W artykule przedstawiamy na prostym przykładzie – cyfrowego termometru – obsługę przetwornika A/C wbudowanego w mikrokontrolery MSP430FR5739. Prezentowany przykład został zrealizowany na bazie modułu startowego LaunchPad MSP-EXP430FR5739, który wyposażono w mikrokontroler z pamięcią FRAM.

W tym odcinku kursu zaprezentujemy przykład obsługi analogowego wejścia. Wykonamy pomiar napięcia analogowego „na wyjściu” termistora NTC (czujnik zamontowany na płytce modułu MSP-EXP430FR5739). Wynik pomiaru zaprezentujemy na dołączonym do modułu alfanumerycznym wyświetlaczu LCD ze sterownikiem Hitachi HD44780.

Specjalnie na potrzeby przykładu autor wykonał pomiary napięcia na wyjściu termistora NTC w zależności od temperatury otoczenia (brak jest dokumentów technicznych opisujących parametry pracy czujnika). Wyniki pomiarów prezentuje rysunek 1.

Rys. 1. Charakterystyka pracy termistora NTC zastosowanego na płytce zestawu MSP-EXP430FR5739

Na podstawie punktów pomiarowych obliczona została linia trendu charakterystyki termistora NTC. Charakterystyka pracy termistora zmienia się w sposób liniowy. Opisuje ją wzór 7.1. Po zastosowaniu obliczeń matematycznych otrzymujemy wzór 7.2 pozwalający obliczyć temperaturę zmierzoną przy użyciu termistora.

gdzie:

v_NTC – wartość napięcia na wyjściu czujnika NTC [V]

t_NTC – wartość temperatury w otoczeniu czujnika NTC [?C]

*) pomiary parametrów pracy termistora NTC, przeprowadzane były w zakresie temperatur od 0 do 45 stopni Celsjusza. Pomiary wykonane zostały w prywatnym laboratorium autora. Możliwości użytego sprzętu pomiarowego nie pozwoliły „zdjąć idealnej” charakterystyki pracy czujnika. Prezentowana charakterystyka i obliczone na jej podstawie wzory 7.1, 7.2 mają wyłącznie charakter dydaktyczny.

Konfiguracja

Schemat ilustrujący sposób podłączenia termistora NTC na płytce modułu MSP-EXP430FR5739 pokazano na rysunku 2. Termistor zasilany jest napięciem podanym na wyjście P2.7 mikrokontrolera. Napięcie analogowe termistora można zmierzyć na wejściu analogowym P1.4 mikrokontrolera.

Rys. 2. Schemat montażu termistora NTC na płytce modułu MSP-EXP430FR5739

W prezentowanym ćwiczeniu wynik pomiaru będzie wyświetlany na ekranie wyświetlacza LCD. Do modułu MSP-EXP430FR5739 należy podłączyć dwuliniowy alfanumeryczny wyświetlacz LCD ze sterownikiem Hitachi HD44780 (zasilanie 3,3 V!). W bibliotece obsługi wyświetlacza używane będą 4 lnie danych D4…D7 (interfejs 4 liniowy). Transmisja danych będzie prowadzona wyłącznie w kierunku do wyświetlacza (tylko zapis). Do regulacji kontrastu wyświetlacza należy zamontować potencjometr o rezystancji 10k?. Wyprowadzenie linii sterujących wyświetlacza pokazano na rysunku 3.

Rys. 3. Linie sterujące wyświetlacza LCD ze sterownikiem Hitachi HD44780 wykorzystane w przykładzie

Linie sterujące RS, E oraz linie danych D4….D7 podłączamy do wyprowadzeń mikrokontrolera MSP430FR5739. Linie R/W sterującą kierunkiem transmisji podłączamy do masy. Linie numer 1 wyświetlacza LCD podłączamy do masy, a linię numer 3 do zasilania. Połączenia, które należy wykonać aby podłączyć wyświetlacz LCD do modułu MSP-EXP430FR5739 prezentuje tabela 1.

Tab. 1. Opis podłączeń wyświetlacz LCD z modułem MSP-EXP430FR5739