【文章內(nèi)容簡介】 度V/F轉(zhuǎn)換芯片LM331。 LM331封裝及引腳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。四、 氣壓檢測部分電路圖氣壓傳感和V/。 氣壓檢測部分電路圖第三節(jié)　液晶顯示電路一、 液晶顯示屏介紹在單片機(jī)系統(tǒng)中，輸出設(shè)備是用來向用戶提供信息的，常見的如數(shù)碼管。但數(shù)碼管不僅功耗大、體積大，而且只能用于數(shù)字顯示，位數(shù)也不能太多。液晶顯示屏則不僅功耗小、體積小，顯示的信息量也要比數(shù)碼管大的多，在越來越多的場合，液晶屏成為了替代數(shù)碼管的首選設(shè)備。單片機(jī)系統(tǒng)中用到的液晶屏（簡稱LCD）有很多類型，但最常用的只有兩種，一種就1602型（即每行可顯示16個(gè)字符，同時(shí)能顯示2行）的，另一種是12864型（即每行可顯示128個(gè)點(diǎn)，每列可顯示64個(gè)點(diǎn)）的。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碼符號的字形（一般用57點(diǎn)陣來顯示一個(gè)字符），而點(diǎn)陣型LCD還可以顯示圖形。 LCD1602實(shí)物圖二、 LCD1602介紹一般來說，絕大多數(shù)LCD1602都是使用日立的HD44780控制芯片或與其兼容的芯片，所以控制方式都是一樣的，只是在一些顯示特性及物理特性的具體參數(shù)上，以及某些電氣特性上，不同廠家的產(chǎn)品可能會(huì)有所差別，使用時(shí)可先看下說明，這里就不一一羅列了。 LCD1602封裝及引腳圖從圖中可以看到，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2腳：VDD接5V正電源。第3腳：V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對比度最弱，接地時(shí)對比度最高，對比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對比度。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀寫信號線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。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，當(dāng)RS為高電平RW為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行數(shù)據(jù)寫入或讀取命令。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15～16腳：空腳或背光電源端接口。三、 LCD1602的控制一般來說，可使用單片機(jī)的其中一個(gè)PORT端口來接LCD的8個(gè)雙向數(shù)據(jù)口（D0～D7），再使用另一個(gè)PORT端口的其中三位（如低三位）來接LCD的三個(gè)控制線（即RS、RW和E）。單片機(jī)向LCD發(fā)的數(shù)據(jù)有兩種類型，一類是控制指令數(shù)據(jù)（比如清屏、光標(biāo)定位等），另一類是顯示數(shù)據(jù)（比如要顯示什么字符）。這些數(shù)據(jù)都是通過雙向數(shù)據(jù)口發(fā)送的，為了能分清是指令還是顯示內(nèi)容，在LCD內(nèi)設(shè)置了一個(gè)位來鑒別，這位置0就表示從數(shù)據(jù)口接收到的是指令，置1則表示接收到的是顯示內(nèi)容。這一位就是LCD的第4腳（即RS端），所以單片機(jī)不僅要通過數(shù)據(jù)口發(fā)送數(shù)據(jù)，同時(shí)還要通過寫RS端來告訴LCD發(fā)送的數(shù)據(jù)是指令還是顯示內(nèi)容。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)數(shù)據(jù)是“寫”時(shí)，R/W端要置0，當(dāng)數(shù)據(jù)是“讀”時(shí)，R/W端要置1。剛才講過，寫有可能是寫指令，也可能是寫內(nèi)容。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。一般LCD在接到一條指令到完成它需要約40us～，所以在寫或讀LCD之前要看一下它是否忙。最后還要解決一個(gè)問題，就是要讓LCD知道什么時(shí)候?qū)懀ɑ蜃x）。1602器件規(guī)定，當(dāng)?shù)?腳（即E端）有一個(gè)下降沿的跳變時(shí)，LCD就把數(shù)據(jù)口上的數(shù)據(jù)寫入到內(nèi)部的寄存器中（或把寄存器中的數(shù)據(jù)放到數(shù)據(jù)線上來）【15】。歸納一下，1602的基本操作共分四種，分別是：1　 狀態(tài)字讀操作——輸入：RS=0、R/W=l、E由高變低，輸出：D0~D7的狀態(tài)字。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)。3　 指令寫入操作——輸入：RS=0、R/W=0、E由高變低（無輸出）。4　 數(shù)據(jù)寫入操作——輸入：RS=R/W=0、E由高變低（無輸出）。四、 LCD1602的電路圖。 LCD1602部分電路圖第四節(jié)　電源電路一、 78L05的介紹78L05是一種固定電壓(5V)三端集成穩(wěn)壓器，其適用于很多應(yīng)用場合。它提供兩個(gè)數(shù)量級的有效的產(chǎn)品改善阻抗，低靜態(tài)電流。這種特性使穩(wěn)壓器可以給本機(jī)或板卡提供一個(gè)很好的解決噪聲干擾的方案。此外它還可以和其它功率轉(zhuǎn)移器件一起構(gòu)成大電流的穩(wěn)壓電源,如可驅(qū)動(dòng)輸出電流高達(dá)100毫安的穩(wěn)壓器。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。 78L05實(shí)物及封裝圖二、 78L05的特點(diǎn)1　 輸出電流可達(dá)150mA2　 3　 輸出精度可達(dá)177。4%4　 外圍電路簡單5　 三、 78L05的引腳圖。 78L05封裝及引腳圖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。四、 電源電路圖。 電源電路部分圖第五節(jié)　總體電路。 系統(tǒng)總體電路圖第六節(jié)　本章小結(jié)本章主要介紹了硬件電路的設(shè)計(jì)，包括所選用器件的工作原理、使用方法以及具體的硬件電路圖。在上一章節(jié)總體設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上，根據(jù)各個(gè)電路模塊的功能詳細(xì)地設(shè)計(jì)出了電路原理圖，再將各模塊進(jìn)行組合，得到本系統(tǒng)的硬件電路原理圖。模塊化的設(shè)計(jì)思路簡化了硬件設(shè)計(jì)過程，易于閱讀、理解，同時(shí)也為電路的模塊化焊接和各個(gè)功能模塊的檢測打下好的基礎(chǔ)。各個(gè)電路模塊工作原理以及控制模式的節(jié)講述，為后續(xù)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件部分指明了思路。所以，電路設(shè)計(jì)的合理性很重要，本章的工作的重要性由此可見一斑。第三章 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)第一節(jié)　軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的概述總體設(shè)計(jì)思想，通過主程序調(diào)用相關(guān)子函數(shù)來實(shí)現(xiàn)。用C語言實(shí)現(xiàn)氣壓計(jì)的程序。 程序流程圖本系統(tǒng)的軟件采用C語言編寫，并運(yùn)用模塊化的設(shè)計(jì)思路。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。這樣程序便于調(diào)試和閱讀。第二節(jié)　匯編語言和C語言開發(fā)單片機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)比較匯編語言是一種用文字助記符來表示機(jī)器指令的符號語言，是最接近機(jī)器語言的一種語言。其主要優(yōu)點(diǎn)是占用資源少、程序執(zhí)行效率高。但是不同的CPU其匯編語言可能有所差異，所以不易于移植。C語言是一種結(jié)構(gòu)化的高級語言。其優(yōu)點(diǎn)是可讀性好，易于移植，是普片使用的一種高級語言。缺點(diǎn)是占用資源較多，執(zhí)行效率沒有匯編語言好。用C語言來編寫目標(biāo)系統(tǒng)軟件，可以大大縮短開發(fā)周期，且明顯地增加軟件的可讀性，便于改進(jìn)和擴(kuò)充，從而開發(fā)出大規(guī)模、高性能的應(yīng)用系統(tǒng)【16】。其優(yōu)勢如下：1　 可以大幅度加快開發(fā)進(jìn)度，程序量越大，用C語言就越有優(yōu)勢。2　 無需精通單片機(jī)指令集和具體的硬件，也能夠編出符合硬件實(shí)際專業(yè)水平的程序。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、便于開發(fā)小組計(jì)劃任務(wù)、分工合作。源程序的可讀性和可維護(hù)性都很好。4　 省去了人工分配單片機(jī)資源的工作，在匯編語言中要為每一個(gè)子程序分配單片機(jī)的資源。在使用C語言后，只要在代碼中申明一下變量的類型，編譯器就會(huì)自動(dòng)分配相關(guān)資源，根本不需要人工干預(yù)，從而有效地避免了人工分配單片機(jī)資源的差錯(cuò)。5　 匯編語言的可移植性很差，而C語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。6　 C語言提供auto、static、flash等存儲類型，針對單片機(jī)的程序存儲空間、數(shù)據(jù)存儲空間及EPROM空間自動(dòng)為變量合理地分配空間，而且C語言提供復(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。C編譯器能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)中斷服務(wù)程序的現(xiàn)場保護(hù)和恢復(fù)，并且提供常用的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫，供用戶使用。并且C編譯器能自動(dòng)生成一些硬件的初始化代碼。7　 對于一些復(fù)雜系統(tǒng)的開發(fā)，可以通過移植(或C編譯器提供)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。正由于C語言在系統(tǒng)開發(fā)中的優(yōu)勢，這次設(shè)計(jì)的所有程序設(shè)計(jì)都將采用C語言編寫【6】。第三節(jié)　主要模塊程序一、 主程序主程序是軟件系統(tǒng)的核心，它體現(xiàn)了本軟件系統(tǒng)的工作流程，主程序根據(jù)自己的需要來調(diào)用其他模塊從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。下面介紹主程序重要語句在使用LCD1602之前需要先初始化LCD1602，LCD1602的初始化是由編寫的lcd_init()函數(shù)來實(shí)現(xiàn)的，另外在初始化LCD1602時(shí)，每次寫數(shù)據(jù)都需要一定時(shí)間的延時(shí)，這個(gè)是它自身決定的。在主函數(shù)中通過以下語句來調(diào)用LCD1602的初始化程序。lcd_init()函數(shù)將在后面介紹。LCD_RW=0。 delay(100)。 lcd_init()。初始化單片機(jī)、定時(shí)器工作方式的設(shè)定。在MCS51單片機(jī)中有兩個(gè)可以編程的定時(shí)/計(jì)數(shù)器TT0。兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器都具有定時(shí)器和計(jì)數(shù)器兩種工作模式。計(jì)數(shù)器工作模式是對外來脈沖進(jìn)行技術(shù)。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。每當(dāng)計(jì)數(shù)器的技術(shù)輸入引腳的脈沖發(fā)生負(fù)跳變時(shí)，計(jì)數(shù)器的脈沖來自單片機(jī)的內(nèi)部。MCS51的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器具有4種工作方式（方式0、方式方式方式3）。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。特殊功能寄存器TCON的TR位控制T0、T1的啟動(dòng)和停止計(jì)數(shù)，1為啟動(dòng)0為停止【13】。計(jì)數(shù)器的終端服務(wù)程序?qū)⒃诤竺娼榻B。定時(shí)/計(jì)數(shù)器的設(shè)定如下： TMOD=0x15。//初始化定時(shí)器工作方式 TH0=0。 TL0=0。//初始化定時(shí)器0值 TH1=(6553650000)/256。//初始化定時(shí)器1值 TL1=(6553650000)%256。 TR1=1。//啟動(dòng)定時(shí)器1 TR0=1。//啟動(dòng)定時(shí)器0 ET0=1。//定時(shí)器0使能 ET1=1。//定時(shí)器1使能 EA=1。//總中斷允許本系統(tǒng)的核心思想是通過計(jì)數(shù)器在單位時(shí)間內(nèi)統(tǒng)計(jì)的脈沖信號頻率來計(jì)算出氣壓值。通過查MPX4115A的數(shù)據(jù)手冊可知被測氣壓P和輸出電壓Vout的關(guān)系為 (31)這里VCC為+5V，因此可得 (32) MPX4105的輸出電壓VOUT作為輸入電壓Vin，經(jīng)過V/F轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂袑︻l率fo的脈沖序列FO。電壓Vin和輸出脈沖FO的頻率fo的轉(zhuǎn)換關(guān)系滿足 (33),由此可得 (34)電路中，Rt、Rs由一個(gè)定值電阻R2和一個(gè)可變電路R3串聯(lián)組成，其中，R2為22k?，R3的最大阻值為12k?，通過可變電阻R3調(diào)節(jié)Rs的阻值可以實(shí)現(xiàn)對電路轉(zhuǎn)換增益的調(diào)整。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2000。在程序中P的計(jì)算有以下語句來完成： fo=T0count*65536+TH0*256+TL0。//計(jì)算頻率值 Pa=(uint)(20*(fo)/K+9)。氣壓值被測出來后，單片機(jī)控制LCD1602顯示出脈沖信號的頻率和氣壓值。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)。程序如下： for(i=0。i8。i++)//循環(huán)八次 {temp[i]=0。 //將八個(gè)顯示緩沖區(qū)清零} i=0。 while(fo/10) //計(jì)算每一位數(shù)值緩沖區(qū) {temp[i]=fo%10。 fo=fo/10。 i++。} temp[i]=fo。 for(i=0。i6。i++)//循環(huán)六次 {dispbuf[i]=temp[i]。//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。 Pa=Pa/10。 i++。} temp[i]=Pa。 for(i=0。i6。i++)//循環(huán)六次 {dispbuf[i]=temp[i]。//將數(shù)值緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)存入顯示緩沖區(qū)}在數(shù)據(jù)被寫入后通過調(diào)用display_char()函數(shù)在LCD1602上顯示出來程序如下： display_char(6,1,dispbuf[3]+39。039。)。 display_char(7,1,dispbuf[2]+39。039。)。 display_char(8,1,