從去年年底起，開始規(guī)劃無線氣象站的DIY項(xiàng)目，苦于項(xiàng)目過于龐大，調(diào)試很繁瑣（涉及無線主從通訊系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，數(shù)據(jù)顯示界面等）一直處于停頓狀態(tài)。
去年10月份，搭建起一個微型的太陽能供電系統(tǒng)，由20W太陽能電池組，太陽能充電控制器，20AH/12V電瓶及一個電壓轉(zhuǎn)換盒組成，提供若干12V、9V、5V電壓用于手機(jī)/充電電池/山寨平板/移動電源充電、耳放/電腦音箱/應(yīng)急燈供電，但是春天以來，陰雨過多，電池電壓偏低，而充電控制器無電壓顯示功能，只能頻頻用萬用表測量放電、充電電壓，很是麻煩，當(dāng)然不去管它也是可以的，因?yàn)槌潆娍刂破饔蟹狼穳哼^壓保護(hù)功能，無需太多關(guān)注于電池電壓，但是本著閑著也是閑著，不如干點(diǎn)什么的精神，決定DIY一個微型的電壓表頭，初步設(shè)想是由被測電壓提供3.3V或5V電壓，采用ATTINY13和8段數(shù)字顯示器組成測量系統(tǒng)，無其他控制、設(shè)定、報(bào)警功能，一個純表頭。ATTINY13在AVR中算是最便宜的一種了，在本次設(shè)計(jì)中也是最合適的，只有8只管腳，4個ADC通道/10位精度，5個可用輸入輸出引腳，1只引腳作為ADC測量通道，2只引腳作為顯示接口，還能富裕2只作為擴(kuò)展。
這個表頭初步設(shè)計(jì)成最高15V的測量值（電池充電截至電壓是14V多點(diǎn)），由于采用1117低壓差穩(wěn)壓芯片，所以最低測量值是3.3+0.2v或者5+0.2v，取決于采用哪個電壓值的1117了。由于引腳不多，這次打算采用內(nèi)部的1.1V基準(zhǔn)電壓，因此先設(shè)計(jì)計(jì)算了電壓分壓系統(tǒng)，根據(jù)最高電壓測量值和基準(zhǔn)電壓選擇了合適的電阻，采用單圈電位器作為微調(diào)（沒打算采用多圈的精密電位器，因?yàn)閷ο到y(tǒng)精度要求不是很高，跟普通萬用表差不多就行）。
月初先搭建了硬件電路，電源由檢修電源模擬。前天晚上開始了軟件設(shè)計(jì)，由CAVR自動生成了代碼，但是沒仔細(xì)去研究這些代碼，只想早點(diǎn)出個結(jié)果，以證實(shí)硬件電路的可靠性，結(jié)果操之過急，唯一的一片ATTINY13被鎖，宣告項(xiàng)目暫時(shí)終止。昨天上原來買的那家淘寶店，一口氣買了10顆芯片，今天中午就到貨了。為了不再因?yàn)闊o知導(dǎo)致時(shí)間金錢損失，晚上靜下心來研究了手冊，大致搞清楚了若干相關(guān)寄存器的用法，然后開始修改程序，先不啟動ADC，而是手動賦予了一個固定值來模擬轉(zhuǎn)換結(jié)果，結(jié)果證實(shí)了轉(zhuǎn)換參數(shù)及顯示程序的正確性，然后調(diào)整電源電壓，結(jié)果電壓到6V以下時(shí)，顯示器顯示了一個貌似正確的數(shù)字，但是電壓再高，顯示的數(shù)字馬上變得混亂起來，直至系統(tǒng)死機(jī)，但是寫入模擬值，則不會出現(xiàn)此問題，初步判斷是電路問題，而不是系統(tǒng)寄存器、轉(zhuǎn)換參數(shù)的問題導(dǎo)致的溢出。最后在參考書中找到一條，是書中特別申明的，就是必須要在電源間加一個退耦電容。找到一起買來的104獨(dú)石電容焊接到ATTINY13的電源引腳間，再打開電源，慢慢升高電壓，當(dāng)電壓超過6V時(shí)，數(shù)字不在無規(guī)律跳動，故障原因找到��！
最重要的毛病解決了，接下來就是要設(shè)計(jì)電路板，優(yōu)化程序了，這些都是今后幾天的事情了。
結(jié)語：其實(shí)早在13年前，我已經(jīng)設(shè)計(jì)了比現(xiàn)在精密的多的電壓電流綜合采集系統(tǒng)，時(shí)過境遷，當(dāng)初的工作變成了業(yè)余愛好，有很多經(jīng)驗(yàn)丟失了，對模擬系統(tǒng)不再感冒，只是跟一些高級外圍器件打交道，慢慢的對系統(tǒng)內(nèi)部資源不再感興趣，今天算是找回了當(dāng)年調(diào)試的感覺了～～
直接上照片！
電路板背面
電路板正面
和顯示器組裝一起的樣子
裝入機(jī)殼（機(jī)殼是裝工字釘?shù)乃芰虾校蛔枞迹?br />
工作時(shí)的樣子
跟當(dāng)初設(shè)想時(shí)還是有了一點(diǎn)區(qū)別。 ATTINY13使用了貼片封裝，這是首次在自制的玩意兒上用貼片。 穩(wěn)壓芯片由1117改成HT7550-1，原因就是1117效率太低，耗電太厲害，使整機(jī)的電流達(dá)到了10毫安，這對于長時(shí)間連續(xù)使用電池供電的設(shè)備是不合適的，修改后，整機(jī)電流降到了2.5毫安。 顯示器用了4位的二線制液晶顯示器，體積稍大了點(diǎn)，還好正合適。 ISP接口由常用的2×5排針，改為6針的SIP6。 機(jī)殼由原來準(zhǔn)備好的工程塑料材質(zhì)改成用完的工字釘包裝盒，因?yàn)樵瓉淼臋C(jī)殼厚度不夠，又不能把銅柱和排母排針打磨得太厲害。 為了調(diào)整方便，將可調(diào)電阻安裝在反面。 軟件方面沒有改動。
剛開始測試時(shí)發(fā)現(xiàn)顯示數(shù)值跟萬用表有非線性的誤差，懷疑問題有二，一是表頭本身問題，在這種炎熱的夏天出現(xiàn)較大的溫漂，二是萬用表有問題，又用另外一塊表測量，誤差則不算太過分，同時(shí)發(fā)現(xiàn)這兩塊表顯示數(shù)字不同，究竟哪塊表有問題已是說不清楚，為此特買回一塊UT61E四位半萬用表用于校正，經(jīng)這塊表多日校正，誤差已在可接受范圍內(nèi)，也就是20毫伏左右。
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