當CS為高時,數據輸出(DATA OUT)端處于高阻狀態,此時I/O CLOCK不起作用。
將CS置低。內部電路在測得CS下降沿后,再等待兩個內部時鐘上升沿和一個下降沿后,然后確認這一變化,最后自動將前一次轉換結果的最高位(D7)位輸出到DATA OUT端上。
前四個I/O CLOCK周期的下降沿依次移出第2、3、4和第5個位(D6、D5、D4、D3),片上采樣保持電路在第4個I/O CLOCK下降沿開始采樣模擬輸入。
接下來的3個I/O CLOCK周期的下降沿移出第6、7、8(D2、D1、D0)個轉換位,
最后,片上采樣保持電路在第8個I/O CLOCK周期的下降沿將移出第6、7、8(D2、D1、D0)個轉換位。保持功能將持續4個內部時鐘周期,然后開始進行32個內部時鐘周期的A/D轉換。第8個I/O CLOCK后,CS必須為高,或I/O CLOCK保持低電平,這種狀態需要維持36個內部系統時鐘周期以等待保持和轉換工作的完成。如果CS為低時I/O CLOCK上出現一個有效干擾脈沖,則微處理器/控制器將與器件的I/O時序失去同步;若CS為高時出現一次有效低電平,則將使引腳重新初始化,從而脫離原轉換過程。
5.3 上位機顯示界面
保存數據的功能是將所得的數據存如EXCEL表格中,在窗口中將顯示測量時個時刻的氣體流速波形圖。
6誤差與干擾分析
6.1 測量儀器的影響
氣壓傳感器的標定會有一定的誤差,以及通過氣壓計算流量的誤差都會對最終結果造成影響。
6.2 測量的隨機性
干擾信號多呈毛刺狀,作用時間短且具有隨機性。對于一次測量的結果,其受到干擾信號影響的幾率比較大,可能造成測量結果具有較大的誤差。對于這些干擾所造成的影響,采用多次測量的方法來減小影響。
7.實現功能與結論
系統所實現的功能如下:
- 實現了數據采集以及A/D轉換,并由單片機進行處理。
- 實現了液晶即時顯示所測量的數據。
- 實現了下位機與上位機的通信,并將數據存入EXCEL表格中。
系統存在的問題:
由于未能找出程序中的問題所在,因而未能實現顯示最終的氣體流量,所顯示的數據為各時刻的氣體在管中的流速。
圖7.1
圖中波形反映了一段測量時間內,各時刻管中氣體流速的變化。
液晶所顯示數據如下:
圖7.2
8總結
就目前來說,這個題目的完成有很多中方案,如使用AWM700系列氣體流量傳感器或者MPX5000系列傳感器,這些都能檢測氣體流量,而氣體壓力傳感器的話也有很多。本文中使用的氣體壓力傳感器ATP015G,這種芯片集成度高,精確度高,且減少了成本。
總體而言,該系統通過氣體壓力傳感器采集信號,傳遞給單片機進行處理,計算出測量時間內的氣體流量按PC機要求傳輸給它?蓪崿F快速、準確測量肺活量并顯示、播報數據。該設計方案切實可行,所得的數據也相對準確,具有一定的實用價值和參考價值。