【正文】 寫指令 08H 顯示關(guān)閉 寫指令 01H 顯示清屏 寫指令 06H 顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置 寫指令 0CH 顯示開(kāi)及光標(biāo) void lcd_init(void) { LCD_E=0。)。 display_char(8,1,dispbuf[1]+39。i6。 for(i=0。程序如下： for(i=0。//總中斷允許 本系統(tǒng)的核心思想是通過(guò)計(jì)數(shù)器在單位時(shí)間內(nèi)統(tǒng)計(jì)的脈沖信號(hào)頻率來(lái)計(jì)算出氣重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 壓值。 TL0=0。 MCS51 芯片有 T0 和 T1 兩個(gè)輸入引腳，分別是這兩個(gè)計(jì)數(shù)器的技術(shù)輸入端。 lcd_init()函數(shù)將在后面介紹。 ⑥ C 語(yǔ)言提供 auto、 static、 flash 等存儲(chǔ)類型，針對(duì)單片機(jī)的程序存儲(chǔ)空間、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間及 EPROM 空間自動(dòng)為變量 合理地分配空間，而且 C 語(yǔ)言提供復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型，極大地增強(qiáng)了程序處理能力和靈活性。用 C 語(yǔ)言來(lái)編寫目標(biāo)系統(tǒng)軟件，可以大大縮短開(kāi)發(fā)周期，且明顯地增加軟件的可讀性，便于改進(jìn)和擴(kuò)充，從而開(kāi)發(fā)出大規(guī)模、高性能的應(yīng)用系統(tǒng) 【 16】 。各個(gè)模塊分別完成LCD1602 顯示器的初始化、延時(shí)、寫數(shù)據(jù)到 LCD160寫命令道 LCD160顯示等功能。 開(kāi) 始設(shè) 置 定 時(shí) 器 0設(shè) 置 定 時(shí) 器 1W h i l e ( 1 ) 。 圖 電源電路部分圖 第 五 節(jié) 總體電路 綜合以上各個(gè)電路得到本系統(tǒng)的電路原理圖如圖 所示 。其卓越的內(nèi)部電流限制和熱關(guān)斷特性使之特別適用于過(guò)載的情況，當(dāng)用于替代傳統(tǒng)的齊納二極管 電阻組的時(shí)候 ,其輸出阻抗得到有效的改善 ,其偏置電流大大減少。 ② 數(shù)據(jù)讀操作 ——輸入： RS= R/W=l、 E 由高變低，輸出： D0~D7 的數(shù)據(jù)。由于數(shù)據(jù)口（ D0～ D7）是雙向的，為了分清數(shù)據(jù)是單片機(jī)傳給 LCD（寫），還是 LCD 傳給單片機(jī)（讀），在 LCD 端設(shè)置了一個(gè)位來(lái)描述數(shù)據(jù)的走向，這一位就是 LCD 的第 5 腳（即 R/W 端）。當(dāng)RS 和 RW 共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 RW 為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng) RS 為高電平 RW 為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。一般前一種稱為字符型 LCD，后一種稱為點(diǎn)陣型 LCD，字符型的只能顯示 ASCII 碼符號(hào)的字形（一般用 57 點(diǎn)陣來(lái)顯示一個(gè)字符），而點(diǎn)陣型 LCD 還可以顯示圖形。需要進(jìn)行 V/F 轉(zhuǎn)換的電壓經(jīng)過(guò)低通濾波后由此引腳輸入。此引腳可接一固定電阻串聯(lián)一個(gè)可變電阻器的組合，用于調(diào)整轉(zhuǎn)換增益。 MPX4115A 的工作溫度適應(yīng)條件很寬，工作電壓為 5V 直流電壓 ，工作功率35mW，它把壓感單元、溫度補(bǔ)償單元、雅典放大電路、模擬信號(hào)輸出單元等集中在一個(gè)芯片上，可以方便使用。復(fù)位電路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵復(fù)位兩種方式，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)采用了按鍵復(fù)位方式，復(fù)位電路圖如圖 所示。 ⑨ EA/VPP（ 31 腳）： EA 功能為內(nèi)外程序存儲(chǔ)器選擇控制端。即使不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器， ALE 端仍有周期 性正脈沖輸出，其頻率為振蕩器頻率的 1/6。 ④ XTAL2（ 18 腳）在單片機(jī)內(nèi)部，接至上述振蕩器的反向輸出端。 ８ .特殊功能寄存器（ SFR） 特殊功能寄存器共有 21 個(gè)，用于 CPU 對(duì)片內(nèi)外各功能部件進(jìn)行管理、控制、監(jiān)視。 ３ .程序存儲(chǔ)器（ ROM/EPROM） 用來(lái)存儲(chǔ)程序， 8031 無(wú)此部件； 8051 為 4KBROM； 8751 則為 4KBEPROM。在本系統(tǒng)中，就是利用了他的這一特點(diǎn)，來(lái)做氣壓檢測(cè)儀表。本章還討論了系統(tǒng)各元件的介紹及選取。 ② 液晶 LCD1602 顯示屏， LCD1602 是一款比較通用的字符液晶顯示屏，能顯重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 示字符和數(shù)字等信息，但不能顯示圖畫，其具有價(jià)格低廉、操作方便、功耗低、編程簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。 LM331 是一款高精度電壓 /頻率轉(zhuǎn)換芯片，它具有以下特點(diǎn)： ① 最大非線性誤差為 %。而且，可以產(chǎn)生與所加氣壓成線性關(guān)系的高精度模擬輸出電壓。 ④ 測(cè)量的是否是絕對(duì)氣壓值 絕對(duì)氣壓值對(duì)應(yīng)的即是實(shí)際的氣壓值，顯然要實(shí)現(xiàn)數(shù)字氣壓計(jì)需要測(cè)量絕 對(duì)氣壓值的氣壓傳感器。由于其先進(jìn)的指令集以及單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行時(shí)間， ATmega16 的數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá) 1 MIPS/MHz，從而可以減緩系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。其中有 Motorola公司的 680 6802。本系統(tǒng)選用的氣壓傳感器是 Motorola 公司生產(chǎn)的新型 MEMS 器件 MPX4115A 單片集成硅壓力傳感器。各個(gè)模塊之間沒(méi)有復(fù)雜的信號(hào)傳輸，彼此之間的電磁干擾小，在不同的溫度下能正常工作且具有溫度補(bǔ)償能力 【 4】 。由此可見(jiàn)，氣壓計(jì)的應(yīng)用十分寬廣 ,它和我們的生活生產(chǎn)息息相關(guān)。由于大氣壓隨高度的減小而增大，所以高處空氣下降時(shí)，它所受到的壓強(qiáng)增大，它的體積減小，溫度升高，空氣中的凝結(jié)物就蒸發(fā)消散。氣壓傳動(dòng)是研究以有壓流體為能源介質(zhì)，來(lái)實(shí)現(xiàn)各種機(jī)械和自動(dòng)控制的學(xué)科。最古老的氣壓測(cè)量方法有水銀柱氣壓計(jì)和無(wú)液氣壓計(jì)。氣壓計(jì)在現(xiàn)實(shí)生活中的使用并不是很明顯，大部分人在一生中很少甚至沒(méi)有接觸過(guò)氣壓傳感器，但是氣壓傳感器在某些工作領(lǐng)域確實(shí)是不可或缺的重要器材，例如國(guó)防領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域以及氣象學(xué)領(lǐng)域。單片機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)獲得該信號(hào)的脈沖數(shù)值 ,計(jì)算出脈沖信號(hào)的頻率。隨著微電子制造技術(shù)的發(fā)展，誕生了數(shù)字化、小型化的氣壓傳感芯片。 地球表面上的風(fēng)、云、雨、雪等萬(wàn)千氣象都跟大氣運(yùn) 動(dòng)有緊密的關(guān)系，而造成大氣運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力來(lái)源就是大氣壓分布的不平衡和氣壓分布的經(jīng)常變化。由于氣壓跟天氣有密切的關(guān)系，所以各氣象哨所每天都按統(tǒng)一規(guī)定的時(shí)刻觀測(cè)當(dāng)?shù)氐拇髿鈮?，?bào)告給氣象中心，作為天氣預(yù)報(bào)的依據(jù)之一。 第三章，軟件部分的設(shè)計(jì)，在系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案的框架下，構(gòu)思了軟件部分設(shè)計(jì)的流程方案，并繪出流程圖；完成了系統(tǒng)的軟件部分設(shè)計(jì)。 LCD1602 液晶顯示屏的控制由STC89C52 單片機(jī) 、 、 來(lái)實(shí)現(xiàn)。 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 模 擬 電 壓（ 對(duì) 應(yīng) 于 氣 壓 值 ）V / F 轉(zhuǎn) 換 單 片 機(jī) 處 理 L C D 顯 示 圖 系統(tǒng)工作原理流程圖 上面介紹了本設(shè)計(jì)的工作原理流程圖，如圖 是系統(tǒng)的原理框圖。此芯片是一款具有精簡(jiǎn)指令集（ RISC）的混合信號(hào)處理器，其處理能力極強(qiáng)、運(yùn)算速度快、功耗超低、片內(nèi)資源豐富且有方便高效的開(kāi)發(fā)環(huán)境。又由于筆者學(xué)習(xí)過(guò) MCS51 系列單片機(jī)，而且考慮 到開(kāi)發(fā)難度和成本，本系統(tǒng)選取 STC89C52 單片機(jī)作為處理器。 MPX4115 系列壓電電阻傳感器是一個(gè)硅壓力傳感器。 三、 V/F 轉(zhuǎn)換芯片 氣壓傳感器 MPX4115A 輸出的是模擬電壓，因此，必須進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換才能交由單片機(jī)處理。 ④ 內(nèi)部具有溫度補(bǔ)償能隙基準(zhǔn)電路，因而具有極佳的溫度穩(wěn)定性，最大溫漂為177?？紤]到價(jià)格因素以及顯示需求， LCD1602 液晶顯示屏是最佳的選擇 【 11】 。 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 第二章 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 第一節(jié) 單片機(jī)電路 一、 單片機(jī)概述 單片機(jī)就是在一塊半導(dǎo)體硅片上集成了微處理器（ CPU），存儲(chǔ)器（ RAM， ROM，EPROM）和各種輸入、輸出接口（定時(shí)器 /計(jì) 數(shù)器，并行 I/O 口，串行口， A/D 轉(zhuǎn)換器以及脈寬調(diào)制器 PWM 等）的具有一臺(tái)計(jì)算機(jī)屬性的集成電路芯片。 C P U（ 運(yùn) 算 器 ）（ 控 制 器 ）數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器R A MP 0 P 2程 序 存 儲(chǔ) 器R O M / E P R O M特 殊 功 能寄 存 器（ S F R ）P 1串行口定 時(shí) 器 /計(jì) 數(shù) 器中 斷系 統(tǒng)P 3 X T A L 1X T A L 2A L EP S E NE AR E S E T888 8 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 圖 MCS51 單片機(jī)片內(nèi)結(jié)構(gòu)圖 由圖可見(jiàn)，單片機(jī)內(nèi)部包含了微處理器（ CPU）、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）、程序存儲(chǔ)器（ ROM/EPROM）、中 斷系統(tǒng)、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、特殊功能寄存器以及各種借口。 ５ .定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 片內(nèi)有 2 個(gè) 16 位的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，具有 4 種工作方式。制造工藝為 HMOS 的單片機(jī)采用 40 只引腳的雙列直插封裝（ DIP）方式， STC89C52 的引腳如圖 所示 。 ⑥ 掉電期間，此引腳可接上備用電源（ VPD），以保持內(nèi)部 RAM 中的數(shù)據(jù)不丟重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 失。 ⑧ PSEN（ 29 腳）：程序存儲(chǔ)器允許輸出控制端。 ① P0（ ~）是一個(gè) 8 位三態(tài)雙向 I/O 口，在不訪積壓處部存儲(chǔ)器時(shí)，做通用 I/O 口使用，用于傳送 CPU 的輸入 /輸出數(shù)據(jù)，當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，此口為地址總路線低 8 位及數(shù)據(jù)總路線分時(shí)復(fù)用口，可帶 8 個(gè) LSTTL 負(fù)載。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)采用的是 外 部時(shí)鐘方式，時(shí)鐘電路圖如圖重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 所示 【 14】 。 GND（ 2 腳）：接地端。 GND（ 4 腳）：接地端。 四、 氣壓檢測(cè)部分電路圖 氣壓傳感和 V/F 轉(zhuǎn)換電路圖如圖 所示 。 圖 LCD1602 封裝及引腳圖 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 從圖中可以看到， LCD1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 16 腳接口，具體定義如下 : 第 1 腳： VSS 為地電源。 第 15～ 16 腳：空腳或背光電源端接口。但讀一般只是讀內(nèi)容，只有一種情況是讀指令（其實(shí)是讀狀態(tài)），即判定 LCD 是否忙（忙就不能寫），這時(shí)要讓 RS=0、 R/W=1，讀到的最高位（ DB7）若是 1 則表示 LCD 忙，若是 0 則表示 LCD 就緒，可以寫指令或內(nèi)容。 四、 LCD1602 的電路圖 LCD1602 液晶顯示電路如圖 所示 。4% ④ 外圍電路簡(jiǎn)單 ⑤ 靜電防護(hù) ESD 可達(dá) 三、 78L05 的引腳圖 78L05 的引腳 圖如圖 所示 。模塊化的設(shè)計(jì)思路簡(jiǎn)化了硬件設(shè)計(jì)過(guò)程，易于閱讀、理解，同時(shí)也為電路的模塊化焊接和各個(gè)功能模塊的檢測(cè)打下好的基礎(chǔ)。F l a g = 1 ？T R 1 = 0 。其主要優(yōu)點(diǎn)是占用資源少、程序執(zhí)行效率高。 ③ 可以實(shí)現(xiàn)軟件的結(jié)構(gòu)化編程，使得軟件的邏輯結(jié)構(gòu)變得清晰、有條理、便于開(kāi)發(fā)小組計(jì)劃任務(wù)、分工合作。 ⑦ 對(duì)于一些復(fù)雜系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，可以通過(guò)移植 (或 C 編譯器提供 )的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 lcd_init()。特殊功能寄存器 TMOD 的 TH0 和 TL0 分別設(shè)定 T1 和 T0 的工作方式。 TR1=1。 fo 的單位為 Hz，P 的單位為 kPa， K 為 V/F 轉(zhuǎn)換增益，設(shè)計(jì)中 K 值為 20xx。 //將八個(gè)顯示緩沖區(qū)清零 } i=0。//將數(shù)值緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)存入顯示緩沖區(qū) } while(Pa/10) //計(jì)算每一位數(shù)值緩沖區(qū) {temp[i]=Pa%10。039。 display_char(9,1,39。要驅(qū)動(dòng) LCD1602，就是把第二章中介紹的控制方式用程序來(lái)具體實(shí)現(xiàn)，就相當(dāng)于電腦的硬件設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序。 //關(guān)閉顯示 WriteCommandLcd(0x0c)。 dellay(100)。 dellay(100)。 } 函數(shù)名稱： WriteDataLcd 函數(shù)參數(shù)： wdata(unsigned char 型 ) 出口參數(shù)：無(wú) 功能描述：寫數(shù)據(jù)到 LCD void WriteDataLcd(unsigned char wdata) { LCD_RS=1。//顯示開(kāi)及光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置 } 2. LCD1602 的其他模塊 LCD 的其他模塊包括 LCD 的寫命令模塊、 LCD 的寫數(shù)據(jù)模塊、 LCD 的顯示模塊。在本程序中，用于延時(shí)的子函數(shù)將在寫命令函數(shù) WriteCommandLcd()中調(diào)用。039。)。 for(i=0。} temp[i]=fo。再寫入顯示數(shù)據(jù)之前，先把前一次的數(shù)據(jù)清零，再 寫入新數(shù)據(jù)。//定時(shí)器 1 使能 EA=1。//初始化定時(shí)器工作方式 TH0=0。計(jì)數(shù)器工作模式是對(duì)外來(lái)脈沖進(jìn)行技術(shù)。在主函數(shù)中通過(guò)以下語(yǔ)句來(lái)調(diào)用 LCD1602 的初始化程序。 ⑤ 匯編語(yǔ)言的可移植性很差，而 C 語(yǔ)言只要將一些與硬件相關(guān)的代碼作適當(dāng)?shù)男薷?，就可以方便地移植到其它種類的單片機(jī)上。缺點(diǎn)是占用資源較多，執(zhí)行效率沒(méi)有匯編語(yǔ)言好。 圖 程序流程圖 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 本系統(tǒng)的軟件采用 C 語(yǔ)言編寫，并運(yùn)用模塊化的設(shè)計(jì)思路。用 C 語(yǔ)言 實(shí)現(xiàn)氣壓計(jì)的程序，流程圖如圖 所示 。 四、 電源電路圖 電源電路如圖 所示