【正文】 、空盒氣壓表、氣壓計。 由公式： 1 毫米汞柱 = 千帕 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 可得： 734? = 718? = 所以可得，西安地區(qū)大 致 氣壓范圍在 — 之間。需要說明的是，其測量值是絕對氣壓值。 圖 設(shè)計方案一 方案二 采用集成的單片機主控，通過壓力傳感器將氣壓信號送入帶 A/D 轉(zhuǎn)換的單片機中，以及在相關(guān)模擬分立元件的輔助下進行 A/D 轉(zhuǎn)換以及其它的數(shù)據(jù)處理，將處理的結(jié)果送顯示部分進行顯示。 氣 壓 傳 感 器 A/D 轉(zhuǎn) 換 器 的 檢 測 系 統(tǒng) 單 片 機 控 制 總 線 的主控系統(tǒng) 單片機控制 顯 示 器 89S52 單 片 機 處 理 氣 壓 傳 感 器 顯 示 器 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 本系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示 。 通過單片機接收該脈沖信號，得到單位時間內(nèi)獲得的脈沖數(shù)，依據(jù)電壓與頻率的線性關(guān)系式計算出所對應(yīng)的實際氣壓值，最后通過數(shù)碼管顯示電路顯示給用戶。 void WriteCommandLCM(uchar CMD,uchar Attribc)。 //單個寫入數(shù)據(jù) uchar Single_Read(uchar REG_Address)。 ac2 = bmp085ReadInt(0xAC)。 ac6 = bmp085ReadInt(0xB4)。 mc = bmp085ReadInt(0xBC)。 通過軟件編碼，顯示當(dāng)前 的 溫度和氣壓值。 方案二：選擇 TI 公司的 MSP430 系列， 430 現(xiàn)在成為比較主流的單片機，在具有低功耗的五 種 模式下，還具有一定的計算能力，一般都為 16 位。 氣壓傳感器的選擇 方案一：采用摩托羅拉公司的 MPX4105， MPX4105 可以產(chǎn)生于所加氣壓呈線性關(guān)系的高精度模擬輸出電壓。 BMP085 采用強大的 8pin 陶瓷無引線芯片承載（ LCC）超薄封裝，可以通過 I178。否則通電后就把數(shù)碼管燒壞了。 蜂鳴器的選擇 方案一：采用有源蜂鳴器，有 源蜂鳴器在工作的時候具有較高的穩(wěn)定性。本系統(tǒng) 通過氣壓傳感器對氣壓信號的采集、控制、放大等處理完成氣壓參數(shù)的自動獲取，以及進行數(shù)字顯示等等。單片機由芯片內(nèi)僅有 CPU 的專用處理器發(fā)展而來。盡管單片機的品種很多，但是在我國使用的最多的是 INTER 公司的 MCS51 系列單片機，直到現(xiàn)在 MCS51 系列單片機仍不失為主流系列。 AT89S52 單片機簡介 單片機是把微型計算機主要部分都集成在一個芯片上的單芯片微型計算機，即將運算器，控制器，輸入輸出接口，部分存儲器以及其他一些邏輯部件集成在一個芯片上，故可以把單片機看成是一個不帶外部設(shè)備的微型計算 機，相當(dāng)于一個沒有顯示器，沒有鍵盤，不帶監(jiān)控程序的單板機。 圖 單片機引腳排列圖 C P U 外 部 設(shè) 備 計數(shù)器 ROM 中斷 I/O口 RAM 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 AT89S52 主要特性 * 與 MCS51 兼容 * 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器 * 壽命： 1000寫 /擦循環(huán) * 數(shù)據(jù)保留時間： 10年 * 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz * 三級程序存儲器鎖定 * 128*8位內(nèi)部 RAM * 32可編程 I/O 線 AT89S52 管腳說明 VCC：供電電壓。 P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的 低 八位。 P2口： P2口為一個內(nèi)部上拉電阻 的 8位雙向 I/O 口， P2口緩沖器可接收，輸出 4個 TTL 門電流，當(dāng) P2口被寫 ―1‖時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。在給出地址 ―1‖時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。作為輸入，由于外西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 部下拉為低電平， P3口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的 低位字節(jié)。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE 脈沖。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 圖 單片機的最小系統(tǒng) 氣壓傳感器 BMP085 本設(shè)計氣壓傳感器采用的是 BOCSH 公司的 BMP085。 BMP085 采用強大的 8pin 陶瓷無引線芯片承載（ LCC）超薄封裝，可以通過 I178。 2）發(fā)送寄存器地址 (register address)，如圖 中的第一個 0xF4。 BMP085 讀取數(shù)據(jù)方式 從 BMP085 讀取數(shù)據(jù)的方法如圖 所示 。 3）重新開始 IIC 傳輸（ Restart）。 BMP085 控制程序總結(jié) 從 圖 與 圖 可以清楚地看出 MCU 控制 BMP085 的方法，這里再進 行一些簡單的概括。 2）從特定的寄存器讀返回值 從 EEPROM 讀取 Calibration 所需要的數(shù)據(jù)， 共有 11 個 WORD（雙字節(jié)）。下面以長沙太陽人電子有限公司的 1602 字符型液晶顯示器為例，介紹其用法。 表 引腳接口說明表 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負(fù)極 第 1 腳： VSS 為地電源。 第 5 腳： R/W 為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 第 15 腳：背光源正極。 圖 讀操作時序 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 圖 寫操作時序 1602 電路結(jié)構(gòu) 液晶顯示模塊 1602 電路結(jié)構(gòu)圖如圖 所示 。 圖 蜂鳴器 總體電路顯示 綜 上所述，本次設(shè)計有單片機最小系統(tǒng)，氣壓傳感器， LCD1602 數(shù)碼顯示模塊，蜂鳴器報警模塊。并集成了現(xiàn)代設(shè)計數(shù)據(jù)管理功能 ,使得 Altium Designer 成為電子產(chǎn)品開發(fā)的完整解決方案－一個既滿足當(dāng)前，也滿足未來開發(fā)需求的解決方案。掌握這一軟件的使用對于使用 51 系列單片機的愛好者來說是十分必要的，如果你使用 C 語言編程，那么 Keil 幾乎就是你 的不二之選（目前在國內(nèi)你只能買到該軟件、而你買的仿真機也很可能只支持該軟件），即使不使用 C 語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事 單片機教學(xué)的教師、致力于單片機開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。 氣壓 與海拔 的關(guān)系 海拔高度與大氣壓力的關(guān)系在大氣物理學(xué)里面有明確的定義。有一點特別需要注意，就是海拔高度與壓力大小的關(guān)系受溫度的影響。 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 圖 程序流程圖開 始 系統(tǒng)初始化 BMP_init()=1? 初始化 BMP085 檢測溫度氣壓數(shù)據(jù) Temp=30? 蜂鳴器報警 LCD 數(shù)碼顯示 否 是 是 否 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試 與經(jīng)驗教訓(xùn) 硬件調(diào)試 單片機最小系 統(tǒng)的調(diào) 試 本設(shè)計中單片機所用電源為 5V電源，可直接使用 USB 供電， 所用晶振為 12MHz,經(jīng)小段程序調(diào)試， 比如控制流水燈的閃爍，運行后 都可以 正常工作。 圖 未加滑動變阻器前 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 圖 加上滑動變阻器調(diào)節(jié)之后 氣壓傳感器的測試與調(diào)式 我是根據(jù)氣壓的一個特點來調(diào)試的，就是 溫 度 越高，氣壓越小，所以分別測得不同溫度下的氣壓值，最后做比較， 如果確實 是溫度高時氣壓小， 那么氣壓傳感器就沒有問題。 軟件 程序修改與調(diào)試 使用 Keil 軟件 開發(fā)流程步驟如下 。首先選擇所用單片機的晶振，本次設(shè)計中所用單片機晶振為 12MHz，然后在“ output”選項卡中選擇 “ Create HEX File” 選項，使 得 程序編譯后 能夠 產(chǎn)生 HEX 代碼，以供下載器軟件使用 ,把程序下載到 AT89S52 單片機中。 通過一系列的改進與完善，最后整個系統(tǒng)不僅達到了預(yù)期的效果，能正常工作，顯示氣壓和溫度，還變得更加穩(wěn)定。通過搜集目前數(shù)字氣壓計系統(tǒng)的相關(guān)資料，了解國內(nèi)外數(shù)字氣壓計系統(tǒng)的相關(guān)制作方法， 并通過設(shè)計方案的比較，針對設(shè)計任務(wù)提出了可行方案。通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我懂得了在遇到問題時，要認(rèn)真細心的，不厭其煩的，循序漸進的對程序進行修改，才能達到預(yù)期的效果，同時，成功的喜悅也會讓人興奮。根據(jù)設(shè)計方案，詳細地闡述了單片機的控制原理、傳感器 的 使用方法 ，設(shè)計了相應(yīng)的硬件電路和系統(tǒng)軟件，制作了電路原理樣機并進行調(diào)試。還有就是一個人的知識 和 力量 都 是有限的，只有不斷的去請教別人， 才能完善自我的缺陷，做最完美的自己。 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 圖 設(shè)置晶振 圖 設(shè)置“ output”選項卡 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 （ 4） 編譯整個工程并且生成下載到存儲器用的 HEX 文件，如圖 所示。 圖 新建工程 并 選擇器件 （ 2） 建立一個新的源程序，并且把這個源程序添加到工程中去，如下圖 和 所示。后來通過查找資料以及請教同學(xué)，發(fā)現(xiàn)要給蜂鳴器上加上一個三極管和電阻 ，通過添加一個三極管來增加通過蜂鳴器上的電流。 1602 剛開始顯示時，不是很清楚，屏幕對比度不是很好，后來加了一個滑動變阻器，可以通過調(diào)節(jié) 滑動變阻器來改變 1602 的屏幕對比度，使得顯示更清晰 ，效果更好。 )](*)*e x p [ ( bHHbTR ngbPsP ??? Hr Hrh ?? * （ ） sP : 大氣靜壓 bP : 海平面氣壓（相應(yīng)層下界氣壓）， bP =101325 aP R： 氣體常數(shù) R= 2m /k* 2s bH : 海平面高度（相應(yīng)底層下界高度） bH =0m ng ： 自由落體標(biāo)準(zhǔn)加速度 ng =bT : 相應(yīng)層大氣溫度 bT =288K=15176。 但是看大氣物理學(xué)的書比 較 復(fù)雜，所以可以參考公式 。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、 PCB 設(shè)計西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺，其處理器模型支持 805 HC1PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086 和 MSP430 等， 2020 年即將增加Cortex 和 DSP 系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型 。它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。 Keil 提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部分組合在一起。 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 圖 系統(tǒng)總原理圖 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 第 4 章 軟件的 設(shè)計 應(yīng)用軟件的介紹 Altium Designer 軟件介紹 Altium Designer 提供了唯一一款統(tǒng)一的應(yīng)用方案，其綜合電子產(chǎn)品一體化開 發(fā)所需的所有必須技術(shù)和功能。蜂鳴器主要