【正文】 通過這次畢業(yè)設計，使我懂得了在遇到問題時，要認真細心的，不厭其煩的，循序漸進的對程序進行修改，才能達到預期的效果，同時，成功的喜悅也會讓人興奮。根據(jù)設計方案，詳細地闡述了單片機的控制原理、傳感器 的 使用方法 ，設計了相應的硬件電路和系統(tǒng)軟件，制作了電路原理樣機并進行調(diào)試。通過搜集目前數(shù)字氣壓計系統(tǒng)的相關(guān)資料，了解國內(nèi)外數(shù)字氣壓計系統(tǒng)的相關(guān)制作方法， 并通過設計方案的比較，針對設計任務提出了可行方案。還有就是一個人的知識 和 力量 都 是有限的，只有不斷的去請教別人， 才能完善自我的缺陷，做最完美的自己。 通過一系列的改進與完善，最后整個系統(tǒng)不僅達到了預期的效果，能正常工作，顯示氣壓和溫度，還變得更加穩(wěn)定。 西京學院本科畢業(yè)設計（論文） 34 圖 設置晶振 圖 設置“ output”選項卡 西京學院本科畢業(yè)設計（論文） 35 （ 4） 編譯整個工程并且生成下載到存儲器用的 HEX 文件，如圖 所示。首先選擇所用單片機的晶振，本次設計中所用單片機晶振為 12MHz，然后在“ output”選項卡中選擇 “ Create HEX File” 選項，使 得 程序編譯后 能夠 產(chǎn)生 HEX 代碼，以供下載器軟件使用 ,把程序下載到 AT89S52 單片機中。 圖 新建工程 并 選擇器件 （ 2） 建立一個新的源程序，并且把這個源程序添加到工程中去，如下圖 和 所示。 軟件 程序修改與調(diào)試 使用 Keil 軟件 開發(fā)流程步驟如下 。后來通過查找資料以及請教同學，發(fā)現(xiàn)要給蜂鳴器上加上一個三極管和電阻 ，通過添加一個三極管來增加通過蜂鳴器上的電流。 圖 未加滑動變阻器前 西京學院本科畢業(yè)設計（論文） 31 圖 加上滑動變阻器調(diào)節(jié)之后 氣壓傳感器的測試與調(diào)式 我是根據(jù)氣壓的一個特點來調(diào)試的，就是 溫 度 越高，氣壓越小，所以分別測得不同溫度下的氣壓值，最后做比較， 如果確實 是溫度高時氣壓小， 那么氣壓傳感器就沒有問題。 1602 剛開始顯示時，不是很清楚，屏幕對比度不是很好，后來加了一個滑動變阻器，可以通過調(diào)節(jié) 滑動變阻器來改變 1602 的屏幕對比度，使得顯示更清晰 ，效果更好。 西京學院本科畢業(yè)設計（論文） 29 圖 程序流程圖開 始 系統(tǒng)初始化 BMP_init()=1? 初始化 BMP085 檢測溫度氣壓數(shù)據(jù) Temp=30? 蜂鳴器報警 LCD 數(shù)碼顯示 否 是 是 否 西京學院本科畢業(yè)設計（論文） 30 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試 與經(jīng)驗教訓 硬件調(diào)試 單片機最小系 統(tǒng)的調(diào) 試 本設計中單片機所用電源為 5V電源，可直接使用 USB 供電， 所用晶振為 12MHz,經(jīng)小段程序調(diào)試， 比如控制流水燈的閃爍，運行后 都可以 正常工作。 )](*)*e x p [ ( bHHbTR ngbPsP ??? Hr Hrh ?? * （ ） sP : 大氣靜壓 bP : 海平面氣壓（相應層下界氣壓）， bP =101325 aP R： 氣體常數(shù) R= 2m /k* 2s bH : 海平面高度（相應底層下界高度） bH =0m ng ： 自由落體標準加速度 ng =bT : 相應層大氣溫度 bT =288K=15176。有一點特別需要注意，就是海拔高度與壓力大小的關(guān)系受溫度的影響。 但是看大氣物理學的書比 較 復雜，所以可以參考公式 。 氣壓 與海拔 的關(guān)系 海拔高度與大氣壓力的關(guān)系在大氣物理學里面有明確的定義。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、 PCB 設計西京學院本科畢業(yè)設計（論文） 28 軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺，其處理器模型支持 805 HC1PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086 和 MSP430 等， 2020 年即將增加Cortex 和 DSP 系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型 。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事 單片機教學的教師、致力于單片機開發(fā)應用的科技工作者的青睞。它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。掌握這一軟件的使用對于使用 51 系列單片機的愛好者來說是十分必要的，如果你使用 C 語言編程，那么 Keil 幾乎就是你 的不二之選（目前在國內(nèi)你只能買到該軟件、而你買的仿真機也很可能只支持該軟件），即使不使用 C 語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍。 Keil 提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部分組合在一起。并集成了現(xiàn)代設計數(shù)據(jù)管理功能 ,使得 Altium Designer 成為電子產(chǎn)品開發(fā)的完整解決方案－一個既滿足當前，也滿足未來開發(fā)需求的解決方案。 西京學院本科畢業(yè)設計（論文） 26 圖 系統(tǒng)總原理圖 西京學院本科畢業(yè)設計（論文） 27 第 4 章 軟件的 設計 應用軟件的介紹 Altium Designer 軟件介紹 Altium Designer 提供了唯一一款統(tǒng)一的應用方案，其綜合電子產(chǎn)品一體化開 發(fā)所需的所有必須技術(shù)和功能。 圖 蜂鳴器 總體電路顯示 綜 上所述，本次設計有單片機最小系統(tǒng)，氣壓傳感器， LCD1602 數(shù)碼顯示模塊，蜂鳴器報警模塊。蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。 圖 讀操作時序 西京學院本科畢業(yè)設計（論文） 24 圖 寫操作時序 1602 電路結(jié)構(gòu) 液晶顯示模塊 1602 電路結(jié)構(gòu)圖如圖 所示 。 1602LCD 的 時序 與 HD44780 相兼容的芯片時序表 如下 。 西京學院本科畢業(yè)設計（論文） 23 第 15 腳：背光源正極。 第 6 腳： E 端為使能端，當 E 端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 第 5 腳： R/W 為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。 第 3 腳： VL 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生 ―鬼影 ‖，使用時可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整對比度。 表 引腳接口說明表 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負極 第 1 腳： VSS 為地電源。 西京學院本科畢業(yè)設計（論文） 21 圖 1602 字符型液晶顯示器實物圖 1602LCD 的基本參數(shù)及引腳功能 1602LCD 分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為 HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應用中并無差別，兩者尺寸差別如下圖 所示 。下面以長沙太陽人電子有限公司的 1602 字符型液晶顯示器為例，介紹其用法。 西京學院本科畢業(yè)設計（論文） 20 BMP085 電路結(jié)構(gòu) BMP085 電路結(jié)構(gòu)圖如下圖 所示。 2）從特定的寄存器讀返回值 從 EEPROM 讀取 Calibration 所需要的數(shù)據(jù)， 共有 11 個 WORD（雙字節(jié)）。每次通訊時的 Module address 都是一個固定的值，主要是為了符合 IIC 協(xié)議。 BMP085 控制程序總結(jié) 從 圖 與 圖 可以清楚地看出 MCU 控制 BMP085 的方法，這里再進 行一些簡單的概括。 5）讀取測量值的高 8 位（ MSB）。 3）重新開始 IIC 傳輸（ Restart）。 1）發(fā)送模塊地址 +W（表示寫操作），如圖 中的 0xEE。 BMP085 讀取數(shù)據(jù)方式 從 BMP085 讀取數(shù)據(jù)的方法如圖 所示 。 寄 存器的值代表 BMP085 要進行的測量方式。 2）發(fā)送寄存器地址 (register address)，如圖 中的第一個 0xF4。 其引腳分布圖如圖 所示： 圖 氣壓傳感器 BMP085 引腳分布 西京學院本科畢業(yè)設計（論文） 18 BMP085 主要特性 ? 壓力范圍： 300— 1100hPa（海拔 9000 米 .— 500 米） ? 電源電壓： — （ VDDA） — （ VDDD） ? LCC8 封裝： 無鉛陶瓷載體封裝（ LCC） ? 尺 寸： ? ? 低功耗： 5μA 在 標準模式 ? 高精度： 低功耗模式下，分辨率為 （ 米） 高線性模式下，分辨率為 （ 米） ? 含溫度輸出 2I C 接口 ? 溫度補償 MSL 1 ? 無鉛，符合 RoHS 規(guī)范， ? 反應時間： ? 待機電流： ? 無需外部時鐘電路 BMP085 發(fā)送控制命令方式 MCU 對 BMP085 發(fā)送控制命令的方式如圖 所示 。 BMP085 采用強大的 8pin 陶瓷無引線芯片承載（ LCC）超薄封裝，可以通過 I178。它的性能卓越，絕對精度最低可以達到 ，并且耗電極低，只有 3181。 西京學院本科畢業(yè)設計（論文） 17 圖 單片機的最小系統(tǒng) 氣壓傳感器 BMP085 本設計氣壓傳感器采用的是 BOCSH 公司的 BMP085。 單片機最小系統(tǒng) 單片機的最小系統(tǒng)由復位電路、晶振電路等組成。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電源（ VPP）。 EA/VPP：當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。此時， ALE 只有在執(zhí)行MOVX， MOVC 指令 時 ALE 才起作用。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE 脈沖。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的 低位字節(jié)。 RST：復位輸入。作為輸入，由于外西京學院本科畢業(yè)設計（論文） 16 部下拉為低電平， P3口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3口： P3口管腳是 8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4個 TTL 門電流。在給出地址 ―1‖時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2口： P2口為一個內(nèi)部上拉電阻 的 8位雙向 I/O 口， P2口緩沖器可接收，輸出 4個 TTL 門電流，當 P2口被寫 ―1‖時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。 P1口： P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1口緩沖器能接收輸出4TTL 門電流 P1口管腳寫入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的 低 八位。 P0口： P0口為一個 8位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流 。 圖 單片機引腳排列圖 C P U 外 部 設 備 計數(shù)器 ROM 中斷 I/O口 RAM 西京學院本科畢業(yè)設計（論文） 15 AT89S52 主要特性 * 與 MCS51 兼容 * 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器 * 壽命： 1000寫 /擦循環(huán) * 數(shù)據(jù)保留時間： 10年 * 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz * 三級程序存儲器鎖定 * 128*8位內(nèi)部 RAM * 32可編程 I/O 線 AT89S52