【正文】 案的成本最低。而且對多路數(shù)據(jù)的顯示的直觀性很差，會給操作人員造成不必要的麻煩，有時甚至還會促使操作人員發(fā)生誤操作。 廣師天河學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 4 缺點：會對流體的流動產(chǎn)生影響，成本相比于數(shù)碼管也會有一定的增加 。 流速壓力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 5 3 流速壓力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計 此流速壓力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用霍爾元件作為流速傳感器采集流體流速數(shù)據(jù)，用壓力傳感 器加上 AD0809 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片采集壓力數(shù)據(jù)，將采集到的流速數(shù)據(jù)和壓力數(shù)據(jù)發(fā)送到主控制的 AT89S52 單片機(jī)， AT89S52 單片機(jī)再將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，再送往 LCD12864 液晶顯示屏顯示，同時再與 ISD1760 語音芯片進(jìn)行通信，將當(dāng)前的數(shù)據(jù)用語音播放出來。 片上 Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。其與 AD0809之間的接線如圖 ，其中 P1腳為 AD0809的數(shù)據(jù)輸出引腳 D0~D7相接，其中 AD0為 AD0809數(shù)據(jù)輸出引腳的高位。 控制顯示：通過并行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞娇刂?LCD12864顯示流速數(shù)據(jù)和壓力數(shù)據(jù)等。 語音播放：通過 SPI通信協(xié)議與 ISD1760語音芯片通信 ，控制語音芯片播放出指定的語音。 ISD1760的第 4引腳（ MISO）接到單片機(jī)的 ，第 5引腳（ MOSI）接到單片機(jī)的 ，第 6引腳（ SCLK）接到單片機(jī)的 ，第 7引腳（ SS） 接到單片機(jī) 。這樣能使軟件程序能夠更準(zhǔn)確地延時和執(zhí)行程序指令。為了使通過 LED 電源指示燈的電流不會過大燒壞LED 電源指示燈，采用一個 10K 的電阻與 LED 電源指示燈串聯(lián)。 圖 電 源模塊電路 廣師天河學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 8 復(fù)位電路 采用一個電容值為 10uF 的有極性電容與一個阻值為 10K 歐姆的電阻串聯(lián)接在電源兩端，中間為 RST。 手動復(fù)位：首先經(jīng)過上電復(fù)位，當(dāng)按下按鍵時， RST 直接與 VCC 相連，為高電平形成復(fù)位，同時電解電容被短路放電；按鍵松開時， VCC 對電容充電，充電電流在電阻上， RST 依然為高電平，仍然是復(fù)位，充電完成后，電容相當(dāng)于開路， RST 為低電平，正常工作。因此本設(shè)計中的流速傳感器是在一截管道內(nèi)加上一個貼有小磁片的轉(zhuǎn)輪，流體流動時會推動轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動。 結(jié)構(gòu)如圖 所示 。在給定流量計條件下，該計量空間的體積是確定的，進(jìn)水口的橫截面積也是固定的，只要測得轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動次數(shù)。 圖 流速計結(jié)構(gòu)圖 圖 流速模塊電路圖 廣師天河學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 10 壓力傳感器 壓力傳感器是能夠感受規(guī)定的被測量并按照一定的轉(zhuǎn)換規(guī)律轉(zhuǎn)換成可 用的輸出信號的器件或裝置壓力傳感器是以壓力為被測量，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為電信號的裝置，它具有廣泛的用途。其傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 所示。同時由于進(jìn)行 AD 轉(zhuǎn)換時需要采集輸出電壓，因此需要在壓力傳感器的第 2引腳（信號輸出）與第 3引腳（地）之間加上一個 4~10K 的下拉電阻。 ADC0809 是 8 位逐次逼近型 A/D 轉(zhuǎn)換器。 ADC0809 的工 作原理： IN0－ IN7 為 8 條模擬量輸入通道。有 4 條地址輸入和控制線， ALE 為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。因此這三只引腳直接接地。當(dāng) ST 上跳沿時，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時，開始進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間， ST 應(yīng)保持低電平。 OE＝ 1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù) ； OE廣師天河學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 12 為 0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。 AT89S52 單片機(jī)與 ADC0809 的之間的引腳接法如圖 所示。 表 ADC0809 通道選擇表 C B A 選擇的通道 0 0 0 IN0 0 0 1 IN1 0 1 0 IN2 0 1 1 IN3 1 0 0 IN4 1 0 1 IN5 1 1 0 IN6 1 1 1 IN7 圖 ADC0809 與 AT89S52 之間引腳接線圖 顯示模塊 本設(shè)計所采用的顯示模塊是 LCD12684 液晶屏，采用此液晶屏可以顯示中文字符 ，流速壓力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 13 對于觀察者 來說會更加容易。 LCD12864 的各引腳功能如表 所示。第 15 引腳（ PSB）與單片機(jī) 的 引腳 相接 。有兩種工作模式，分別為按鍵觸發(fā)模式與 SPI控制模式。而且按鍵信號相當(dāng)于一個負(fù)脈沖信號，可用軟件模擬出來?？商幚矶噙_(dá) 255 段以上信息 管腳號 管腳名稱 電平 管腳功能描述 1 VSS 0V 電源地 2 VCC +5V 電源正 3 V0 對比度（亮度）調(diào)整 4 RS(CS） H/L RS=“H”,表示 DB7——DB0 為顯示數(shù)據(jù) RS=“L”,表示 DB7——DB0 為顯示指令數(shù)據(jù) 5 R/W(SID) H/L R/W=“H”,E=“H”,數(shù)據(jù)被讀到 DB7——DB0 R/W=“L”,E=“H→L”, DB7 ——DB0 的數(shù)據(jù)被寫到 IR 或 DR 6 E(SCLK) H/L 使能信號 7 DB0 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 8 DB1 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 9 DB2 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 10 DB3 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 11 DB4 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 12 DB5 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 13 DB6 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 14 DB7 H/L 三 態(tài)數(shù)據(jù)線 15 PSB H/L H： 8 位或 4 位并口方式， L：串口方式（見注釋 1） 16 NC 空腳 17 /RESET H/L 復(fù)位端，低電平有效 18 VOUT LCD 驅(qū)動電壓輸出端 19 A VDD 背光源正端（ +5V） 20 K VSS 背光源負(fù)端 流速壓力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 15 表 ISD1760 采樣頻率與震蕩電阻 采樣頻率 12KHz 8KHz 4KHz 振蕩電阻 60KΩ 80KΩ 100KΩ 120KΩ 160KΩ ISD1760支持獨立按鍵模式和 SPI模式，獨立按鍵模式是通過獨立按鍵控制 ISD1760語音芯片進(jìn)行錄音、播放、 擦除、快進(jìn)、復(fù)位和調(diào)節(jié)音量大小等功能。 為了兼獨立按鍵模式，一些 SPI 命令： PLAY， REC， ERASE， FWD， RESET 和 GLOBAL_ERASE 的運(yùn)行類似于相應(yīng)的獨立按鍵模式的操作。 圖 ISD1760 的 SPI 模式電路 廣師天河學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 16 無線遙控模塊 本設(shè)計所采用的無線模塊采用的是 315MHz的超再生無線模塊。編碼芯片 PT2262 發(fā)出的編碼信號由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個完整的碼字，解碼芯片 PT2272 接收到信號后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對后， VT 腳才輸出高電平，與此同時相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會連續(xù)發(fā)射。 圖 發(fā)射模塊電路 接收模塊 超再生檢波電路實際上是一個受間歇振蕩控制的高頻振蕩器，這個高頻振蕩器采用電容三點式振蕩器，振蕩頻率和發(fā)射器的發(fā)射頻率相一致。 超再生檢波電路有很高的增益，在未收到控制信號時，由于受外界雜散信號的干擾和電路自身的熱搔動，產(chǎn)生一種特有的噪聲，叫超噪聲，這個噪聲的頻率范圍為 ～5kHz之間，聽起來像流水似的 “沙沙 ”聲。接收信號振幅大時，起始電平高，振蕩過程建立快，每次振蕩間歇時間也短，得到的控制電壓也高；反之，當(dāng)接收到的信號的振幅小時，得到的控制電壓也低。經(jīng)過解調(diào)放大之后輸入到PT2272 的第 14 引腳， PT2272 會根據(jù)接收到的信號進(jìn)行解碼。向 LCD12864 的指令寄存器寫進(jìn) 0X0C，設(shè)置 LCD12684 整體顯示關(guān)、打開游標(biāo)、不顯示游標(biāo)的位置。設(shè)置單片機(jī)外部中斷 0 工作，觸發(fā)方式為下降沿 [10]。 壓力數(shù)據(jù)采集 壓力傳感器是采用 了電阻應(yīng)變式傳感器，所以采集到的信號為模擬信號，其范圍為0～ 5V。初始化時，使 ST 和OE 信號全為低電平。如果沒轉(zhuǎn)換完畢則等待，當(dāng) EOC 變?yōu)楦唠娖綍r，表示轉(zhuǎn)換完畢，這時 0E 為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)流速壓力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 21 據(jù)從 D0～ D7 輸出到單片機(jī)了，值得注意的是輸出數(shù)據(jù)時 D0 為高位， D7 為低位 [12]。 壓力傳感器輸出的模擬信號范圍為 0～ 5V，測量水壓的范圍為 0～ 1000mm 水柱 ，水壓與信號之間的關(guān)系為 ： N=U/5*1000* 其中 U為壓力傳感器經(jīng)過 AD0809 轉(zhuǎn)換后的輸出電壓值 ,5 為 AD0809 的參考電壓正5V， 1000 為測量水壓的范圍 1000mm 水柱， 為 1mm 水柱與 1Pa 之間的轉(zhuǎn)換系數(shù)。它們之間的關(guān)系也是一個線性關(guān)系。其中 LCD12864 的 RS， RW 和 E 引腳為指令控制引腳。把壓力值和流速值顯示出來。 (3) 數(shù)據(jù)在 SCLK 的上升沿鎖存在芯片的 MOSI 管腳，在 SCLK 的下降沿從 MISO管腳輸出，并且首先移出低位。 (7) 在完成一個 SPI 命令的操作后，會啟動一個中斷信息，并且持續(xù)保持為低，直到芯 片收到 CLR_INT 命令或者芯片復(fù)位。 MOSI 的一般序列由 表 列出，送到芯片的第一個字節(jié)是命令字節(jié)，這個字節(jié)確定了芯片將要完成的任務(wù)。 多數(shù)的指令為兩個字節(jié)，需要地址信息的指令則為七個字節(jié)。從 0x010 地址開始，才是非保留的存儲區(qū)域，即真正的錄音區(qū)。而 RD_STATUS， RD_PLAY_PNTR， RD_REC_PNTR 和 RD_APC這些命令會在前兩個字節(jié)之后產(chǎn)生額外的信 息 。第一和第二個數(shù)據(jù)字節(jié)的內(nèi)容取決于上一個 SPI 命令。 命令字節(jié)中的 bit4 位（ LED）是具有特殊用途的。主控單片機(jī)可以訪問任何行地址，包括存儲 SE 音效的行地址（ 0x000－ 0x00F）。 SET_REC 操作從起始地址開始錄音，并結(jié)束于結(jié)束地址，并且在結(jié)束地址自動加上 EOM 標(biāo)志。也就是說 SET_PLAY 在SET_ERASE 之后將不能利用這個緩存器，并且這是一個錯誤的命令， SR0 中的COM_ERR 位將被置 1。在完成第一個語音信息的播放后，流速壓力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 25 第一個 SET_PLAY 操作會遇 到一個 EOM，這時不會像一般遇到 EOM 時自動 STOP，而是繼續(xù)執(zhí)行第二個 SET_PLAY 命令，芯片將播放第二個語音信息。在 SPI模式和獨立模式之間轉(zhuǎn)換，必須使用 SET_REC 和 SET_ERASE 以遵循循環(huán)存儲體系。排除短路現(xiàn)象之后接 上 5V 直流電源，觀察電源模塊上的電源指示燈是否亮起。檢查了很久，想了也久也沒有找到問題的所在，于是再次查閱霍爾 元件的技術(shù)手冊，發(fā)現(xiàn)霍爾元件信號輸出引腳必須加一個阻值為 5K 左右的上拉電阻，加上之后發(fā)現(xiàn)問題解決了，單片機(jī)可以采集到流速數(shù)據(jù)。經(jīng)過檢查語音模塊和無線模塊也正常工作。再把單片機(jī)接到硬件電路上檢測程序。改用成整型數(shù)據(jù)之后，問題得到解決，不過采用整型數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的精確度會有所下降。 流速壓力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 27 總 結(jié) 本設(shè)計本著方便、實用性、易于擴(kuò)展的指導(dǎo)思想，采用 AT89S52為中央處理器加上各種外圍電路構(gòu)成了整個單片機(jī)控制系統(tǒng)。 硬件設(shè)計，用 Protel軟件畫好電路原理圖 [14]。 對整個系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試，使系統(tǒng)達(dá)到本次設(shè)計的設(shè)計要求。俗話說實踐出真知，只有通過實際的操 作，才能弄清誰是誰非。感謝網(wǎng)友，在我碰到問題時，互聯(lián)網(wǎng)上網(wǎng)友的解答都可以讓我找到解決問題的辦法。 sbit LCM_RET=P3^0。 sbit MOSI=P0^1。 sbit OE=P3^1。039。239。439。639。839。 uchar a=0,b=0,c=0,d=0,e=0,f=0,g=0,h=0,i=0,j=0,k=0。 void delay_ms(uint d)。 /***********************延 時一毫秒函數(shù) **********************/ void delayms(uint ms) { uchar i。 } } delay(uint m) { while(m) 。 LCM_E=1。 delay(100)。 LCM_E=1。 delay(100)。 LCM_E=1。 } /************初始化函數(shù) ****************/ void LCM_Init() { LCM_RET=0。 LCM_WriteCom(0x34)。 LCM_WriteCom(0x0c)。 else if (X == 3) X = 0x98。 delayms(speed)。 else if (X == 3) X = 0x98。 LCM_WriteData(j)。 else if (X == 3) X = 0x98。.39。 b=liusu%10000/1000。 f=yali%10000/1000。 dispString(0,0,0,流速壓強(qiáng)實時監(jiān)控 )。 dispDotNum(2,4,tab[c])。 dispTwoNum(3,4,tab[f],tab[g])。 TH0=0。 TR0=1。 EX0=1。 i=ST。 ST=0。 _nop_()。 OE=0。