本實用新型屬于自動控制技術領域，具體涉及到一種海拔高度及大氣壓力檢測綜合裝置。

背景技術：

我國地域遼闊，高原占了很大比例。高原海拔高，自然環(huán)境惡劣，具有低壓低氧、氣候干燥寒冷、風速大、太陽輻射和紫外線照射量強等特點。高原的這種惡劣環(huán)境對人們的生理和心理功能產(chǎn)生很大影響。高原低氧對人們的感知和反應能力影響很大，尤其是任務操作的速度和準確性均有顯著影響。高原低氧對人們的學習和記憶能力造成損害。高原低氧對人們的語言表達功能的造成影響。由此可見，研究海拔高度及大氣壓力很重要。目前，海拔高度及大氣壓力監(jiān)控裝置主要有以下幾種：一是，由單片機配合外圍模塊控制實現(xiàn)的；二是，由手機GPS功能得到的；三是，由處理器配合外圍模塊控制實現(xiàn)的。現(xiàn)有的海拔高度及大氣壓力檢測綜合裝置存在以下不足：結(jié)構(gòu)尺寸大，攜帶不方便；電路復雜，每一種平臺的功能多，需要元器件較多；設計集成度不夠，一個控制終端可以有多種實現(xiàn)電路，未整合；設計成本較高，浪費設計材料，整合電路成本少于獨立電路成本和；調(diào)試不方便，不能在線調(diào)試，需要借助其它手段。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術問題在于克服現(xiàn)有計算海拔高度及大氣壓力裝置的不足，提供一種電路簡單、外圍元件少、成本低的一種海拔高度及大氣壓力檢測綜合裝置。

解決上述技術問題所采用的技術方案是它具有：對整個裝置進行控制的FPGA電路；PCI電路，該電路的輸出端接FPGA電路；控制電路，該電路的輸出端接FPGA電路；大氣壓力檢測電路，該電路與FPGA電路相連；通信電路，該電路的輸入端接FPGA電路。

本實用新型的FPGA電路為：插座J2上連接有GPRS單元，GPRS單元為市場上銷售的產(chǎn)品，插座J2的2腳和7腳接地、1腳接5V電源、5腳和6腳依次接集成電路U1的61腳和60腳，集成電路U1的207腳、208腳、190～195腳依次接集成電路U4的31腳、34～40腳，集成電路U1的163腳、161腳、158腳、157腳、155～152腳、146腳、145腳、142腳、141腳、139～136腳、134腳、133腳、126～119腳接集成電路U3的4腳、9腳、10腳、17腳、19腳、30腳、43腳、46腳、60腳接地，集成電路U3的45腳、44腳、24腳、63腳、1腳、33腳、32腳、56～58腳、64腳、34～41腳、55～48腳，集成電路U1的144腳接晶體振蕩器Y1的4腳、93腳接按鍵S1的一端并通過電阻R20接3V電源、105腳接按鍵S2的一端并通過電阻R21接3V電源、206腳接按鍵S3的一端并通過電阻R22接3V電源，集成電路U1的19腳、38腳、107腳、47腳接插座J1的4～1腳，集成電路U1的8腳、26腳、44腳、111腳、130腳、148腳、9腳、27腳、45腳、63腳、79腳、96腳、112腳、131腳、149腳、166腳、183腳、200腳接3V電源，集成電路U1的46腳、199腳、182腳、165腳、147腳、129腳、110腳、95腳、78腳、62腳、43腳、25腳、7腳接地，集成電路U1的83腳、84腳、86腳、87腳接集成電路U2的4～1腳，集成電路U1的1腳接插座J4的3腳，集成電路U1的2腳接集成電路U7的6腳，晶體振蕩器Y1的1腳接3V電源、3腳接地，按鍵S1～S3的另一端接地，插座J1的5腳接地；集成電路U1的型號為EPF6024AQI208‐3，集成電路U2的型號為MAX481，集成電路U4的型號為C8051F011，集成電路U3的型號為CH367L，集成電路U7的型號為OPA820。

本實用新型的大氣壓力檢測電路為：集成電路U7的2腳接電阻R11和電阻R3以及電容C6的一端、3腳接電阻R15的一端、4腳接地、7腳接5V電源、6腳接電阻R4的一端和電容C6的另一端以及通過并聯(lián)電阻R16和R17接地并通過電阻R12接集成電路U1的2腳，電阻R3的另一端接電阻R4的另一端，電阻R11的另一端接電阻R10的一端，電阻R10的另一端接電阻R9的一端并通過電阻R6接地并通過電阻R5接5V電源，電阻R15的另一端接電阻R14的一端，電阻R14的另一端接電阻R13的一端并通過電阻R18接地并通過電阻R19接5V電源，電阻R9的另一端接電阻R13的另一端并接電容C7和電容C8的一端，電容C7和電容C8的另一端接插座J4的2腳，并聯(lián)電阻R7和電阻R8的一端接插座J4的2腳、另一端接地，插座J4的1腳和4腳接地、3腳接集成電路U1的1腳、5腳接5V電源，集成電路U1的型號為EPF6024AQI208‐3，集成電路U7的型號為OPA820。

本實用新型外圍元器件較少，電路簡單，將不同平臺整合到一塊，集成度高，元器件都是常用的，成本較低，配套調(diào)整方便，使用方便，具有PCI接口，便于與外圍設備高速傳輸數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)不同接口對接，擴展能力強，采用硬件實現(xiàn)算法，數(shù)據(jù)處理速度快，調(diào)試方便，可在線調(diào)試，具有多種控制手段，方便，快捷。

附圖說明

圖1是本實用新型的電氣原理方框圖。

圖2是圖1中FPGA電路和通信電路的電子原理線路圖。

圖3是圖1中PCI電路和大氣壓力檢測電路以及控制電路的電子原理線路圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步詳細說明，但本實用新型不限于下述的實施方式。

在圖1、2、3中，本實施例的一種海拔高度及大氣壓力檢測綜合裝置由FPGA電路、通信電路、PCI電路、大氣壓力檢測電路、控制電路連接構(gòu)成，PCI電路的輸出端接FPGA電路，控制電路的輸出端接FPGA電路，大氣壓力檢測電路與FPGA電路相連，通信電路的輸入端接FPGA電路。

本實施例的控制電路由集成電路U4、晶體振蕩器Y2、電容C1、電容C2連接構(gòu)成，集成電路U4的型號為C8051F011。集成電路U4的31腳、34～40腳接FPGA電路，集成電路U4的14腳接晶體振蕩器Y2的一端和電容C1的一端、15腳接晶體振蕩器Y2的另一端和電容C2的一端，集成電路U4的32腳、23腳、43腳、13腳接3V電源，集成電路U4的22腳、19腳、27腳、33腳、12腳、44腳接地，電容C1和電容C2的另一端接地。

本實施例的PCI電路由集成電路U3、集成電路U5、集成電路U6、連接器P1、電阻R1、電阻R2、電容C3～C5連接構(gòu)成，集成電路U3的型號為CH367L，集成電路U5和集成電路U6的型號為AT24C02。集成電路U3的11腳通過電阻R1接地、2腳通過電阻R2接地、3腳接電容C3的一端和連接器P1的26腳、20腳和21腳依次接集成電路U5的6腳和5腳，集成電路U3的6腳、7腳、16腳、15腳依次接連接器P1的24腳、23腳、14腳、15腳，集成電路U3的12腳接電容C4的一端、13腳接電容C5的一端、22腳接集成電路U6的2腳和5腳、23腳接記錯了U6的1腳、61腳接集成電路U6的6腳，集成電路U3的18腳、31腳、47腳、59腳接3V電源，集成電路U3的5腳、29腳、42腳、8腳、14腳接1.8V電源，集成電路U3的4腳、9腳、10腳、17腳、19腳、30腳、43腳、46腳、60腳接地，集成電路U3的45腳、44腳、24腳、63腳、1腳、33腳、32腳、56～58腳、64腳、34～41腳、55～48腳接FPGA電路，連接器P1的1腳、2腳、34腳、35腳接12V電源，連接器P1的10腳、8腳、27腳、28腳、接3V電源，連接器P1的25腳、33腳、4腳、7腳、13腳、16腳、18腳、19腳、22腳接地，連接器P1的17腳接36腳、30腳接31腳、21腳接電容C4的另一端、20腳接電容C5的另一端，集成電路U5的1～4腳和7腳接地、8腳接3V電源，集成電路U6的3腳、7腳、8腳接3V電源，集成電路U6的4腳接地，電容C3的另一端接地。

本實施例的FPGA電路由集成電路U1、晶體振蕩器Y1、按鍵S1～S3、電阻R20～R22、插座J1、插座J2連接構(gòu)成，集成電路U1的型號為EPF6024AQI208‐3。插座J2上連接有GPRS單元，GPRS單元為市場上銷售的產(chǎn)品，插座J2的2腳和7腳接地、1腳接5V電源、5腳和6腳依次接集成電路U1的61腳和60腳，集成電路U1的207腳、208腳、190～195腳依次接集成電路U4的31腳、34～40腳，集成電路U1的163腳、161腳、158腳、157腳、155～152腳、146腳、145腳、142腳、141腳、139～136腳、134腳、133腳、126～119腳接集成電路U3的4腳、9腳、10腳、17腳、19腳、30腳、43腳、46腳、60腳接地，集成電路U3的45腳、44腳、24腳、63腳、1腳、33腳、32腳、56～58腳、64腳、34～41腳、55～48腳，集成電路U1的144腳接晶體振蕩器Y1的4腳、93腳接按鍵S1的一端并通過電阻R20接3V電源、105腳接按鍵S2的一端并通過電阻R21接3V電源、206腳接按鍵S3的一端并通過電阻R22接3V電源，集成電路U1的19腳、38腳、107腳、47腳接插座J1的4～1腳，集成電路U1的8腳、26腳、44腳、111腳、130腳、148腳、9腳、27腳、45腳、63腳、79腳、96腳、112腳、131腳、149腳、166腳、183腳、200腳接3V電源，集成電路U1的46腳、199腳、182腳、165腳、147腳、129腳、110腳、95腳、78腳、62腳、43腳、25腳、7腳接地，集成電路U1的83腳、84腳、86腳、87腳接通信電路，集成電路U1的1腳和2腳接大氣壓力檢測電路，晶體振蕩器Y1的1腳接3V電源、3腳接地，按鍵S1～S3的另一端接地，插座J1的5腳接地。

本實施例的通信電路由集成電路U2和插座J3連接構(gòu)成，集成電路U2的型號為MAX481。集成電路U2的1～4腳依次接集成電路U1的87腳、86腳、84腳、83腳，集成電路U2的6腳接插座J3的2腳、7腳接插座J3的1腳、5腳接地、8腳接5V電源。

本實施例的大氣壓力檢測電路由集成電路U7、電阻R3～R19、電容C6～C8、插座J4連接構(gòu)成，集成電路U7的型號為OPA820。集成電路U7的2腳接電阻R11和電阻R3以及電容C6的一端、3腳接電阻R15的一端、4腳接地、7腳接5V電源、6腳接電阻R4的一端和電容C6的另一端以及通過并聯(lián)電阻R16和R17接地并通過電阻R12接集成電路U1的2腳，電阻R3的另一端接電阻R4的另一端，電阻R11的另一端接電阻R10的一端，電阻R10的另一端接電阻R9的一端并通過電阻R6接地并通過電阻R5接5V電源，電阻R15的另一端接電阻R14的一端，電阻R14的另一端接電阻R13的一端并通過電阻R18接地并通過電阻R19接5V電源，電阻R9的另一端接電阻R13的另一端并接電容C7和電容C8的一端，電容C7和電容C8的另一端接插座J4的2腳，并聯(lián)電阻R7和電阻R8的一端接插座J4的2腳、另一端接地，插座J4的1腳和4腳接地、3腳接集成電路U1的1腳、5腳接5V電源。

本實用新型的工作原理如下：

系統(tǒng)上電，電路開始初始化工作。此后，系統(tǒng)正常工作。集成電路U1時刻檢測大氣壓力傳感器，并產(chǎn)生傳感器接收的控制時序，接收大氣壓力數(shù)據(jù)。激勵信號從集成電路U6的引腳1輸出，輸入到插座J4的引腳3；模擬的壓力信號從插座J4的引腳2輸出，經(jīng)電阻R7～R8，電容C7～C8，電阻R9～R11，電阻R13～R15，輸入到集成電路U7，經(jīng)濾波，放大，整形處理，壓力信號從集成電路U7的引腳6輸出，經(jīng)電阻R12，輸入到集成電路U6。

當按下開關S1，不按下開關S2和開關S3，控制器電路被選用。此時，用控制器進行海拔高度及大氣壓力檢測。控制數(shù)據(jù)信號從集成電路U4的引腳31，34～40輸出，輸入到集成電路U1。集成電路U1產(chǎn)生總線的邏輯控制時序，接收從集成電路U4發(fā)送的數(shù)據(jù)；此后，集成電路U6對大氣壓力數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)進行處理，計算出海拔高度；并把大氣壓力數(shù)據(jù)和海拔高度數(shù)據(jù)發(fā)送出去：一是，通過GPRS單元將數(shù)據(jù)發(fā)送出去，信號從集成電路U1的引腳60輸出，輸入到插座J2的引腳6；二是，通過串口將數(shù)據(jù)發(fā)送出去，信號從集成電路U1的引腳83，84輸出到集成電路U2的引腳3，4，從集成電路U2的引腳6，7輸出，最終，數(shù)據(jù)從插座J3輸出；

當按下開關S2，不按下開關S1和開關S3，PCI電路被選用。此時，用PCI電路進行海拔高度及大氣壓力檢測。PCI的控制數(shù)據(jù)從連接器P1輸入，由連接器P1的引腳14，15輸出到集成電路U3，經(jīng)集成電路U3的PCI數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)榫植靠偩€數(shù)據(jù)，控制數(shù)據(jù)從U3的引腳34～41輸出，輸入到集成電路U1，集成電路U1啟動局部總線控制邏輯，接收從連接器P1發(fā)送的控制數(shù)據(jù)；此后，集成電路U6對大氣壓力數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)進行處理，計算出海拔高度；并把大氣壓力數(shù)據(jù)和海拔高度數(shù)據(jù)發(fā)送出去：一是，通過GPRS單元將數(shù)據(jù)發(fā)送出去，信號從集成電路U1的引腳60輸出，輸入到插座J2的引腳6；二是，通過串口將數(shù)據(jù)發(fā)送出去，信號從集成電路U1的引腳83，84輸出，輸入到集成電路U2的引腳3，4，從集成電路U2的引腳6，7輸出，最終，數(shù)據(jù)從插座J3輸出。

當按下開關S3，不按下開關S1和開關S2，F(xiàn)PGA電路被選用。此時，用FPGA電路進行海拔高度及大氣壓力檢測。集成電路U6對大氣壓力數(shù)據(jù)處理，計算出海拔高度；并把大氣壓力數(shù)據(jù)和海拔高度數(shù)據(jù)發(fā)送出去：一是，通過GPRS單元將數(shù)據(jù)發(fā)送出去，信號從集成電路U1的引腳60輸出到插座J2的引腳6；二是，通過串口將數(shù)據(jù)發(fā)送出去，信號從集成電路U1的引腳83，84輸出，輸入到集成電路U2的引腳3，4，從集成電路U2的引腳6，7輸出，最終，數(shù)據(jù)從插座J3輸出。