概述
气压是来自于环境气体压强的物理参数。它可以直接反响所在环境的气体压强情况，也可用于猜测气候的改变。气压高时，气候晴朗；气压下降时，将有风雨气候呈现。此外，在户外运动时也可以运用气压参数丈量山体的海拔高度，飞机在空中的飞翔高度等。因而结合气压丈量及学科扩展，它可以运用于丈量仪器、户外运动手表、飞翔航模、环境监测等多种范畴。
气压计装置丈量方法可以简略分为水银气压计和无液气压计。传统的水银气压计尽管具有无需外部供电，制造本钱简略等特色，可是存在丈量精度不行、存在读数差错、极限作业温度规模较窄等缺乏。因而，高精度、低功耗、运用简易的电子式无液气压计计划应运而生。本计划选用超低功耗的EFM32 作为主控MCU，气体压力检测部分选用美新最新推出的高精度数字式气压传感器MPTC120NWL 规划。
体系结构
EFM32 是由挪威Energymicro 公司选用ARM Cortex-M3 内核规划而来的高功用低功耗32 位微操控器。它具有杰出的低功耗特性，适用于“三表”（电表、水/热表、气表）、工业操控、警报安全体系、健康与运动运用体系、手持式医疗设备以及智能家居操控等范畴。
EFM32 依照外设资源差异可以划分为TG、G、LG、GG 系列，还有行将推出的Cortex‐M0 内核的ZG 系列和低功耗无线射频系列EFR。
EFM32 的低功耗规划打破了传统低功耗规划只是追其休眠低功耗的理念，EnergyMicro 敞开了更低运转功用、更短Active 运转时刻、更低待机功耗、更快唤醒时刻的规划思路。
依据低功耗运用场合的需求规划独具特色的外设反射体系PRS，它结合DMA运用可以到达微操控器的外设在内核休眠的状况下，彼此之间信号灵敏自主地作业，添加内核低功耗休眠状况在体系作业时刻中的占比。
.EFM32 还具有丰厚的低功耗外设LEUART、LETimer、LESENSE、RTC、LCD、ACMP等，它们均是经过低功耗优化规划，外设自身的功耗非常低。例如LEUART在EM2 形式下运转仅需150nA@9600bps；RTC 运转在EM2 形式下体系整机仅需900nA。
.EFM32 具有ARM 公司的高运算功用和处理才能的Cortex‐M3 核，在数据处理、指令履行方面较于16 位的单片机，乃至传统的ARM7 内核均具有比较大的优势。它使得体系可以更有功率地履行完指定使命，进入休眠低功耗形式。
.EFM32 为满意低功耗运用环境的需求，规划了多种低功耗运转形式，并具有多款式的唤醒方法。较于传统的低功耗单片机仅能经过外部I/O 信号和周期事情唤醒外，规划了通讯唤醒和外设彼此触发的内部运转机制。
图 1 气压计体系框图
气压计全体的结构体框图如上图。体系选用EFM32 作为主控，依据气压计的数据交互方法不同可选用不同类型的EFM32 MCU。若只需求串行口UART 进行历史数据导出，那么选型EFM32TG 系列即可满意；若需求考虑USB 接口与PC 衔接导出数据，则可以选型EFM32LG系列；若考虑无线蓝牙或Wi‐Fi 方法导出历史数据，可以考虑EnergyMicro 的低功耗无线射频产品EFR 或Atheros 的超低功耗Wi‐Fi SIP AR4100。
体系的收集前端选用美新公司的数字式高精度气压传感器MPTC120NWL；检测历史数据的保存选用Spansion 公司的NorFlash 器材或考虑SD 卡保存。人机沟通方法可以选用低本钱、低功耗LCD 段码液晶屏显现，也可以选用16 位色的TFT 液晶屏，EFM32GG 系列带TFTDriver 驱动器，可以直接高效地驱动TFT 液晶屏。
气压传感器
MPTC120NWL 是一种高品质、低本钱的电容式肯定压力传感器，集成了温度补偿和A/D转化器，数字信号输出。功耗极低的休眠形式，宽电压供电（2.5V‐5.5VDC）。运用单晶硅结构作为传感器单元，压力端口坐落传感器背部，使得MPTC120NWL 可以在极点温度和其他恶劣环境下正常运用。MPTC120NWL 由超小型%&&&&&%式MEMS 压力传感单元和高精度数字处理和标定电路（MCU）组成. 压力丈量规模在5‐120kPa。I2C 接口输出。集成的Σ‐ΔA/D 转化器和具有内部校准功用的逻辑电路一起保证了传感信号取得充沛的补偿温度和准确的数字压力信号输出。因而无需再坐任何外部校准补偿，内部的高功用MCU 已充沛补偿及标定，保证高精度的温度和压力输出. 两种可选形式（正常与睡觉）和外部的“即测即用”保证操作灵敏，运用规模非常宽广。
产品特色
.彻底校准的温度及压力输出
.温度和压力采样频率及分辨率可调（8,10,12 或14 位）
.采样时刻短：0.7ms(8 位)，1.6ms(10 位)，5.0ms 12 位），8.5ms（14 位）
.供电电压：3.0V±10％或5.0V±10％
.肯定温度规模：‐40℃至+125℃
.压力精度：±0.2kPa@25℃
.温度精度：±1.0℃
.具有主动休眠功用
.内置时钟，无需外部时钟
.适于传感前言的高阻抗功用
气压核算法
MCU 经过I2C 接口依照如下时序，可以读取到MPTC120NWL 的14 位气压寄存器原始值和温度寄存器原始值。
读取数据之后，补偿输出可以依照下列方程式核算.
压力输出
例如，30 到120kPa 规模内的14 位补偿压力值可以这样核算：压力（kPa）=（压力高字节[5:0]×256 + 压力低字节[7:0]）/2^14×90 + 30
温度输出
14 位补偿温度值可以这样核算：
温度[℃]=( 温度高字节[7:0] × 64 + 温度低字节[7:2] /4)/2^14×165 – 40
*此方程式的温度规模是‐40–125 ℃
依据以下气压与高度的联系曲线，可以经过方程核算得到当时测试点的海拔高度，因而体系即具有了测高仪的功用。
计划优势
相对于传统的机械式气压计而言，根据EFM32+MPTC120NWL 完结的本计划具有以下优势：
1、MPTC120NWL 是一款I2C 高精度数字式气压传感器，免除传统形式传感器的气压标定校准过程，且不要求主控MCU 具有高分辨率及精度的AD转化器；
2、MPTC120NWL 内部带温度丈量，可以进行环境温度丈量；
3、EFM32 具有运算功用好，运转功耗低的特色，可以在低主频高功用地完结乘除法、指数运算等气压转化核算算法；
4、EFM32 带低功耗LCD 驱动器、RTC 等低功耗外设，使得体系的集成度更高，本钱更低；
5、EFM32 具有多种低功耗形式，在EM2 待机形式下，MCU功耗仅为900nA，使得整机待机功耗更低。
