【正文】 完成畢業(yè)論文設(shè)計(jì)。 圖 51 高度計(jì)檢測(cè)電路板 在 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 下（ 100KPa） ， 氣壓傳感器輸出 電壓為 25mv 時(shí)， 高度值為 0m，測(cè)試 結(jié)果如圖 52所示： 圖 52 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時(shí) 測(cè)量結(jié)果 當(dāng)海拔高度增加時(shí)氣壓降低， 測(cè)試時(shí)通過增大氣筒密封部分體積來模擬氣壓降低的效果， 當(dāng)測(cè)得傳感器輸出 電壓 為 時(shí)， 對(duì)應(yīng)氣壓和高度值的測(cè)試 結(jié)果如圖 53 所示 ： 蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 圖 53 氣壓為 99 KPa 時(shí)所測(cè)圖 蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 第六章 總 結(jié) 本文設(shè)計(jì)的 便攜式氣壓高度計(jì) 從經(jīng)濟(jì)實(shí)用的角度出發(fā)，采用美國 Atmel公司的單片機(jī) AT89S51與 作為主控芯片， 結(jié)合外圍、顯示、報(bào)警電路并用 C語言編寫主控芯片的控制程序，研制了一款可以檢測(cè)氣壓以及高度的具有報(bào)警功能的 便攜式氣壓高度計(jì) 。流程圖如 43所示： 蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 圖 43 數(shù)據(jù)處理子程序流程圖 顯示子程序設(shè)計(jì) 顯示子程序中首先確認(rèn)顯示位置，然后寫入顯示數(shù)據(jù)。保持功能將持續(xù) 4個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘周期，然后開始進(jìn)行32個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘周期的 A/D 轉(zhuǎn)換。內(nèi)部電路在測(cè)得 CS 下降沿后， 再等待兩個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘上升沿和一個(gè)下降沿后，然后確認(rèn)這一變化，最后自動(dòng)將 前一次轉(zhuǎn)換結(jié)果的最高位 (D7)位輸出到 DATA OUT 端上。 開 始初 始 化顯 示 初 始 字 符數(shù) 據(jù) 處 理顯 示 對(duì) 應(yīng) 數(shù) 據(jù)結(jié) 束 判 斷 有 無 達(dá) 到 上 下 限采 集 氣 壓 數(shù) 據(jù)報(bào) 警 處 理Y E SN O 圖 41 主程序流程圖 蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 模數(shù)轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計(jì) TLC 549 是 8位串口 AD轉(zhuǎn)換芯片，可用單片機(jī)控制，通過 CLK,CS,DATA OUT，三條口線進(jìn)行串行接口。 蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 圖 38 同比例放大電路圖 報(bào)警電路的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中的報(bào)警電路設(shè)計(jì)采用一個(gè)三極管驅(qū)動(dòng)一個(gè)蜂鳴器 ，主要用于當(dāng)氣壓達(dá)到上下極限值時(shí)進(jìn)行報(bào)警提醒。 圖 36 差 動(dòng)放大共模抑制電路圖 圖中， S， S+是傳感器輸出信號(hào)，由于信號(hào)源的內(nèi)阻處于理想化，有 S+=S，R4間的電流處于 0。 圖 35電流激勵(lì)源電路圖 信號(hào)放大設(shè)計(jì) 因?yàn)闅鈮簜鞲衅鳈z測(cè)到的信號(hào)大概是毫伏級(jí)，然而單片機(jī)所需要的電壓需要+5V，因此在本設(shè)計(jì)中需要將信號(hào)放大。 具體參數(shù)如表 2： 表 2氣壓傳感器 us9111參數(shù) 最小值 典型值 最大值 單位 激勵(lì)電壓 5 10 V 激勵(lì)電流 mA 橋電阻 4 5 6 kΩ 量程 15psi(高靈敏度型 ) 130 170 210 mV 零偏移 30 0 30 mV 溫度系數(shù)（電壓激勵(lì)） %FS/℃ 溫度系數(shù)（電流激勵(lì)） + %FS/℃ 溫度系數(shù)（零偏移） + %FS/℃ 線性度 177。這樣一來就組成某個(gè)字符。 RW 接單片機(jī) 口是單片機(jī)讀數(shù)據(jù)和寫數(shù)據(jù)控制腳。CS接單片機(jī) 口，輸入片選。采用差分參考電壓高阻輸入，抗干擾，可按比例量程校準(zhǔn)轉(zhuǎn)換范圍， VREF接地， VREF+－ VREF≥1V ，可用于較小信號(hào)的采樣。 蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 圖 32 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路 設(shè)計(jì) 本文設(shè)計(jì)的便攜式氣壓高度計(jì)采用 TLC549 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片對(duì)氣壓數(shù)據(jù)進(jìn) 行模數(shù)轉(zhuǎn)換， TLC549 是美國德州儀器公司生產(chǎn)的 8 位串行 A/D 轉(zhuǎn)換器芯片，可不通用微處理器、控制器通過 CLK、 CS、 DATA OUT 三條口線進(jìn)行串行接口。根據(jù)實(shí)際情況選擇如圖 32所示的復(fù)位電路，該電路在最簡單的復(fù)位電路。 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。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) 。 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。 蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 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。 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： TLC0809 TLC0809 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。 SCP1000D01 提供了高精度、高速度、低功耗、和超級(jí)功耗 4種模式。 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。 方案二 : AT89C51 AT89C51 的工作最高頻率為 22MHz。 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)蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 據(jù) ,具有 電源關(guān)閉標(biāo)識(shí)。 單 片 機(jī)模數(shù)轉(zhuǎn)換傳感器復(fù) 位 電 路晶 振 電 路報(bào) 警 電 路液 晶 電 路電 源 電 路 圖 21便攜式氣壓高度計(jì)結(jié)構(gòu)框圖 根據(jù)設(shè)計(jì)的基本功能要求，設(shè)計(jì)方案的選擇如下： 電源的方案選擇 本文設(shè)計(jì)的是便攜式氣壓高度計(jì)，必須要能夠攜帶方便，因此在電源供電上不能使用穩(wěn)壓源供電，而要考慮用電池供電，常用電池如下： 方案一：使用干電池 使用干電 池，通過串聯(lián)然后穩(wěn)壓出 5V的電壓。 顯示電路：顯示高度值和氣壓值。據(jù)實(shí)測(cè)，在近地面層中，高度每升高 100 米，大氣壓平均降低約 12hPa. 蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 第二章 便攜式氣壓高度計(jì)的方案設(shè)計(jì) 本文設(shè)計(jì)的便攜式氣壓高度計(jì)由單片機(jī)、電源電路部分、液晶顯示部分、復(fù)位部分、晶振部分、報(bào)警部分、傳感器部分、模數(shù)轉(zhuǎn)換部分組成 ,其結(jié)構(gòu)框圖如圖 21所示 , 各部分作用如下： 單片機(jī)： 便攜式氣壓高度計(jì) 的控制核心， 負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)作，包括數(shù)據(jù)的處理、顯示以及數(shù)據(jù)的傳輸。大氣壓強(qiáng)的單位有：百帕（ hPa）、毫巴（ mBr）、毫米汞柱（ mmHg）、英寸汞柱（ inHg）。 利用氣壓測(cè)量海拔高度的具體原理是： 根據(jù)計(jì)算和實(shí)測(cè)的結(jié)果表明 ， 在海拔高度 100m～ 0m～ +4000m 范圍內(nèi) ,可近似地認(rèn)為大氣壓的降低和海拔高度的升高成反比關(guān)系 ,比例系數(shù)約為 – (12. 3～ 11. 5) Pa/m， 即 :大約每升高 1m， 大氣壓力下降約 12Pa。這就是因?yàn)殡S海拔高度的增高大氣壓降低，大氣壓的降低 影響了人體內(nèi)氧氣的供應(yīng)。氣壓高度計(jì)的設(shè)計(jì)原理都是利用氣壓與高度的關(guān)系，先通過壓力傳感器測(cè)量出氣壓的值，然后再通過測(cè)量氣壓來獲取高度的便攜式高度計(jì)的設(shè)計(jì)法 大氣壓與人們的生活息息相關(guān)，與人體的健康息息相關(guān)，我們長期生活在某個(gè)地區(qū)的大氣底層，已經(jīng)適應(yīng)了該地區(qū)的大氣壓，對(duì)氣壓變化的感覺不大。 單片機(jī) 從模數(shù)轉(zhuǎn)換電路獲得電壓之后，根據(jù)電壓與氣壓、氣壓與高度的關(guān)系，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的氣壓值和高度值，并將其通過液晶屏顯示出來 。 氣壓高度計(jì)在工業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活中有著較為廣泛的應(yīng)用，例如：專業(yè)登山隊(duì)員在登山時(shí)往往希望得到有關(guān)山峰的海拔高度、氣壓以及溫度的值；飛機(jī)在高空?qǐng)?zhí)行任務(wù)時(shí)也需要獲得及時(shí)的高度值，以便