大氣壓強(qiáng)傳感器在海拔高度測量中的應(yīng)用研究

　　2．5 顯示電路

　　本儀器采用的1601字符型液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富等特點(diǎn)。該模塊的工作電壓為5 V，并帶有字符對比度調(diào)節(jié)和背光等功能。1601模塊與單片機(jī)的接口電路如圖6所示。

　　3 軟件設(shè)計

　　該儀器工作流程首先是初始化單片機(jī)、字符液晶和DS18B20；第二是啟動溫度轉(zhuǎn)化，發(fā)送DS18B20匹配命令，逐個將各個DS18B20采集的溫度值讀出；第三是啟動A／D轉(zhuǎn)換，采集8個大氣壓強(qiáng)的電壓值，并求出平均值；第四，用轉(zhuǎn)換算法將電壓值轉(zhuǎn)化成實際的海拔高度，第五是用液晶顯示溫度和海拔高度。其系統(tǒng)軟件流程圖如圖7所示。

　　在整個系統(tǒng)軟件設(shè)計中，會涉及到一線總線和I2C總線編程技術(shù)。一線總線的讀寫時序操作、搜索算法和匹配算法的實現(xiàn)是系統(tǒng)軟件最為重要的部分。在一線總線程序中，關(guān)鍵是一線總線的總線初始化、讀數(shù)據(jù)和寫數(shù)據(jù)時序的實現(xiàn)。本儀器的軟件系統(tǒng)涉及到DS18B20的命令字有搜索命令(OxF0)、溫度轉(zhuǎn)化命令(0x44)、讀取溫度命令(0xBE)和匹配命令(0x55)。

　　4 產(chǎn)品測試結(jié)果分析

　　因為玻爾茲曼公式是在假定大氣溫度為常數(shù)的情況下推導(dǎo)出來的。而實際情況是大氣的溫度與海拔高度有關(guān)。故在實際測量的基礎(chǔ)上(兩個儀器測試)，可利用MATLAB軟件進(jìn)行實驗數(shù)據(jù)分析。其分析結(jié)果如圖8所示，這樣就可以找到傳感器輸出值與海拔高度的實際對應(yīng)關(guān)系。目前，本產(chǎn)品已在四川省成都市龍泉山上進(jìn)行了4個不同海拔高度的測量，其測量高度與實際高度的對比如表1所列。

　　5 結(jié)束語

　　該數(shù)字海拔儀能夠精確地測出大氣壓強(qiáng)，并能夠正確地用數(shù)字方式顯示海拔高度和溫度值。經(jīng)過大量的實地測量，驗證了文中的海拔高度和大氣壓強(qiáng)轉(zhuǎn)換算法的正確性和儀器精度。該儀器可廣泛使用于野外考察，旅游等民用領(lǐng)域，具有廣闊的市場前景。