【正文】 使用干電池，通過串聯(lián)然后穩(wěn)壓出5V的電壓。方案二：使用鋰電池使用15V的鋰電池，然后經(jīng)過轉(zhuǎn)換之后得到5V的電壓。方案比較：因?yàn)槭褂酶呻姵貢r(shí)間久了電壓會(huì)不穩(wěn)定且干電池所需體積較大，而鋰電池體積小，能重復(fù)充電，故選擇方案二。 單片機(jī)的方案選擇本文設(shè)計(jì)的便攜式氣壓高度計(jì)以單片機(jī)為核心，常用的單片機(jī)有以下幾種：方案一：AT89S51AT89S51具有ISP在線編程功能，這個(gè)功能的優(yōu)勢(shì)在于改寫單片機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)的程序不需要把芯片從工作環(huán)境上拔除,可以在線燒寫。AT89S51的最高工作頻率為33MHz,具有雙工UART串行通道, AT89S51內(nèi)部集成看門狗計(jì)時(shí)器,具有雙數(shù)據(jù),具有電源關(guān)閉標(biāo)識(shí)。 AT89S51具有全新的加密算法，這使得對(duì)于89S51的解密變?yōu)椴豢赡埽绦虻谋Ｃ苄源蟠蠹訌?qiáng)，這樣就可以有效的保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)不被侵犯。在兼容性方面，AT89S51向下完全兼容51全部字系列產(chǎn)品。比如80589C51等產(chǎn)品。方案二: AT89C51AT89C51的工作最高頻率為22MHz。采用FLASHROM，內(nèi)部具有4KB的存儲(chǔ)空間， 能在3V超低壓下工作，而且S51單片機(jī)完全兼容，但是運(yùn)用于電路設(shè)計(jì)中時(shí)，由于不具備RSP在線編程技術(shù)，當(dāng)對(duì)電路進(jìn)行調(diào)試時(shí)，由于程序的錯(cuò)誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ?，需要燒入程序時(shí)對(duì)芯片的多次插拔會(huì)對(duì)芯片造成一定的損壞。 方案比較：由于AT89S51單片機(jī)工作頻率高（AT89S51的工作最高頻率為33MHz）燒寫時(shí)無需插拔，相比AT89C51更不易損壞，并且AT89S51具有ISP在線編程功能，在程序調(diào)試時(shí)方便，兼容AT89C51。所以選擇方案一。 傳感器的方案選擇 本文設(shè)計(jì)的便攜式氣壓高度計(jì)需要通過氣壓傳感器采集氣壓數(shù)據(jù)，供給模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換?？蛇x用的氣壓傳感器有如下：方案一：氣壓傳感器US9111 在本系統(tǒng)中傳感器的選擇是非常重要的一環(huán)，直接關(guān)系到測(cè)量的精度以及范圍。但由于預(yù)算的限制，此傳感器具有良好性價(jià)比的US9111絕壓型氣壓傳感器，差分輸出。 方案二：氣壓傳感器SCP1000D01 SCP1000D01是芬蘭VTI公司生產(chǎn)的一款基于DMEMS技術(shù)的絕對(duì)壓力傳感器，能在正常條件下達(dá)到亞米級(jí)別的分辨率和1m的精度。SCP1000D01提供了高精度、高速度、低功耗、和超級(jí)功耗4種模式?？晒┯脩粜枰孕羞x擇測(cè)量方式。SCP1000D01的測(cè)量范圍在100pa+100pa。 方案比較：US9111的測(cè)量范圍相對(duì)SCP1000D01大，且價(jià)格較為便宜，所以本設(shè)計(jì)選擇方案一。 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的方案選擇本文設(shè)計(jì)的便攜式氣壓高度計(jì)在氣壓傳感器采集到的數(shù)據(jù)需要經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后傳給單片機(jī)，常用的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片有以下幾種：方案一：TLC0809TLC0809是采樣分辨率為8位的、以逐次逼近原理進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換的器件，其內(nèi)部有一個(gè)8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通一個(gè)通道進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。 方案二：TLC549 TLC549是TI公司生產(chǎn)的一種低價(jià)位、高性能的8位A/D轉(zhuǎn)換器，它以8位開關(guān)電容逐次逼近的方法實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換速度小于17us,最大轉(zhuǎn)換速度為40000HZ,4MHZ典型內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘，電源為3至6伏。它能方便的采用三線串行接口方式與各種微處理器連接，構(gòu)成各種廉價(jià)的測(cè)控應(yīng)用系統(tǒng)。 方案比較：TLC549相對(duì)于TLC0809所需要用的端口資源少，能夠滿足本文設(shè)計(jì)的需求，所以選擇方案二。 顯示器件的方案選擇本文設(shè)計(jì)的便攜式氣壓高度計(jì)需要顯示氣壓值和高度值，顯示期價(jià)的選擇方案如下：方案一：數(shù)碼管顯示數(shù)碼管顯示的數(shù)字雖然清楚，但是其耗電量比較大，而且只顯示數(shù)字，但不能顯示些復(fù)雜的字符。 方案二：液晶顯示液晶顯示具有零輻射，低耗能，散熱小，纖薄輕巧，精確還原圖像等優(yōu)點(diǎn)，而且能顯示星號(hào)。方案比較：液晶能較方便的顯示多個(gè)字符，且功耗低，滿足本文設(shè)計(jì)的需求，所以選擇方案二。 報(bào)警電路的方案選擇 本文設(shè)計(jì)的便攜式氣壓高度計(jì)需要實(shí)現(xiàn)對(duì)氣壓高度值的上下限給予一定的提醒，所以需要有報(bào)警電路，常用報(bào)警方案有以下幾種：方案一：語音芯片 將語音信號(hào)通過采樣轉(zhuǎn)化為數(shù)字，存儲(chǔ)在IC的ROM中，再通過電路將ROM中的數(shù)字還原成語音信號(hào)。語音芯片能夠清楚的報(bào)出語音，且能處理好幾種語音格式。 方案二：蜂鳴器 蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，單片機(jī)的I/O口可以通過PWM脈寬或者利用定時(shí)翻轉(zhuǎn)電平對(duì)蜂鳴器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，操作簡(jiǎn)單方便。 方案比較：蜂鳴器較語音芯片更好控制，且價(jià)格低廉，在本文設(shè)計(jì)中只需要在氣壓達(dá)到上下限時(shí)作一個(gè)簡(jiǎn)單的提示，所以本設(shè)計(jì)選擇方案二。第三章 便攜式氣壓高度計(jì)的硬件設(shè)計(jì)本文設(shè)計(jì)的便攜式氣壓高度計(jì)以單片機(jī)AT89S51為核心，由電源電路，傳感器電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，顯示電路，報(bào)警電路組成。各部分電路的具體設(shè)計(jì)如下： 電源電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用鋰電池供電，然后對(duì)電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其電路原理如圖31所示，主要部分是采用線性穩(wěn)壓芯片7805實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓,在輸入電壓存在波動(dòng)時(shí)，輸出電壓保持恒定的裝置，轉(zhuǎn)換后的12V電壓供給擴(kuò)展部分，5V電壓供給單片機(jī)。圖中15V的電壓由鋰電池提供。 圖31 電源電路原理圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)是由單片機(jī)，晶振電路和復(fù)位電路組成，如圖32所示。AT89S51是一個(gè)低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89S51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。單片機(jī)復(fù)位是使CPU和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作，例如復(fù)位后PC＝0000H，使單片機(jī)從第—個(gè)單元取指令。無論是在單片機(jī)剛開始接上電源時(shí)，還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復(fù)位。在復(fù)位期間（即RST為高電平期間），P0口為高組態(tài)，P1－P3口輸出高電平；外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)PSEN無效。地址鎖存信號(hào)ALE也為高電平。根據(jù)實(shí)際情況選擇如圖32所示的復(fù)位電路，該電路在最簡(jiǎn)單的復(fù)位電路。AT89S51引腳XTAL1和XTAL2與晶體振蕩器及電容CC2按圖32所示方式連接。晶振、電容C3／C2及片內(nèi)與非門（作為反饋、放大元件）構(gòu)成了電容三點(diǎn)式振蕩器，振蕩信號(hào)頻率與晶振頻率及電容C3