【正文】 結果表明，所設計的電路和軟件能完成基本的測試功能。 圖 調試結果 經(jīng)驗教訓 在整個編程過程中，我都是很仔細的，因為知道即使是很小的問題，都可能使整個程序出現(xiàn)問題，所以在一步步小心謹慎的情況下，基本上沒出什么問題，出了些小問題當時都解決了，最后把整個程序燒進單片機后，所有模塊都能正工作，整個系統(tǒng)也能正常運行。然后通過軟件程序設置時序來改變蜂鳴器的頻率。c H: 重力勢高度 h:我們想得到的高度 h 程序流程圖 單片機的程序流程圖如下圖 所示 。在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil和 MPLAB 等多種編譯器。運行 Keil 軟件需要 Pentium 或以上的 CPU，16MB 或更多 RAM、 20M 以上空閑的硬盤空間、 WIN9 NT、 WIN20xx、 WINXP等操作系統(tǒng)。 如下圖 所示 。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 圖 1602LCD 尺寸圖 西京學院本科畢業(yè)設計（論文） 22 1602LCD 主要技術參數(shù)： 顯示容量 :162 個字符 芯片工作電壓 :— 工作電流 :() 模塊最佳工作電壓 : 字符尺寸 :(WH)mm 引腳功能說明： 1602LCD 采用標準的 14 腳（無背光）或 16 腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表 所示 。 1）向固定的寄存器（ 0xF4）寫特定值 其實就是向 0xF4 地址寫不同的值從 而完成溫度測量或 不同的壓力精度的 測量。 2）送寄存器地址 (register address)，如圖 中的第一個 0xF6。 圖 BMP085 發(fā)送控制命令的方式圖 向 BMP085 發(fā)送命令的步驟如下： 1）發(fā)送模塊地址 +W（表示寫操作），如圖 中的 0xEE。單片機最小系統(tǒng)的搭建如下圖 。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。因此它可用 作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。當 P3口寫入 ―1‖后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。在 FLASH 編程和校驗時， P1口作為 低 八位地址接收。由于將多功能 8位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL的 AT89S52是一種高效微控制器， AT89S52單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種 靈活性高且價廉的方案， 外形及引腳排列如圖 。 20 世紀 80年代以來，單片機的發(fā)展非常迅速，就通用單片機而言，世界上一些著名的計算機廠家已投入市場的產(chǎn)品就有 50 多個系列，數(shù)百個品種。 系統(tǒng)的配置 我們用 AT89S52 單片機作為整個系統(tǒng)的核心，氣壓傳感器、 LCD1602 數(shù)碼顯示西京學院本科畢業(yè)設計（論文） 12 器、 蜂鳴器等為重要組成部分，組成了一個穩(wěn)定的數(shù)字氣壓計系統(tǒng)。 數(shù)碼顯示的選擇 方案一：采用八連排七段數(shù)碼管 ，七段數(shù)碼管有共陰和共陽兩 種，如用共陽顯示電路需要用 74LS47 譯碼驅動集成電路，無論共陰還是共陽七段顯示電路，都需要加限流電阻?？紤]到我們身處平原地區(qū)，氣壓值浮動較小，不需要精度太高綜合價格，我們最終選擇 51 系類單片機，采用 STC89S52。 數(shù)碼 顯示模塊 本設計是 用單片機的 P1 口連接一個 LCD1602 液晶顯示屏 顯示。 西京學院本科畢業(yè)設計（論文） 10 ac5 = bmp085ReadInt(0xB2)。 void Single_Write(uchar SlaveAddress,uchar REG_Address,uchar REG_data)。因此，需要經(jīng)過 V/F 轉換模塊把氣壓傳感器輸出的模擬電壓信號轉換為數(shù)字脈沖（其頻率隨輸入電壓呈線性變化）。選擇合適的 A/D 轉換器件，它的作用是將氣壓傳感器輸出的模擬電流或電壓信號轉換為數(shù)字信號。原理框圖如圖 所示 。 西安市平均海拔高度： 397 米 .大氣壓力 ：冬季： 734 毫米汞柱，夏季 718 毫米汞柱 。氣壓日變化幅度較小，一般為 ～ 千帕，并隨緯度增高而減小。因此，國際上統(tǒng)一規(guī)定用＂百帕＂作為氣壓單位。 西京學院本科畢業(yè)設計（論文） 4 本課題相關理論及 西安地區(qū)大氣壓 在設計電子氣壓計之前首先要搞清楚氣壓的定義。 國內(nèi)外相關技術 對輪胎爆胎進行預警是保障汽車安全行駛的關鍵所在，已 成為汽車行業(yè)研究的熱點問題。數(shù)字氣壓計一般不會只有測量氣壓一種功能，一般都有其他的功能，比如測溫度、指南針、碼表等等的功能 。研究汽車輪胎胎壓計， 對現(xiàn)代汽車行駛時的 安全性 、 經(jīng)濟性 和操縱穩(wěn)定性具有尤為重要的現(xiàn)實意義。 本文著重介紹 數(shù)字氣壓計 在汽車胎壓方面的應用。其中的核心元 器 件就是氣壓傳感器 。 本文 具體 闡述了系統(tǒng)的軟件設計和硬件的搭建，以 C 語言為開發(fā)工具，進行了詳細設計和編碼。 本科畢業(yè)設計 (論文 ) 題目 ： 基于單片機的數(shù)字氣壓計設計 教學單位： 專 業(yè)： 學 號： 姓 名： 指導教師： 20xx 年 5 月 I 摘 要 氣壓計是利用壓敏元件將待測氣壓直接變換為容易檢測、傳輸?shù)碾娏骰螂妷盒盘枺缓笤俳?jīng)過后續(xù)電路處理并進行實時顯示的一種設備?？傮w目標是實現(xiàn)系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟性。氣壓傳感器 在監(jiān)視壓力 的 大小、控制壓力 的 變化以及物理參量的測量等方面起著重要 的 作用。 我設計的是一種基于單片機的數(shù)字氣壓計的設計，主要針對的是 汽車輪胎胎壓計的設計 。 現(xiàn) 如今，人們對駕駛 過程中的 安全性與舒適性的追求越來越高，隨車攜帶 的 數(shù)字氣壓計 可以保證人們安全 的行 駛，有效地降低由于爆胎 而 導致的交通事故發(fā)生 的概率。本課題研究所用的氣壓計就附帶有溫度測控。在輪胎爆胎預警系統(tǒng)及相關技術的研究 方 面，美國、日本、德國、法國、英國在近幾年都取得了突破性的進展，形成了性能和功能完善的輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)品。氣壓是作用在單位面積上的大氣壓力，即等于單位面積上向上延伸到大氣上界的垂直空氣柱的重量。經(jīng)過換算： 一個標準大氣壓＝ 1013 百帕（毫巴） 1 毫米水銀 (汞 柱）柱高＝ 4/3 百帕（毫巴） 1 個標準大氣壓＝ 760mm水銀 (汞柱）柱高。氣壓變化與風、天氣的好壞等關系密切，因而是重要氣象因子。 由公式： 1 毫米汞柱 = 千帕 西京學院本科畢業(yè)設計（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。 圖 設計方案一 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 轉換的單片機中，以及在相關模擬分立元件的輔助下進行 A/D 轉換以及其它的數(shù)據(jù)處理，將處理的結果送顯示部分進行顯示。 氣 壓 傳 感 器 A/D 轉 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 西京學院本科畢業(yè)設計（論文） 8 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系式計算出所對應的實際氣壓值，最后通過數(shù)碼管顯示電路顯示給用戶。 //單個寫入數(shù)據(jù) uchar Single_Read(uchar REG_Address)。 ac6 = bmp085ReadInt(0xB4)。 通過軟件編碼，顯示當前 的 溫度和氣壓值。 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系的高精度模擬輸出電壓。否則通電后就把數(shù)碼管燒壞了。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。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。 圖 單片機引腳排列圖 C P U 外 部 設 備 計數(shù)器 ROM 中斷 I/O口 RAM 西京學院本科畢業(yè)設計（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。 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 P2口被寫 ―1‖時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。作為輸入，由于外西京學院本科畢業(yè)設計（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。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE 脈沖。 EA/VPP：當 /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。 西京學院本科畢業(yè)設計（論文） 17 圖 單片機的最小系統(tǒng) 氣壓傳感器 BMP085 本設計氣壓傳感器采用的是 BOCSH 公司的 BMP085。 2）發(fā)送寄存器地址 (register address)，如圖 中的第一個 0xF4。 3）重新開始 IIC 傳輸（ Restart）。 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)）。 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 背光源負極 第 1 腳： VSS 為地電源。 西京學院本科畢業(yè)設計（論文） 23 第 15 腳：背光源正極。 圖 蜂鳴器 總體電路顯示 綜 上所述，本次設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。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、強大的軟件仿真調試工具也會令你事半功倍。 氣壓 與海拔 的關系 海拔高度與大氣壓力的關系在大氣物理學里面有明確的定義。 西京學院本科畢業(yè)設計（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 西京學院本科畢業(yè)設計（論文） 30 第 5 章 系統(tǒng)調試 與經(jīng)驗教訓 硬件調試 單片機最小系 統(tǒng)的調 試 本設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)小段程序調試， 比如控制流水燈的閃爍，運行后 都可以 正常工作。 軟件 程序修改與調試 使用 Keil軟件 開發(fā)流程步驟如下 。 通過一系列的改進與完善，最后整個系統(tǒng)不僅達到了預期的效果，能正常工作，顯示氣壓和溫度，還變得更加穩(wěn)定。通過這次畢業(yè)設計，使我懂得了在遇到問題時，要認真細心的，不厭其煩的，循序漸進的對程序進行修改，才能達到預期的效果，同時，成功的喜悅也會讓人興奮。根據(jù)設計方案，詳細地闡述了單片機的控制原理、傳感器 的 使用方法 ，設計了相應的硬件電路和系統(tǒng)軟件，制作了電路原理樣機并進行調試。 西京學院本科畢業(yè)設計（論文） 34 圖 設置晶振 圖 設置“ output”選項卡 西京學院本科畢業(yè)設計（論文） 35 （ 4） 編譯整個工程并且生成下載到