Выбор цифрового индикатора

2.2 Выбор цифрового индикатора

Согласно техническому заданию, индикатор должен отображать значения веса от 0 до 250 кг., с точностью 0,5 кг, а значит индикатор должен быть четырёхразрядным и иметь десятичную точку. Входное напряжение – 5 В. Существуют следующие виды индикаторов:

Семисегментные индикаторы – индикаторы, у которых управляется каждый сегмент:

Рис. 5. Семисегментный индикатор

- Двоично-десятичные индикаторы – индикаторы, управляемые шестнадцатеричным кодом, т.е. могут выводиться числа от 0 до 9 и буквы английского алфавита от A до F.

Рис. 6. Двоично-десятичный индикатор

- Индикаторы с динамической индикацией – индикаторы, у которых все разряды выводятся по очереди (минимальная частота обновления 30 Гц)

Рис.7. Индикатор с динамической индикацией

- Программируемые индикаторы – индикаторы, управляемые микропроцессорами. Пример подключения программируемого индикатора к контроллеру [6]:

Рис.8. Подключение LCD-дисплея к микроконтроллеру серии MCS-51

Для электронных весов нужно выбрать семисегментный индикатор, имеющий четыре разряда.

Рассмотрим индикатор LFD2110-XX, имеющий следующие характеристики (согласно [7]):

Число разрядов – 4,

Входное напряжение –1, 5..3 В

Высота цифр – 7 мм;

Данный индикатор не подходит, т.к. входное напряжение не 5 В.

Рассмотрим индикатор LFD3162-XX, имеющий следующие характеристики (согласно [7]):

Число разрядов – 4,

Входное напряжение –1, 5..3 В

Высота цифр – 9,2 мм;

Данный индикатор не подходит, т.к. входное напряжение не 5 В.

Рассмотрим индикатор LFD3164-XX, имеющий следующие характеристики (согласно [7]):

Число разрядов – 4,

Входное напряжение –1, 5..3 В

Высота цифр – 9,2 мм;

Данный индикатор не подходит, т.к. входное напряжение не 5 В.

Индикатор HD44780 не подходит, т.к. он программируемый, в данной работе не нужен весь спектр его возможностей.

Рассмотрим индикатор DE-119, имеющий следующие характеристики (согласно [8]):

Число разрядов – 4,

Входное напряжение –5 В

- Высота цифр – 12,7 мм;

Данный индикатор подходит по всем критериям. Он является жидкокристаллическим, эти индикаторы характеризуются низким энергопотреблением по сравнению со светодиодными, но у них есть и недостатки: плохая видимость пли плохом освещении, плохая работоспособность при низкой температуре. Индикатор DE-119 имеет следующий вид:

Рис. 9. Габаритные размеры индикатора DE-119

2.3 Выбор микроконтроллера

Микроконтроллер для электронных весов должен иметь встроенный десятиразрядный АЦП (Аналогово-цифровой преобразователь), четыре восьмиразрядных порта ввода/вывода, напряжение питания 5 В.

Существуют разнообразные виды управляющих микроконтроллеров (согласно [9]). Контроллеры классифицируют по разрядности:

Четырехразрядные – самые простые и дешёвые устройства, предназначенные для замены несложных схем на “жёсткой” логике в системах с невысоким быстродействием. Типичные случаи применения- часы, калькуляторы, игрушки, простые устройства управления.

Восьмиразрядные – наиболее многочисленная группа (оптимальное сочетание цены и возможностей). К этой группе относятся микроконтроллеры серии MCS-51 (Intel) и совместимые с ними: PIC (MicroChip), HC68 (Motorola), Z8 (Zilog) и др.

Шестнадцатиразрядные – MCS-96 (Intel) и др. – более высокопроизводительные, но более дорогостоящие и менее распространённые.

Тридцатидвухразрядные – обычно являющиеся модификациями универсальных микропроцессоров, например i80186 или i386EX.

Для электронных весов будем выбирать восьмиразрядный микроконтроллер семейства MCS-51, т.к. это семейство является несомненным чемпионом по количеству разновидностей и количеству компаний, выпускающих его модификации.

Рассмотрим микроконтроллер AT80C5112, имеющий следующие характеристики (согласно [10]):

ПЗУ - нет,

Напряжение питания - 2,7-5,5 В,

Порты ввода/вывода - 3,

Рабочая частота - 60 МГц,

16-разрядный таймер – 2,

АЦП – нет,

UART – нет;

Данный микроконтроллер не подходит, т.к. не обладает АЦП.

Рассмотрим микроконтроллер AT89LV52, имеющий следующие характеристики (согласно [10]):

ПЗУ – 8 Кб,

Напряжение питания - 2,7-5,5 В,

Порты ввода/вывода - 5,

Рабочая частота - 16 МГц,

16-разрядный таймер – 3

АЦП – нет,

UART – 1;

Данный микроконтроллер не подходит, т.к. не обладает АЦП.

Рассмотрим микроконтроллер 5.0.4.8XC51GB, имеющий следующие характеристики (согласно [9]):

ПЗУ – нет,

Напряжение питания - 5 В,

Порты ввода/вывода - 6,

Рабочая частота - 12 МГц,

16-разрядный таймер – 3

АЦП – 8-разрядов,

UART – 2;

Данный микроконтроллер не подходит, т.к. обладает 8-разрядным АЦП.

Рассмотрим микроконтроллер AT89C5AC2, имеющий следующие характеристики (согласно [11]):

ПЗУ – 32 Кб,

Напряжение питания - 3-5,5 В,

Порты ввода/вывода - 5,

Рабочая частота – 20 либо 40 МГц,

16-разрядный таймер – 3

АЦП – 10 разрядов,

UART – 1;

Рис. 10. Блок-схема микроконтроллера AT89C5AC2

Данный микроконтроллер подходит по всем критериям. Помимо вышеперечисленных характеристик AT89C5AC2 обладает:

ОЗУ 256 байт на кристалле,

PCA – Программируемый массив счётчиков,

Диапазон рабочих температур -40 – 85 °С.