Идкокристаллический индикатор [10,11].

Для отображения результатов измерений и служебной информации необходимо применение точечно-матричного индикатора. В настоящее время существует 3 основных семейства устройств отображения информации- вакуумно - люминесцентные, светодиодные и жидкокристаллические.

Вакумно- люминесцентные приборы требуют относительно высоких (порядка 30-50 В) напряжений питания и дополнительных цепей питания переменного тока для обеспечения прогрева катода. Применение такого устройства отображения в данном приборе существенно увеличило бы его сложность и габариты.

Матричные светодиодные устройства отображения изготавливаются в виде относительно небольших матриц (как правило 7х5 или 8х8 элементов). Одного такого устройства достаточно для отображения одного символа. Для работы прибора необходимо одновременное отображение, по, крайней мере, 12-15 символов. При сборке устройства отображения, удовлетворяющего таким требованиям из отбельных элементов, по 1 символу возникают определенные технологические трудности, связанные с размещением большого количества электрических цепей на плате устройства отображения информации.

Модуль LM44780 имеет следующие входные сигналы: E-тактовые импульсы. При переходе этого сигнала из высокого логического уровня в низкий происходит исполнение поступившей:

· команды или захват данных.

· R/W-запись/чтение. Используется для указания направления обмена данными с модулем. Низкий логический уровень соответствует записи данных в модуль. Режим чтения используется для определения текущего состояния модуля.

· RS-команда/данные. Состояние этого сигнала определяет характер поступающей в модуль информации. Высокий уровень соответствует команде, низкий- данным (код отображаемого символа).

· DB0…DB7-шина данных. Используется для обмена данными с модулем.

Для записи информации в ЖК-модуль необходимо выставить сигнал RS в состояние, соответствующее характеру обмена; сигнал R/W установить в низкий логический уровень, выставить на шине данных передаваемую информацию, изменить уровень сигнала Е с низкого на высокий и обратно.

После проведения записи информации модуль временно блокируется для ее обработки и не отвечает на внешние запросы. Характерным признаком такого состояния является высокий логический уровень во всех разрядах шины данных. После завершения внутренней операции шина данных будет выставлена в низкий логический уровень.

Работа с модулем отображения информацией должна начинаться со специальной инициализирующей последовательности данных. Далее следуют команды очистки индикатора, управления курсором, определения произвольных символов (если необходимо) и коды выводимых символов.

Точечно-матричный жидкокристаллический индикатор семейства LM44780 основные характеристики:

Тип индикатора пассивный, матричный.

Количество отображаемых символов/строк 20/2

Размеры знакоместа одного символа 5х7

Схема управления и регенерации встроенная

Управление 3-х разрядная линия

Количество генерируемых символов 208

Рис.2.10. Схема обмена информацией с модулем LM44780

2.8 Клавиатура управления микроконтроллером [12].

Самый простейший способ взаимодействия МК с окружающим миром – кнопка. Но в зависимости от конструктивных особенностей устройства, она может быть подключена весьма разнообразными способами.

Рис. 2.11. Клавиатура управления МК.

На этой схеме приведены простейшие варианты подключения кнопок.

Верхняя – при нажатии на кнопку на вход МК подается «низкий» логический уровень, т.е. логический «0». А резистор PULLUP предназначен для обеспечения «высокого» уровня при отпущенной кнопке. В этом варианте включения его можно не ставить, т.к. при программировании МК можно включить внутреннюю подтяжку любого вывода порта МК к логической «1». То есть, эти резисторы уже встроены в каждый вход МК и их можно по желанию включить и отключить.

Второй вариант – при нажатии на кнопку на вход МК подается логический «0». В этом варианте резистор PULLDOWN уже обязателен, т.к. в МК нет возможности «подтянуть» вывод к низкому логическому уровню. Так же, при этом желательно отключить внутреннюю «подтяжку», чтобы она не влияла на состояние этого вывода.

Из этих двух вариантов более предпочтительней использовать первый, т.к. для него не нужно дополнительных элементов в обвязке МК, а так же необходимость согласования уровней, если кнопка расположена в другом модуле, напряжение питания которого отличается от напряжения питания МК.

Еще один очень интересный способ работы с кнопками – матричная клавиатура. В ней кнопки располагаются на пересечении «строк» и «столбцов». То есть, при нажатии на кнопку «=», строка «D» соединяется со столбцом «3». Таким образом, при использовании 8 выводов МК (4 строки и 4 столбца), можно реализовать клавиатуру с 16-ю кнопками, причем можно без проблем определять одновременное нажатие любого количества кнопок.

Рис.2.12. Матричная клавиатура

Определение нажатой кнопки называют «опросом» клавиатуру. Происходит он следующим образом: строки (а можно и столбцы, это кому как удобно) подключаем к выходам МК, по умолчанию на которых логическая «1», а столбцы – к входам с подтяжкой (чтобы не колхозить лишних резисторов). Теперь, при опросе, поочередно устанавливаем каждую строку в логический «0». Если на этой строке нет ни одной нажатой кнопки, то во всех столбцах (на всех входах МК) будет логическая «1» (ее обеспечивают подтягивающие резисторы внутри МК), а если какие-либо кнопки нажаты, то на соответствующих входах МК будет логический «0», что и позволяет определить МК все нажатые кнопки.

аключение

Обеспечение высокого и стабильного качества промышленной продукции является в настоящее время одной из основных проблем, на решение которой направлены усилия коллективов ученых, конструкторов и технологов.
В рамках этой проблемы важное место занимают прочностные испытания образцов техники. Для измерения напряжений или величин деформаций в деталях машин и элементах конструкций используют резистивные, струнные и индуктивные первичные преобразователи в сочетании с измерительными схемами включения и преобразования информации.
Из названных выше первичных преобразователей в практике наиболее часто находят применение тензорезисторы.
Простота конструкции, малые масса и габариты позволяют использовать тензорезисторы для измерения сил, давлений, вращающих моментов, ускорений и других величин, преобразуемых в упругую деформацию в труднодоступных местах различных машин и механизмов без изменения конструкций.

В данном курсовой работе мы разработали прибор для измерения силы с тензорезистивным чувствительным элементом, в котором для управления, обработки, запоминания и хранения получаемой информации применяется микроконтроллер PIC PIC16F877.

Основное преимущество использования цифровой техники в процессе обработки данных - это сравнительно простая реа­лизация операций высокого уровня, которые трудно осущест­вимы с помощью аналоговых устройств. К таким операциям относятся подавление шумов, усреднение, нелинейная обра­ботка, интегральные преобразования и др. При этом функцио­нальная нагрузка на чувствительный элемент датчика умень­шается и снижаются требования к характеристикам элемента. Кроме того, благодаря цифровой обработке становится воз­можным измерение весьма малых величин.