【正文】 結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的電路和軟件能完成基本的測(cè)試功能。西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 總結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的主要工作是完成單片機(jī)控制系統(tǒng)、傳感器檢測(cè)系統(tǒng)和故障處理系統(tǒng)。 圖 調(diào)試結(jié)果 經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn) 在整個(gè)編程過程中，我都是很仔細(xì)的，因?yàn)橹兰词故呛苄〉膯栴}，都可能使整個(gè)程序出現(xiàn)問題，所以在一步步小心謹(jǐn)慎的情況下，基本上沒出什么問題，出了些小問題當(dāng)時(shí)都解決了，最后把整個(gè)程序燒進(jìn)單片機(jī)后，所有模塊都能正工作，整個(gè)系統(tǒng)也能正常運(yùn)行。 圖 新建源程序 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 圖 添加程序進(jìn)工程 （ 3） 設(shè)置硬件相關(guān)的選項(xiàng)。然后通過軟件程序設(shè)置時(shí)序來改變蜂鳴器的頻率。 如圖 和 所示 。c H: 重力勢(shì)高度 h:我們想得到的高度 h 程序流程圖 單片機(jī)的程序流程圖如下圖 所示 。 bP 就是壓力傳感器測(cè)試出來的壓力值， h 就是相應(yīng)的海拔高度。在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil 和 MPLAB 等多種編譯器。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。運(yùn)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、 WIN202 WINXP等操作系統(tǒng)。 Altium Designer 在單一設(shè)計(jì)環(huán)境中集成板級(jí)和 FPGA系統(tǒng)設(shè)計(jì)、基于 FPGA 和分立處理器的 嵌入式軟件開發(fā) 以及 PCB 版圖設(shè)計(jì)、編輯和制造。 如下圖 所示 。 表 基本操作時(shí)序表 讀狀態(tài) 輸入 RS=L， R/W=H， E=H 輸出 D0—D7=狀態(tài)字 寫指令 輸入 RS=L， R/W=L， D0—D7=指令碼， E=高脈沖 輸出 無 讀數(shù)據(jù) 輸入 RS=H， R/W=H， E=H 輸出 D0—D7=數(shù)據(jù) 寫數(shù)據(jù) 輸入 RS=H， R/W=L， D0—D7=數(shù)據(jù)， E=高脈沖 輸出 無 讀寫操作時(shí)序如圖 和 所示 。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 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。 圖 1602LCD 尺寸圖 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 1602LCD 主要技術(shù)參數(shù)： 顯示容量 :162 個(gè)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(biāo)準(zhǔn)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 。 圖 BMP085 電路結(jié)構(gòu) LCD 數(shù)碼顯示 1602 字符型 LCD 簡(jiǎn)介 字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式 LCD，目前常用 116? ， 216? ， 220? 和 240? 行等的模塊。 1）向固定的寄存器（ 0xF4）寫特定值 其實(shí)就是向 0xF4 地址寫不同的值從 而完成溫度測(cè)量或 不同的壓力精度的 測(cè)量。 6）讀取測(cè)量值的低 8 位（ LSB）。 2）送寄存器地址 (register address)，如圖 中的第一個(gè) 0xF6。不同的值分別代表，測(cè)量 溫度；西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 低精度壓力測(cè)量；中精度壓力測(cè)量；高精度壓力測(cè)量。 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。A。單片機(jī)最小系統(tǒng)的搭建如下圖 。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。另外，該引腳被略微拉高。因此它可用 作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平。當(dāng) P3口寫入 ―1‖后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2口輸出地址的高八位。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1口作為 低 八位地址接收。當(dāng) P0口的管腳第一次寫 1時(shí)，被定義為高阻輸入。由于將多功能 8位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL的 AT89S52是一種高效微控制器， AT89S52單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種 靈活性高且價(jià)廉的方案， 外形及引腳排列如圖 。 ROM 內(nèi)的程序是公司制作芯片時(shí)，代為用戶燒制的，出廠的 8051 都是含有特殊用途的單片機(jī)。 20 世紀(jì) 80年代以來，單片機(jī)的發(fā)展非常迅速，就通用單片機(jī)而言，世界上一些著名的計(jì)算機(jī)廠家已投入市場(chǎng)的產(chǎn)品就有 50 多個(gè)系列，數(shù)百個(gè)品種。 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 第 3 章 硬件電路的搭建 單片機(jī) 單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，是典型的嵌入式微控制器（ Microcontroller Unit），常用英文字母的縮寫 MCU 表示單片機(jī)，它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。 系統(tǒng)的配置 我們用 AT89S52 單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的核心，氣壓傳感器、 LCD1602 數(shù)碼顯示西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 器、 蜂鳴器等為重要組成部分，組成了一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)字氣壓計(jì)系統(tǒng)。 綜上考慮，我們選用第二種方案，即用 LCD1602 作為數(shù)碼顯示。 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(qū)動(dòng)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。A?？紤]到我們身處平原地區(qū)，氣壓值浮動(dòng)較小，不需要精度太高綜合價(jià)格，我們最終選擇 51 系類單片機(jī)，采用 STC89S52。 各功能模塊的選擇 單片機(jī)的選擇 方案一：選擇 arm 系列芯片， arm 系列具有低功耗，高性能的優(yōu) 點(diǎn)，一個(gè)機(jī)器周期能處理 32 位數(shù)據(jù)，可以使氣壓計(jì)的精度更高。 數(shù)碼 顯示模塊 本設(shè)計(jì)是 用單片機(jī)的 P1 口連接一個(gè) LCD1602 液晶顯示屏 顯示。 mb = bmp085ReadInt(0xBA)。 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 ac5 = bmp085ReadInt(0xB2)。 其初始化程序如下： void bmp085Calibration()//BMP085 初始化設(shè)置； { ac1 = bmp085ReadInt(0xAA)。 void Single_Write(uchar SlaveAddress,uchar REG_Address,uchar REG_data)。 //初始化 lcd1602 void WriteDataLCM(uchar dataW)。因此，需要經(jīng)過 V/F 轉(zhuǎn)換模塊把氣壓傳感器輸出的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈沖（其頻率隨輸入電壓呈線性變化）。實(shí)現(xiàn)氣壓信息采集并輸出的軟件設(shè)計(jì)。選擇合適的 A/D 轉(zhuǎn)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(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。 設(shè)計(jì) 51 單片機(jī)數(shù)字氣壓計(jì)系統(tǒng)時(shí)，需要考慮下面 4 個(gè)方面的內(nèi)容。原理框圖如圖 所示 。 本氣壓計(jì)能夠在氣壓傳感器的線性范圍內(nèi)準(zhǔn)確測(cè)量相應(yīng)氣壓值。 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 。它們之間的換算關(guān)系為： 100 帕＝ 1 毫巴 ≈3／ 4 毫米水銀柱高。氣壓日變化幅度較小，一般為 ～ 千帕，并隨緯度增高而減小。 影響壓強(qiáng)的因素：氣壓的大小與海拔高度、大氣溫度 、大氣密度等有關(guān)，一般隨高度升高按指數(shù)律遞減。因此，國(guó)際上統(tǒng)一規(guī)定用＂百帕＂作為氣壓?jiǎn)挝?。常用單位：?biāo)準(zhǔn)大氣壓。 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 本課題相關(guān)理論及 西安地區(qū)大氣壓 在設(shè)計(jì)電子氣壓計(jì)之前首先要搞清楚氣壓的定義。而性能可靠、功能完善、技術(shù)成熟的產(chǎn)品均是一些國(guó)外知名公司的品牌產(chǎn)品，但價(jià)格較為昂貴。 國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù) 對(duì)輪胎爆胎進(jìn)行預(yù)警是保障汽車安全行駛的關(guān)鍵所在，已 成為汽車行業(yè)研究的熱點(diǎn)問題。 汽車高速行駛中，由于輪胎的壓力不正常而造成爆胎是駕駛員難以預(yù)防的，也西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 是突發(fā)性和惡性交通事故發(fā)生的重要原因。數(shù)字氣壓計(jì)一般不會(huì)只有測(cè)量氣壓一種功能，一般都有其他的功能，比如測(cè)溫度、指南針、碼表等等的功能 。同時(shí)，由于大量的工作由單片機(jī)軟件來實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)電路， 而 且調(diào)整方便、 可兼顧的指標(biāo)多，從而大大降低了成本。研究汽車輪胎胎壓計(jì)， 對(duì)現(xiàn)代汽車行駛時(shí)的 安全性 、 經(jīng)濟(jì)性 和操縱穩(wěn)定性具有尤為重要的現(xiàn)實(shí)意義。 汽車輪胎胎壓計(jì) 采用高性能絕對(duì)壓力傳感器，屏幕顯示出高準(zhǔn)確度的 汽車輪胎胎 壓， 實(shí)現(xiàn)了對(duì)輪胎壓力的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。 本文著重介紹 數(shù)字氣壓計(jì) 在汽車胎壓方面的應(yīng)用。 氣象學(xué)研究表明，在垂直方向上氣壓隨高度增加而降低。其中的核心元 器 件就是氣壓傳感器 。s A / D converter module is converted into a digital pulse through the microcontroller of this pulse sequence count obtained after processing the actual pressure value and the system through the digital display circuit. The paper describes the design of the system software and hardware to build, C language development tools, a detailed design and coding. The overall objective is to achieve system reliability, stability, security and economic. Key words: SCM。 本文 具體 闡述了系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)和硬件的搭建，以 C 語言為開發(fā)工具，進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)和編碼。 本文主要介紹基于單片機(jī)的數(shù)字氣壓計(jì)設(shè)計(jì)。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 題目 ： 基于單片機(jī)的數(shù)字氣壓計(jì)設(shè)計(jì) 教學(xué)單位： 專 業(yè)： 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 2021 年 5 月 I 摘 要 氣壓計(jì)是利用壓敏元件將待測(cè)氣壓直接變換為容易檢測(cè)、傳輸?shù)碾娏骰螂妷盒盘?hào)，然后再經(jīng)過后續(xù)電路處理并進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示的一種設(shè)備。核心 是氣壓傳感器 BMP085 的精密數(shù)字氣壓計(jì)系統(tǒng)的軟、硬件實(shí)現(xiàn)方法。總體目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性。 digital barometer。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(cè)量等方面起著重要 的 作用。例如在低層，每上升100m 氣壓便降低 10hPa；在 5～ 6km 的高空，高度每增加 100m，氣壓便會(huì)降低 7hPa；而當(dāng)高度進(jìn)一步增加時(shí)，即到 9～ 10km 的高空之后，高度每增加 100m，氣壓便會(huì)降低 5hPa；同樣，若 空氣中有下降氣流時(shí)，氣壓會(huì)增加；若空氣中有上升氣流時(shí)，作用于空氣柱底部的氣壓就會(huì)減小。 我設(shè)計(jì)的是一種基于單片機(jī)的數(shù)字氣壓計(jì)的設(shè)計(jì)，主要針對(duì)的是 汽車輪胎胎壓計(jì)的設(shè)計(jì) 。當(dāng)汽車輪胎壓力處于非正常 運(yùn)行 狀態(tài)時(shí)， 即 通過報(bào)警 電路 來通知駕駛員 注意控制 輪胎爆胎發(fā)生，以便 達(dá)到安全駕駛的目的。 現(xiàn) 如今，人們對(duì)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(jì) 可以保證人們安全 的行 駛，有效地降低由于爆胎 而 導(dǎo)致的交通事故發(fā)生 的概率。另外，作為一種功能強(qiáng)大的平臺(tái)，該數(shù)字氣壓計(jì)具有很好的功能擴(kuò)展性，具有精度高、穩(wěn)定性好、功能易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，為儀器及電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)后續(xù)技術(shù)升級(jí)，以進(jìn)一步滿足市場(chǎng)的需要提供了條件。本課題研究所用的氣壓計(jì)就附帶有溫度測(cè)控。引起輪胎漏氣和爆胎的原因主要有： (1)輪胎工作溫度過高； (2)輪胎氣壓過大； (3)輪胎使用時(shí)間過長(zhǎng)； (4)輪胎負(fù)荷過大； (5)汽車行駛速度過快。在輪胎爆胎預(yù)警系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)的研究 方 面，美國(guó)、日本、德國(guó)、法國(guó)、英國(guó)在近幾年都取得了突破性的進(jìn)展，形成了性能和功能完善的輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)品。因此，研制性能可靠、功能完善并且價(jià)格能為當(dāng)前多數(shù)國(guó)內(nèi)消費(fèi)者所接受的輪 胎爆胎預(yù)警技術(shù)產(chǎn)品很有必要。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。表示氣壓的單位，習(xí)慣上常用水銀柱高度。經(jīng)過換算： 一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)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(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓＝ 760mm 水銀 (汞柱）柱高。氣壓有日變化和年變化。氣壓變化與風(fēng)、天氣的好壞等關(guān)系密切，因而是重要?dú)庀笠蜃印庀笥^測(cè)中常用的測(cè)量氣壓的儀器有水銀氣壓