Выбор элементов электронного блока, отвечающих требованиям технического задания Микроконтроллер ds89c450
При выборе микроконтроллера главным фактором является его рабочая частота. Точность измерения времени в ультразвуковом газоанализаторе должна быть не менее 0,1%. Для обеспечения этой точности счетное устройство должно работать на частоте не менее 10МГц.
В микроконтроллере DS89C450 (рисунок 5) длительность командного цикла равна длительности машинного цикла. Счетное устройство в данном контроллере способно работать на частоте до 33 МГц.
Рисунок 5- Микроконтроллер DS89C450
Кроме того, данный микроконтроллер удовлетворяет требованиям, заложенным в техническом задании. А именно: рабочее напряжение питания лежит в пределах 4,5В .. 5,5В, диапазон рабочих температур - 40 C° .. + 85 C°. Помимо этого, данный микроконтроллер поддерживает стандарт последовательной асинхронной передачи двоичных данных RS-232 для передачи данных на ЭВМ.
Цифро-аналоговый преобразователь ad8522
В устройстве используется микросхема, состоящая из двух двенадцатиразрядных цифро-аналоговых преобразователей. Данный ЦАП представлен на рисунке 6.
Рисунок 6 - Цифро-аналоговый преобразователь AD8522
Выбор данной микросхемы определился малыми габаритами и совмещением в одном корпусе двух цифро-аналоговых преобразователей, а также стабильностью выходного напряжения. Кроме того, рабочие диапазоны напряжений, составляющий 4,5В ..5,5В, и рабочих температур, составляющий -40 C° ..+125 C°, удовлетворяют требованиям технического задания.
Излучающий усилитель
Сигнал от микроконтроллера подается на усилители мощности, чтобы обеспечить необходимый уровень сигнала на излучающем преобразователе. В конструкции используется два усилителя MIC4422 и MIC4421 (рисунок 7).
Рисунок 7 - Усилитель MIC4422 (MIC4421)
Микросхема MIC4421 в отличии от MIC4422 использует инвертирующий выход. Это позволяет работать микросхемам в противофазе, обеспечивая двойное усиление сигнала на выходе. Усилитель мощности предназначен для усиления амплитуды сигнала от генератора (микропроцессора), до необходимой величины сигнала, который подается на излучающий преобразователь. Диапазон рабочего напряжения 3,0В .. 5,0В, диапазон рабочих температур -40 C° .. +125 C°, что удовлетворяет требованиям технического задания.
Символьный жки rec001602a
При выборе индикатора для отображения результатов измерений решающую роль играло энергопотребление. Для переносной установки необходимо, чтобы потребление энергии было минимальны. Это позволит увеличить время автономной работы.
При разработке прибора был использован символьный ЖКИ REC001602A (рисунок 8).
Достоинством данного дисплея является наличие светодиодной подсветки, что позволяет использовать устройство в малоосвещенных помещениях. Кроме того, так как данный дисплей относится к дисплеям OLED технологии, то к его достоинствам можно отнести широкий диапазон рабочих температур(-40 C° .. + 85 C°), большой угол обзора ( свыше 90˚)
Дисплей способен отображать до 32 символов (по 16 символов на каждой строке). Этого достаточно, чтобы вывести необходимую информацию о состоянии контролируемой среды. Внешний вид дисплея приведен на рисунке 8.
Рисунок 8 - Символьный ЖКИ REC001602A
Рабочее напряжения питания данного дисплея 5В.