數(shù)字傳感器MPXY8020A與MSP430的接口設(shè)計(jì)
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uchar i；
P3DIR |=mpxy8020_clk+mpxy8020_dat；
//CLK和DAT引腳為輸出
Delay650us()；
P30UT＆=~mpxy8020_clk； //CLK引腳清0
for(i=0；i8；i++){
if((MPXY8020A_dataBIT7)=BIT7)f
//高位在前
P3OUT |=mpxy8020_dat； //OUT引腳置1
else{
P3OUT = ~mpxy8020_dat //OUT引腳清0
}
P3OUT |=mpxy8020_clk； //CLK引腳置1
Dday20us(1)；
P30UT＆=～mpxy8020_clk； ／／CLK引腳清0
Delay20us(1)。
MPXY8020A_data=MPXY8020A_data1;
／／左移1位
}
4. 2. 2溫度和氣壓數(shù)據(jù)的讀取
獲取MPXY8020A傳感器氣壓和溫度數(shù)據(jù)的方法有逐次逼近法和報(bào)警值檢查法。逐次逼近法能夠獲得8位精度的轉(zhuǎn)換結(jié)果，但需要較長(zhǎng)的轉(zhuǎn)換時(shí)間和消耗較多的電能。報(bào)警值檢查法是預(yù)先設(shè)置一個(gè)氣壓或溫度的報(bào)警值，然后監(jiān)測(cè)OUT引腳的電平來(lái)確定氣壓和溫度值是否超過(guò)報(bào)警值。這是一種低功耗模式，在不需要知道準(zhǔn)確的氣壓／溫度值時(shí)，可采用這種工作方式。本系統(tǒng)中采用的是逐次逼近法。
MPXYS020A傳感器利用外部的MSP430F1232作為逐次逼近程序的控制器，MSP430F1232將猜測(cè)的極限值通過(guò)SPI接口串行地發(fā)送到傳感器的DAR(數(shù)／模轉(zhuǎn)換寄存器)。器件內(nèi)DAR將此猜測(cè)值變?yōu)槟M值，并與待測(cè)的氣壓值比較，通過(guò)OUT引腳給出比較后的結(jié)果。每次比較需用64個(gè)時(shí)鐘周期。例如：第1次猜測(cè)值為0x80，如果檢測(cè)OUT腳為高電平，則說(shuō)明氣壓值大于0x80，MSP430F1232通過(guò)SPI再送人0xC0，檢測(cè)OUT引腳的狀態(tài)，如果這次OUT引腳是低電平，說(shuō)明氣壓在0x80和0xC0之間，重復(fù)這樣的過(guò)程，直到逼近近似值。整個(gè)過(guò)程類似對(duì)分搜索，首先，取全量程值的一半作為第1個(gè)猜測(cè)值，并送人數(shù)／模轉(zhuǎn)換寄存器，然后監(jiān)測(cè)傳感器OUT引腳的輸出狀態(tài)。若OUT引腳的輸出為“低”，說(shuō)明猜測(cè)值太大或者和取樣值接近；若OUT引腳的輸出保持“高”，則說(shuō)明猜測(cè)值太小。轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器作為一個(gè)變量由MSP430F135實(shí)時(shí)修改。如果猜測(cè)值太小，結(jié)果寄存器的最低位置“1”；如果猜測(cè)值太大，結(jié)果寄存器的最低位置“0”，使用新的猜測(cè)值繼續(xù)逼近，直到得到最終結(jié)果。
用逐次逼近的方法讀取MPXY8020A溫度數(shù)據(jù)的程序代碼如下：
void MPXY8020A_temperature_sample(void){
uchar MPXY8020A_temp=0；
P3D1R=～mpxy8020_ut； ／／INPUT
MPXY8020A_temp=BIT7；／／N始值為128，即位7=1
MPXY8020A_standby_state()； ／／待機(jī)模式
MPXY8020A__sendByte(MPXY8020A_Xemp)；
／／發(fā)送極限值
MPXYS020A_temperature_state()； ／／測(cè)量溫度模式
MPXY8020A_output_state()； ／／讀數(shù)據(jù)模式
if((P31N＆mpxy8020_out)==mpxy8020_out){
／／比較OUT引腳是否為1
MPXYS020A_temp |=BIT6； ／／位6=1
}
else{
MPXY8020A_temp=~B1T7;／／位7=0
MPXY8020A_temp |=BIT6； ／／位6=1
:／／省略部分為從位6到位1的重復(fù)逼近的程序，其c
／／代碼與位7的相似
MPXY8020A_standby_state()； ／／待機(jī)模式
MPXY8020A_sendByte(MPXY8020A_temp)；
／／發(fā)送極限值
MPXY8020A_temperature_state()； ／／測(cè)量溫度模式
MPXY8020A_output_state(); ／／讀數(shù)據(jù)模式
if((P3IN＆mpxy8020_out)==mpxy8020_out)
／／比較OUT引腳是否為1
{}
else{
MPXY8020A_temp=～BITO；／／位0=0
}
temperature=MPXY8020A_temp；
／／用全局變量?jī)?chǔ)存采樣值
讀取MPXY8020A氣壓數(shù)據(jù)的函數(shù)代碼與讀取溫度的函數(shù)相似。限于篇幅，本文不再細(xì)述。
4.2．3溫度和氣壓數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換
(1)溫度數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換
根據(jù)表3，可以把溫度采樣值轉(zhuǎn)換為實(shí)際溫度值。實(shí)際溫度值的單位為℃。眾所周知，單片機(jī)對(duì)浮點(diǎn)數(shù)的處理能力不強(qiáng)，因此，為了便于單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)算和保留更高的準(zhǔn)確度，對(duì)轉(zhuǎn)換后的實(shí)際溫度值放大了100倍。例如，1501對(duì)應(yīng)于15．01℃。
當(dāng)采樣溫度值小于-40℃對(duì)應(yīng)的值時(shí)，按0．8℃／位的變化率進(jìn)行計(jì)算。溫度采樣值小于25℃對(duì)應(yīng)的采樣值時(shí)，以上限為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，因?yàn)槠渖舷蕹霈F(xiàn)的機(jī)率更大，這樣得出的結(jié)果誤差會(huì)小些；當(dāng)采樣溫度值大于25℃對(duì)應(yīng)的采樣值時(shí)，以下限為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，因?yàn)橄孪蕹霈F(xiàn)的機(jī)率更大。比如，采樣值介于25℃對(duì)應(yīng)的采樣值和70℃對(duì)應(yīng)的采樣值之間，則以25℃為基準(zhǔn)。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/162197.htm
(2)氣壓數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換
MPXY8020A測(cè)量的氣壓范圍約為0～600 kPa，測(cè)得的值與氣壓之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系由下式給出：P=2．5×Output±氣壓誤差式中，Output為測(cè)量得到的值(在0～255之間)，氣壓誤差由MPXY8020A的數(shù)據(jù)手冊(cè)給出(將在下一節(jié)中討論)；P為轉(zhuǎn)換后的氣壓值，單位為kPa。
4.2.4氣壓數(shù)據(jù)的誤差處理
MPXY8020A所測(cè)得的氣壓是存在誤差的，并且，在不同的溫度區(qū)間、不同的工作電壓、不同的氣壓的情況下，其誤差也不一樣。MPXY8020A的氣壓誤差由其數(shù)據(jù)手冊(cè)給出，表4列出其在250 kPa～450 kPa氣壓區(qū)間下的誤差值。
由表4可以看出，陰影部分的誤差較小。當(dāng)電壓低于2．5 V或者溫度過(guò)低或者溫度過(guò)高的情況下，所測(cè)得的溫差比較大。為了減小測(cè)量誤差，MPXY8020A應(yīng)工作于2．5～3．3 V的電壓區(qū)間。
由于各個(gè)傳感器的誤差不盡相同，因此，可以通過(guò)實(shí)際測(cè)量得出其具體的氣壓誤差，然后再在程序中加上或者減去這個(gè)誤差值，這樣所得出的氣壓值就更加接近真實(shí)值。此外，也可以通過(guò)分段多次測(cè)量的方法，得到更好的測(cè)量結(jié)果。
結(jié) 論
MPXY8020A為數(shù)字式氣壓和溫度傳感器，體積小、接口簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定可靠、功耗?。贿m用于對(duì)體積要求比較高的氣壓和溫度測(cè)量系統(tǒng)，尤其適用于無(wú)線汽車輪胎氣壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)已應(yīng)用于某無(wú)線汽車輪胎氣壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，經(jīng)實(shí)踐證明使用效果良好。
評(píng)論