基于單片機(jī)控制的數(shù)字氣壓計(jì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)(編輯修改稿)
2025-07-16 12:48 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 暫留功能可以看到整個(gè)顯示，但必須保證掃描速度足夠快，字符才不閃爍。顯示器的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)，也與點(diǎn)亮?xí)r間和間隔時(shí)間的比例有關(guān)。若顯示器的位數(shù)不大于8，則控制顯示器公共極電位只需一個(gè)I/O口，控制顯示器的各位所顯示的字型也只需一個(gè)8位口。單個(gè)LED是由７段發(fā)光二極管構(gòu)成的顯示單元。有10個(gè)引腳，對應(yīng)于７個(gè)段、1個(gè)小數(shù)點(diǎn)和2個(gè)公共端[9]。本設(shè)計(jì)中需要用5個(gè)LED組成顯示單元，共陰極接法，所以我們采用數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示。 系統(tǒng)配置我們以AT89C52單片機(jī)為整個(gè)系統(tǒng)的核心，通過氣壓傳感器對氣壓信號(hào)的采集、控制、放大等處理完成氣壓參數(shù)的自動(dòng)獲取，以及進(jìn)行數(shù)字顯示等等。在此過程中需要利用AT89C52單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器對其進(jìn)行度量，再使用軟件模塊對其進(jìn)行處理，即得到了A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果。進(jìn)行多次A/D轉(zhuǎn)換后，我們就可以采集到一脈沖序列的數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚詈笸ㄟ^數(shù)碼管顯示電路顯示給用戶，進(jìn)而達(dá)到了我們對整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求。衢州學(xué)院3 硬件電路設(shè)計(jì)經(jīng)過之前的分析,單片機(jī)系統(tǒng)中的數(shù)碼管顯示電路，它通常由譯碼器、驅(qū)動(dòng)器和顯示器等部分組成，是將采集到得氣壓值通過數(shù)碼管顯示的電路。硬件電路離不開功能性器件，因此首先來看看本數(shù)字胎壓計(jì)所采用的主要器件。 主要芯片介紹89C52單片機(jī)89C52單片機(jī)的40條引腳按功能來分，可以分為3部分，電源及時(shí)鐘引腳、控制引腳和輸入/輸出引腳。如下圖31所示： 圖31 單片機(jī)引腳圖89C52單片機(jī)引腳功能主電源及時(shí)鐘引腳此類引腳包括電源引腳Vcc、Vss、時(shí)鐘引腳XTALXTAL2。（1）Vcc（40腳）：接+5V電源，為單片機(jī)芯片提供電能。（2）Vss（20腳）接地。（3）XTAL1（19腳）在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個(gè)反向放大器的輸入端，該放大器構(gòu)成了片內(nèi)的振蕩器，可提供單片機(jī)的時(shí)鐘控制信號(hào)。（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?？刂埔_此類引腳包括RESET（即RSR/VPD）、ALE/PROG、PSEN、EA/VPP，可以提供控制信號(hào)，有些具有復(fù)用功能。（1）RSR/ VPD（9腳）：復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效，當(dāng)振蕩器運(yùn)行時(shí)，在此引腳加上兩個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位（REST）。，以保證單片機(jī)正常工作。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)不丟失。當(dāng)Vcc下降到低于規(guī)定值，而VPD在其規(guī)定的電壓范圍內(nèi)（5177。）時(shí)，VPD就向內(nèi)部RAM提供備用電源。（2）ALE/PROG（30腳）：ALE為地址鎖存允許信號(hào)。當(dāng)單片機(jī)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖的下降沿用于鎖存16位地址的低8位。即使不訪問外部存儲(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。但是每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，在兩個(gè)機(jī)器周期中ALE只出現(xiàn)一次，即丟失一個(gè)ALE脈沖。ALE端可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL負(fù)載。（3）PSEN（29腳）：程序存儲(chǔ)器允許輸出控制端。此輸出為單片內(nèi)訪問外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。在從外部程序存儲(chǔ)器取指令（或取常數(shù)）期間，每個(gè)機(jī)器周期均PSEN兩次有效。但在此期間，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的PSEN信號(hào)將不會(huì)出現(xiàn)。PSEN同樣可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL負(fù)載。（4）EA/VPP（31腳）：EA功能為內(nèi)外程序存儲(chǔ)器選擇控制端。當(dāng)EA端保持高電平時(shí)，單片機(jī)訪問內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，但在PC（程序計(jì)數(shù)器）值超過0FFFH時(shí)將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器內(nèi)的程序。輸入/輸出引腳此類引腳包括P0口、P1口、P2口和P3口。（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。（2）P1（~）是一個(gè)8位準(zhǔn)雙向I/O口（作為輸入時(shí)，口鎖存器置1），帶有內(nèi)部上拉電阻，可帶4個(gè)LSTTL負(fù)載。（3）P2（~）是一個(gè)8位準(zhǔn)雙向I/O口，與地址總路線高8位復(fù)用，可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載。（4）P3口功能表， P3口功能表P3口各個(gè)位的第二功能P3口的位第二功能說明RXD串行數(shù)據(jù)接收口TXD串行數(shù)據(jù)發(fā)射口INT0外部中斷0輸入INT1外部中斷1輸入T0計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)輸入T1計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)輸入WR外部RAM寫信號(hào)RD外部RAM讀信號(hào) 氣壓傳感和V/F轉(zhuǎn)換電路部分MPX4105壓力傳感芯片氣壓傳感器選用摩托羅拉公司生產(chǎn)地集成壓力傳感芯片MPX4105，其引腳分布如圖32所示。? MPX4100123456VOUT GND VCC NC NC NC圖32 MPX4105引腳分布圖各引腳功能說明如下：VOUT(1腳)：電壓輸出腳。GND（2腳）：接地端。NC（6腳）：空引腳，用于芯片內(nèi)部連接，懸空不適用。LM331電壓/頻率轉(zhuǎn)換器電壓/頻率轉(zhuǎn)換器選用國家半導(dǎo)體公司的高精度V/F轉(zhuǎn)換芯片LM331，其引腳分布如圖33所示。?LM33112347665CO RefCFOGNDVCCCmpInThreR/C圖33 LM331引腳分布圖各引腳功能說明如下：CO(1腳)：電流輸出腳。RefC（2腳）：基準(zhǔn)電流腳。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。FO（3腳）：脈沖序列輸出腳。該序列的頻率值對應(yīng)于輸入電壓的脈沖序列。GND（4腳）：接地端。R/C（5腳）：組容網(wǎng)絡(luò)引腳。Thre（6腳）：閾值電壓腳。芯片內(nèi)部的電壓比較器會(huì)對此引腳上的電壓和7腳CmpIn上的電壓作比較。CmpIn(7腳)：比較器電壓輸入腳。需要進(jìn)行V/F轉(zhuǎn)換的電壓經(jīng)過低通濾波后由此引腳輸入。VCC（8腳）：電源腳?？刹捎脝巍㈦p電源供電，輸入電壓5~40V。MC78L05電源電路由于數(shù)字胎壓計(jì)采用的是+15V電源供電，LM331工作于+15V，但是單片機(jī)、MPX4105等其他芯片需要+5V供電，因此還需要設(shè)計(jì)專門的供電電路以滿足整個(gè)系統(tǒng)的電源需求。電源電路選用摩托羅拉公司的三端低電流線性穩(wěn)壓芯片MC78L05。MC78L05具有以下特點(diǎn)：輸入電壓范圍：~24V，輸出+5V固定電壓；具有內(nèi)部短路電路限制和熱過載保護(hù)功能；無須外部器件。其引腳分布如圖33所示。各引腳功能說明如下：Vout(1腳)：+5V固定電壓輸出腳。GND(2腳)：接地端。Vin(3腳)：電壓輸入腳，~24V。? MC78L05123Vout GND Vin圖34 MC78L05引腳分布圖數(shù)字胎壓計(jì)的硬件電路可分為4個(gè)部分：氣壓傳感器、V/F轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)電路和電源電路。氣壓傳感和V/F轉(zhuǎn)換電路的原理圖如圖35圖35氣壓傳感和V/F轉(zhuǎn)換電路的原理圖基于MPX41
語文相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1