Ohmmetru Digital

1 Scopul proiectului:

Să se elaboreze un program pentru microcontrolerul Atmega16 (pe baza lui e confecţionat dispozitivul), pentru un ohmmetru digital, care va executa masurarea valorii reyistentei si afisarea acesteia pe un afisor cu 7 segmente.

2 Rezumat:

În această lucrare voi folosi microcontrolerul Atmega16, un afişor cu 4 celule cu 7 segmente, 4 rezistenţe fixe pentru a stabili pasul de multiplicare si divizare a rezistenţelor măsurate(2k, 20k, 200k si 2000k), o sursă de tensiune stabilă pentru tensiunea de referinţă cu valoarea de 5V.

Descrierea schemei:

Principiul de lucru al ohmmetrului este bazat pe divizorul de tensiune.

Ieşirea divizorului este conectată la intrarea ADC-ului. Am ales varianta când R1este etalon şi R2 este rezistenţa măsurată. Astfel vom obţine o variaţie proporţională a tensiunii de ieşire faţă de variaţia rezistenţei R2. Cu cât R2 va fi mai mare cu atât va fi mai mare şi Vout, şi atunci când R1 şi R2 vor fie egale atunci Vout va fi egal cu jumătate din Vin. Acesta este principiul de lucru al divizorului de tensiune, iar acum va urma desrierea schemei propriuzise:

În principiu schema de mai sus poate fi împărţită în trei părţi: divizorul descries mai înainte, microcontrolerul ATMega16 si afişorul.

Tensiunea de ieşire a divizorului, în dependenţă de ce valori vor lua rezistenţa măsurată(în cazul nostru RV1) si reistenţa etalon cunoscută(R1, R2, R3 sau R4), va avea valori între 0V şi tensiunea de referinţă(care am ales-o de 5V). Astfel când rezistenţa etalon şi rezistenţa măsurată vor fi egale atunci tensinea de iesire a divizorului va fi 2,5V.

Această tensiune este aplicată la o intrare a convertorului Analogic-Digital(ADC-ul) integrat în ATMega16. ADC-ul converteşte această tensiune intr-o valoare digitală pe 10 biţi(adică 1024 de valori distincte), în aşa fel ca atunci când ea este mai mare sau egală cu tensiunea de referinţă(care este de 5V în cazul nostru) rezultatul conversiei va fi 1023, şi va fi 0 când ea va fi egală cu 0V.

Această valoare a ADC-ului o prelucrăm conform unui algoritm bazat pe una din

formulele de mai sus scris in limbajul Assembler. În rezulatat obţinem valoarea în ohmi a rezistenţei măsurate.

Valoarea obţinută este a transmisă la afişare cu ajutorul altui algoritm care separă această valoare in cifre aparte şi apoi le transformă in cod pentru afişorul cu 7 segmente.

Afişarea o facem cu ajutorul metodei de indicare dinamică. Această metodă se bazează pe faptul că ochiul uman captează imagini cu o frecvenţă de 24Hz, adica 24 de cadre pe secundă. În aşa fel dacă vom aprinde si apoi vom stinge consecutiv un bec cu o frecvenţă mai mare de 24Hz atunci ochiul nostru nu va sesiza când se stinge becul. Numai că în cazul nostru în loc de bec este indicatorul alfanumeric. Ca să fim siguri că ochiul nu va sesiza intermitenţa vom alege o frecvenţă de împrospătare dublă, adică de 50Hz. Deoarece avem 4 indicatoare atunci frecvenţa de reîmprospătare va fi de 4 ori mai mare – 200Hz. Afişarea o vom face în cadrul întreruperii TIMER, deci dupa afirmaţiile de mai sus întreruperea TIMER se va declanşa cu o frecvenţă de 200Hz.

3 Introducere:

3.1. Noţiuni generale

ATmega16 este un microcontroler RISC pe 8 biţi realizat de firma Atmel.

Caracteristicile principale ale acestuia sânt:

• 16 KB de memorie volatila flash pentru stocarea codului ;

• 1 KB de memorie ROM ;

• 512 B de memorie EEPROM ;

• două numărătoare/temporizatoare de 8 biţi ;

• un numărător/temporizator de 16 biţi ;

• conţine un convertor analog-digital cu intrări multiple ;

• conţine un comparator analogic ;

• conţine un modul USART pentru comunicaţie serială ;

• dispune de oscilator intern ;

• oferă 32 de linii I/O organizate in 4 porturi.