【文章內容簡介】 1 可為許多嵌入式控制應用系統提供高性價比的解決方案。 單片機復位是使 CPU和系統中的其他功能部件都處在一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作，例如復位后 PC＝ 0000H，使單片機從第 — 個單元取指令。無論是在單片機剛開始接上電源時，還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復位 。在復位期間（即 RST為高電平期間）， P0口為高組態(tài)， P1－ P3口輸出高電平；外部程序存儲器讀選通信號 PSEN無效。地址鎖存信號 ALE也為高電平。根據實際情況選擇如圖 32所示的復位電路，該電路在最簡單的復位電路。 AT89S51引腳 XTAL1和 XTAL2與晶體振蕩器及電容 C C2按圖 32所示方式連接。晶振、電容 C3／ C2及片內與非門（作為反饋、放大元件）構成了電容三點式振蕩器，振蕩信號頻率與晶振頻率及電容 C C2的容量有關，但主要由晶振頻率決定，范圍在 0～ 33MHz之間，電容 C C2取值范圍在 5～ 30pF之間。根據實際情況，本設計中采用 12MHZ外部晶振， 電容取值為 30pF。 蘇州經貿職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 6 圖 32 單片機最小系統原理圖 模數轉換電路 設計 本文設計的便攜式氣壓高度計采用 TLC549 模數轉換芯片對氣壓數據進 行模數轉換， TLC549 是美國德州儀器公司生產的 8 位串行 A/D 轉換器芯片，可不通用微處理器、控制器通過 CLK、 CS、 DATA OUT 三條口線進行串行接口。具有 4MHz片內系統時鐘和軟、硬件控制電路，轉換時間最長 17μs ， TLC549 允許的最高轉換速率為 45500 次 /s， TLC549 為 40000 次 /s。總失調諢差最大為 177。 ，典型功耗值為 6mW。采用差分參考電壓高阻輸入，抗干擾，可按比例量程校準轉換范圍， VREF接地， VREF+－ VREF≥1V ，可用于較小信號的采樣。 TLC549 的引腳分布圖如圖 33所示，每個引腳的功能見表 1： 具體電路設計如圖 33 所示， P1 是氣壓信號放大后的接口。 SCK 接單片機的 口，輸入串行移位脈沖引腳。 DO 接單片機 口，輸出串行移位數據。CS接單片機 口，輸入片選。 表 1 引腳功能表 蘇州經貿職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 7 引 腳 1引 腳 2引 腳 3引 腳 4引 腳 5引 腳 6引 腳 7引 腳 8R E F + ： 輸 入 ， 電 壓 為 + 2 5 v 基 準 電 壓A N A L O G I N ： 輸 人 ， 信 號 輸 人 0 ～ + 2 . 5 V 電 壓 ：R E F ： 輸 人 ， 負 基 準 電 壓 ， 接 地G N D ： 輸 人 ， 地 ， 接 地C S ： 輸 入 ， 片 選D A T A O U T ： 輸 出 ， 串 行 移 位 數 據I / O C L O C K ： 輸 人 ， 串 行 移 位 脈 沖V C C ： 輸 入 ， 電 源 圖 33 TLC549電路設計圖 顯示電路設計 本文便攜式氣壓高度計采用的是 1602 字符液晶。 D0D7 是數據傳送口，接單片機 P0 口，數據傳至液晶并顯示。 RS 接單片機 口是寫指令和寫數 據控制腳。 RW 接單片機 口是單片機讀數據和寫數據控制腳。 E接單片機 口是使能端。 VL 接出的一個滑動變阻器用來調節(jié)液晶的亮度。 用 LCD 顯示一個字符時比較復雜，因為一個字符由 68 或 88 點陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個位置對應的顯示 RAM 區(qū)的 8 字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為 “1” ，其它的為 “0” ，為 “1” 的點亮，為 “0” 的不亮。這樣一來就組成某個字符。但由于內帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據在 LCD上開始顯示的行列號及每行的列數找出顯示 RAM 對應 的地址，設立光標，在此送上該字符對應的代碼即可。 其電路設計如圖 34所示： 蘇州經貿職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 8 圖 34 LCD1602顯示電路圖 氣壓傳感器電路設計 本文便攜式氣壓高度計采用的氣壓傳感器 US9111。但由于預算的限制，此次設計選擇了具有良好性價比的 US9111 絕壓型氣壓傳感器，它的測量范圍為 0 至，差分輸出。 具體參數如表 2： 表 2氣壓傳感器 us9111參數 最小值 典型值 最大值 單位 激勵電壓 5 10 V 激勵電流 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（電壓激勵） %FS/℃ 溫度系數（電流激勵） + %FS/℃ 溫度系數（零偏移） + %FS/℃ 線性度 177。 + %FS 磁滯度 177。 + %FS 過壓 3 psi 工作溫度 40 +125 ℃ 儲存溫度 55 +150 ℃ 引腳及功能如表 3所示： 表 3 引腳及功能 蘇州經貿職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 9 1 腳2 腳3 腳4 腳5 腳6 腳7 腳8 腳空 腳正 信 號空 腳負 電 源負 電 源負 信 號空 腳正 電 源 為了正確測量氣壓，并將測得的氣壓值轉換成單片機需要的電壓信號，需要將傳感器輸出信號進行處理，處理電路包括激勵源電路和信號放大電路兩部分，具體設計如下： 傳感器激勵源設計 由于采用電流激勵的溫度特性要優(yōu)于電壓激勵，因此本設計采取恒流源供電的思路，設計了一個用來給傳感器提供 電流的恒流源。具體電路如圖 35所示，其中 穩(wěn)壓二極管選用 ，運放選用 OP07。 圖 35電流激勵源電路圖 信號放大設計 因為氣壓傳感器檢測到的信號大概是毫伏級，然而單片機所需要的電壓需要+5V，因此在本設計中需要將信號放大。 在本設計采用差動放大電路即可滿足需求，然而基本的差動放大電路精密度較差，且差動放大電路上變更放大增益時，必須調整兩個電阻。但是因為需要有效的調試，所以考慮之后選擇了三級放大電路。 蘇州經貿職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 10 前級差動放大電路抑制共模干擾，電路如圖 36 所示，調節(jié) R22 可以改變放大倍數（ 110）倍。 圖 36 差 動放大共模抑制電路圖 圖中， S， S+是傳感器輸出信號，由于信號源的內阻處于理想化，有 S+=S，R4間的電流處于 0。調節(jié) R22，使電路兩邊對稱既而增強了抗共模干擾的效果。 中級差分運算電路如圖 37 所示，將前級信號進行差分運算，將信號放大 5倍然后送至后置繼續(xù)放大。 圖 37差分運算電路圖 后置放大電路如 38 所示， 根據 Uo=(1+R15/R14)Ui，得出后置放大系數為 3，即為 3倍。 蘇州經貿職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 11 圖 38 同比例放大電路圖 報警電路的設計 本設計中的報警電路設計采用一個三極管驅動一個蜂鳴器 ，主要用于當氣壓達到上下極限值時進行報警提醒。電路如 圖 39 所示 。 圖 39 報警電路圖 蘇州經貿職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 12 第四章 便攜式氣壓高度計的軟件設計 本文設計的便攜式氣壓高度計的軟件程序包括主程序，顯示子程序，模數轉換子程序，數據處理子程序，報警子程序，具體設計如下： 主程序設計 主程序流程圖如圖 41 所示，首先進行狀態(tài)初始化， LCD 顯示器上顯示初始界面，然后根據輸入的信號顯示對應的數據。然后再對數據進行判斷，達到上下限則采取對應的措施。 開 始初 始 化顯 示 初 始 字 符數 據 處 理顯 示 對 應 數 據結 束 判 斷 有 無 達 到 上 下 限采 集 氣 壓 數 據報 警 處 理Y E SN O 圖 41 主程序流程圖 蘇州經貿職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 13 模數轉換子程序設計 TLC 549 是 8位串口 AD轉換芯片，可用單片機控制，通過 CLK,CS,DATA OU