【正文】 對于A/D轉(zhuǎn)換器的選擇，要考慮抗干擾的問題以及設(shè)計起來要簡單。216。 對于單片機和A/D轉(zhuǎn)換器的電路連接要合理，不能繁瑣。216。 對于信息的采集和顯示要迅速且實時顯示效果要好。第二章 系統(tǒng)總體構(gòu)造的設(shè)計 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 本系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖如圖23所示。基于單片機的數(shù)字氣壓計設(shè)計初始化模塊A/D轉(zhuǎn)換模塊塊數(shù)據(jù)處理模塊顯示模塊圖23 基于單片機控制的數(shù)字氣壓計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)整體框圖由圖23可知，整個系統(tǒng)的工作流程如下。 被測信號是電壓輸出,不能直接由微控制器控制。因此,通過V / F轉(zhuǎn)換器模塊的壓力傳感器輸出模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈沖(其頻率與輸入電壓成線性變化)。單片機接收到脈沖信號處理,使用線性關(guān)系相應(yīng)的電壓和頻率公式計算實際壓力值,最后通過液晶顯示電路顯示。[3] A/D轉(zhuǎn)換模塊 單片機接受傳感器的電壓值為模擬信號，因此要將模擬信號轉(zhuǎn)換為單片機可以識別的數(shù)字信號。 在本文中,基于各種原因,我選擇了V / F轉(zhuǎn)換器LM331芯片構(gòu)成的A / D轉(zhuǎn)換電路。目前,控制信息處理應(yīng)用程序主要是A / D轉(zhuǎn)換技術(shù),各種測量儀器通過A / D轉(zhuǎn)換器技術(shù)使準(zhǔn)確的檢測結(jié)果,因此最受歡迎的。然而,在一些遠距離數(shù)據(jù)傳輸需求,準(zhǔn)確和更度有限的資金情況下正常的A / D轉(zhuǎn)換技術(shù)成本不高,所以我們想到一個V / F變換器代替A / D轉(zhuǎn)換裝置。作為MPX4115壓力傳感器是一個模擬電壓輸出,有必要對A / D轉(zhuǎn)換器的單片機識別和處理。在A / D轉(zhuǎn)換,利用LM331芯片包含電壓/頻率(V / F)轉(zhuǎn)換電路對模擬電壓數(shù)字處理。V / F轉(zhuǎn)換器是一個模擬電壓信號轉(zhuǎn)換成頻率信號,精度高和信號穩(wěn)定性。V/F轉(zhuǎn)換器件與單片機接口有以下特點： （1）接口簡單。占用單片機內(nèi)存資源少?？垢蓴_性能好。有較強的抗干擾能力。 （2）有利于遠距離傳輸。通過一定的調(diào)制將無線傳輸變成光傳輸。這樣就在遠距離傳輸過程中是信號準(zhǔn)確且不失真。 含芯片LM331的V/F轉(zhuǎn)換器如圖24 圖24 含LM331芯片的V/F轉(zhuǎn)換器各引腳功能說明如下： CO(1腳)：電流輸出腳。 RefC（2腳）：基準(zhǔn)電流腳。此引腳可接一固定電阻串聯(lián)一個可變電阻器的組合，用于調(diào)整轉(zhuǎn)換增益。 FO（3腳）：脈沖序列輸出腳。該序列的頻率值對應(yīng)于輸入電壓的脈沖序列。 GND（4腳）：接地端。 R/C（5腳）：組容網(wǎng)絡(luò)引腳。Thre（6腳）：閾值電壓腳。內(nèi)部電壓比較器會將此引腳上的電壓和7腳做比較。CmpIn(7腳)：比較器電壓輸入腳。輸出低通濾波后的V/F轉(zhuǎn)換的電壓。 VCC（8腳）：電源腳。可采用單、雙電源供電，輸入電壓5~40V。 MPX4115傳感器模塊 這個傳感器講高級的微電機技術(shù)和薄膜鍍金屬結(jié)合起來。還未高水準(zhǔn)模擬輸出信號提供了一個均衡壓力。[7]它的實物圖如圖所示： 氣壓傳感器MPX4115的各引腳如下：表25 氣壓傳感器MPX4115的管腳說明123456VOUTGNDVSN/SN/SN/S[9]氣壓傳感器仿真圖如下圖所示： 圖26 壓力傳感器MPX4115仿真圖LM331是通過頻率和壓力計算壓力值。選擇設(shè)計AT89C55為核心,包括算術(shù)和控制邏輯組成。AT89C55是一種低能、高性能單片機,其重點是一個常見的八個中央處理器和閃存單元。強大的單片機AT89C55以其高成本,可以靈活地應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。[10]AT89C55是一個低壓、高性能的8位單片機,芯片的CMOS包含20 k字節(jié),可以反復(fù)閱讀可重寫的Flash程序內(nèi)存和256字節(jié)的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM),設(shè)備使用愛特梅爾公司公司,生產(chǎn)的高密度非易失性存儲器技術(shù),兼容標(biāo)準(zhǔn)通過mcs—51匯編語言指令集,塊內(nèi)置萬能8中央處理器和閃存單元,強大的單片機AT89C55可以為您提供許多更復(fù)雜的系統(tǒng)控制應(yīng)用程序。[5]單片機部分的原理如下圖所示 圖27 單片機部分原理圖AT89C55的原理以及各引腳分析： 圖28 單片機引腳圖89C55單片機引腳功能：主電源及時鐘引腳：（1）Vcc（40腳）：接+5V電源。（2）Vss（20腳）：接地。（3）XTAL1（19腳）：提供單片機控制信號。（4）XTAL2（18腳）接振蕩器的反向輸出端控制引腳： （1）RST復(fù)位輸入。 （2）ALE/PROG：當(dāng)訪問外部程序或數(shù)據(jù)存儲器,此端口是一個地址鎖存器啟動信號。當(dāng)此端口為低8地址字節(jié)。編程閃存設(shè)備,這個端口還用于程序脈沖輸入。 （3）PSEN：程序內(nèi)存允許輸出控制終端是一個外部程序存儲器讀出選通。每當(dāng)一個外部存儲器取指令,然后將會有兩次PSEN每個機器周期有效。兩個脈沖輸出。此外,當(dāng)外部內(nèi)存訪問,和一些這兩個PSEN信號不出現(xiàn)。 （4）EA/VPP：希望只訪問外部存儲器的CPU,EA港口必須保持接地。如果EA端口連接VCC,那么CPU執(zhí)行內(nèi)部程序內(nèi)存指令。輸入/輸出引腳：此類引腳包括P0口、P1口、P2口和P3口。P0口：當(dāng)外部數(shù)據(jù)或程序訪問內(nèi)存,它將把地址和數(shù)據(jù)總線復(fù)用,激活當(dāng)訪問內(nèi)部上拉電阻。在Flash編程過程,P0端口將接收指令。而在校準(zhǔn)過程必須是一個外部上拉電阻。P1口：在編寫一個端口內(nèi)部P1高高挽起,可以用來作為輸入,P1端口是接地的,將會有電流輸出,這是因為包含內(nèi)部停下電阻器。在FLASH編程和驗證,P1端口接收8地址。P2口：端口是一個上拉電阻P2與一個8位雙向I / O端口,P2港口輸出緩沖區(qū)可以接收四個TTL柵電流,當(dāng)P2端口通過寫“1”,內(nèi)部上拉電阻器把它銷和作為輸入。因為作為輸入,外部銷將拉低P2端口和輸出電流。這是因為有一個內(nèi)部拉的緣故。當(dāng)P2端口訪問外部程序或16位外部數(shù)據(jù)存儲器地址,P2端口發(fā)送輸出地址高八。在給定的地址“1”,因為內(nèi)部上拉電阻優(yōu)勢當(dāng)八地址外部數(shù)據(jù)存儲器讀寫,P2端口輸出的特殊功能寄存器。P3口：此端口是一組P3端口與一個內(nèi)部上拉電阻8位雙向I / O端口,可以得到輸出4 TTL柵電流。當(dāng)P3端口寫“1”,內(nèi)部上拉電阻為高,然后可以用來作為輸入。作為輸入,由于外部下拉到地面,因為原因P3港口拉輸出電流(TTL)。（1）P0（~）CPU的數(shù)據(jù)輸入和輸出都要通過此端口。（2）P1（~）是一個8位準(zhǔn)雙向I/O口，含有上拉電阻。（3）P2（~）地址總線高八位與此端口復(fù)用。（4）P3口：P3港口針腳8與內(nèi)部上拉電阻雙向I / O端口,可以得到輸出4 TTL柵電流。當(dāng)P3端口寫“1”,他們是在內(nèi)部把高,并作為輸入。作為輸入,由于外部到低,P3端口將輸出電流(生病),這是由于拉的緣故。[4]P3口作為AT89C52的一些特殊功能口P3口功能表，P3口各個位的第二功能P3口的位第二功能說明RXD串行數(shù)據(jù)接收口TXD串行數(shù)據(jù)發(fā)射口INT0外部中斷0輸入INT1外部中斷1輸入T0計數(shù)器0計數(shù)輸入T1計數(shù)器