая очень хорошая очень хорошая очень хорошая ±1,0/%RH/°C очень хорошая
Стойкость к конденсату отличная очень хорошая хорошая очень хорошая очень хорошая очень хорошая очень хорошая

Среди всех типов емкостные датчики, благодаря полному диапазону измерения, высокой точности и температурной стабильности, получили наибольшее распространение как для измерения влажности окружающего воздуха, так и применения в производственных процессах.