Дизайн конструкции представлен на

рис. 6.1. Треугольная форма термометра ПО- Рис. 6.1. Дизайн термометра

120

Глава 6

зволяет вмонтировать в нижней части корпуса блок с элементами питания. Кроме того, благодаря наклонному дисплею, происходит поляризация отраженного света на сегментах, что повышает контрастность. Еще одно преимущество заключается в хорошей устойчивости корпуса на горизонтальной поверхности, поскольку центр тяжести (за счет веса элементов питания) находится ниже середины корпуса. Структурная схема термометра показана на рис. 6.2.

Интегрированный термодатчик микросхемы LM75 преобразует температуру в падение напряжения. Уровень напряжения усиливается измерительным каналом (так же интегрирован в микросхему), и сигма-дельта АЦП LM75 преобразовывает напряжение в цифровой код. Код от АЦП через устройство 12С передается в последовательном виде от LiM75 в микроконтроллер. Микроконтроллер считывает код и преобразовывает его из двоичной формы в десятичную, поразрядную. Далее, благодаря перекодировке десятичного кода в семисегментный, микроконтроллер управляет дисплеем с помощью портов В, С и D.

Схема термометра (рис. 6.3) построена на двух микросхемах IC1, IC2 и жидкокристаллическом дисплее. Топологию схемы сегментов ЖКИ показана на рис. 6.4. Эту схему сегментов автор срисовал с ЖКИ для уточнения подключения выводов на плате на тот случай, если будет устанавливаться ИЖЦ5-4/8. Рядом с индикатором на рис. 6.4 представлена кодировка сегментов, принятая во всем мире.

Вывод Bp ЖКИ подключается на общий провод, а на сегменты подается положительное напряжение с портов микроконтроллера. При подаче напряжения между сегментом и подложкой жидкие кристаллы изменяют свое положение, и соответствующий сегмент затемняется. Поскольку свет, отраженный от нижней зеркальной поверхности индикатора, не проходит через затемненные сегменты, на индикаторе проявляется цифра.

Рис. 6.2. Структурная схема термометра

Простой термометр

121

122

Глава 6

В качестве "минуса" в ЖКИ выбран сегмент g4. Сегменты al, bl, gl и fl, отвечающие за символ градуса, можно подключить к источнику питания схемы. Если эти сегменты засвечены, то микроконтроллер работает, и остальные цифры формируются в программе обработки данных. Если они не засвечены, то микроконтроллер — нерабочий и требует замены или перепрограммирования. Таким образом решается задача самодиагностики.

ЖКИ очень инерционный, поэтому экрана обновляется раз в 0,5 с. Это особенно заметно при использовании прибора на морозе, когда подвижность жидких кристаллов значительно уменьшается.

Резистор R3 предназначен для сброса микроконтроллера в исходное состояние при включении питания. Резисторы R1 и R2 выполняют функцию ограничителя тока питания шины I С. Конденсаторы С1-СЗ сглаживают пульсацию, а также уменьшают импульсные помехи, создаваемые ядром процессора.