【正文】 IDE 的基礎(chǔ)上，增加了更多大眾化的功能。 該軟件的使用過程中，學(xué)會設(shè)置晶振頻率，設(shè)置單片機(jī)型號，學(xué)會建立一個工程，這一切都設(shè)置好之后，就可以進(jìn)行程序編輯了，根據(jù)自己設(shè)計(jì)好的軟件編程框圖，進(jìn)行編寫初始主程序程序，然后編寫各個功能模塊子程序，如下圖，最終生成“ .hex”文件，這個文件不僅要用在 protues 硬件仿真中，而且要下載到AT89S52 單片機(jī)實(shí)物中，進(jìn)行硬件電路的調(diào)試，不斷的調(diào)試，修改程序，并最終達(dá)到任務(wù)的要求。實(shí)物報(bào)警信號如下圖： 圖 314 報(bào)警電路實(shí)物圖 如上圖所示，當(dāng)氣壓值低于某個范圍值時，則系統(tǒng)亮紅燈，并且蜂鳴器報(bào)警。其顯示模 塊電路如下圖： 圖 312 數(shù)據(jù)顯示模塊 18 系統(tǒng)報(bào)警模塊 該模塊相對整個模塊來說，比較簡單，在此我接了一個蜂鳴器，為了給與視覺的明顯效果，將蜂鳴器兩端并聯(lián)了一個紅色發(fā)光二極管，以實(shí)現(xiàn)同步聲光報(bào)警。第二行也一樣用前 16 個地址。但具體的寫入是要按 LCD 模塊的指令格式來進(jìn)行的，后面我會說到的。 DDRAM 就是顯示數(shù)據(jù) RAM，用來寄存待顯示的字符代碼。 LCD1602 根據(jù)其特性，兩行十六列數(shù)字符號顯示， LCD1602 已很普遍了，市面上字符液晶絕大多數(shù)是基于 HD44780 液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此 HD44780 寫的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶。 系統(tǒng)設(shè)置為 5 分鐘采集一次信號并進(jìn)行處理判斷和顯示。 程序中， g 為一個測量范圍設(shè)定值， b1為測量值，若果測量值 b1g ，則測得的值不合格，出現(xiàn)報(bào)警信號，反之，正常顯示。 //第三位 15 如上面所示， b1為氣壓值的百位數(shù)， b2 為氣壓值的十位數(shù)， b3 為氣壓值的個位數(shù)， b11 為泄漏量的百位數(shù)， b22 為泄漏量的十位數(shù)， b33 為泄漏量得個位數(shù)。 //最 高位 b22=((2*(255temp))*500/255)/10%10。 //第二位 b3=((2*temp)*500/255)%10。 b1=((2*temp)*500/255)/100。 temp=P1。 圖 311 溫度數(shù)據(jù)采集模塊電路圖 單片機(jī)數(shù)據(jù)處理模塊 數(shù)據(jù)處理，即是將 ADC0809 轉(zhuǎn)換出來的數(shù)字信號，在單片機(jī)內(nèi)部進(jìn)行編程，根據(jù)算法比較，對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，是否符合測量范圍，如果符合測量范圍，則顯示出相應(yīng)的結(jié)果，如果不在合格的范圍之內(nèi)，則要出現(xiàn)報(bào)警信號，作為提醒。 disdata[1]=tvalue%1000/100+0x30。 if(tflag==0) lagdat=0x20。 通過啟動命令 ds1820wr(0x44)進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的采集采集到 12為二進(jìn)制的數(shù) 14 字信號，為了將采集的數(shù)字信號分離出十位、個位、小數(shù)位，需要將采集的數(shù)據(jù)擴(kuò)大 10 倍，然后分離出各個數(shù)據(jù)，精確到小數(shù)點(diǎn)后一位顯示。 然后，設(shè)置 AD芯片輸出口接單片機(jī)的 P1口，接著進(jìn)行信號的采集， ADstart() 輸出一個高低脈沖，開啟 AD 轉(zhuǎn)換， 圖 310 氣壓數(shù)據(jù)采集模塊電路圖 溫度采集模塊 由于 DS18B20 為數(shù)字型溫度傳感器，其輸出信號為數(shù)字信號，不需要在進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，可以直接通過 DQ 端將信 號輸入到單片機(jī)使用。當(dāng)然如果只是使用一路通道采集的話，也可以將通道選擇的三個端口都接地，這樣的話減少了單片機(jī)端口的使用，硬件電路也會更加的清晰 。氣壓值采集模塊仿真如下圖，以 IN0 口為模擬氣壓值輸入口，OUT1—— OUT7 口作為八位二進(jìn)制數(shù)字輸出口， OUT1—— OUT7 口連接 AT89S52 的P1口，以此將采集到的數(shù)字信號傳入單片機(jī)，進(jìn)行進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理。 在 AD 采集過程中，由于傳感器的一些條件限制，只得先用模擬電壓信號來代替 。 6）工作溫度范圍為 40～＋ 85攝氏度。 13 4）單個＋ 5V 電源供電。 2）具有轉(zhuǎn)換起停控制端。 數(shù)據(jù)采集模塊 氣壓采集模塊 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，選用了典型的 ADC0809 數(shù)據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片， 它是 CMOS 單片型逐次逼近式 A／ D轉(zhuǎn)換器，由 8路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、 8位開關(guān)樹型 D／ A轉(zhuǎn)換器、逐次逼近。為使溫度補(bǔ)償準(zhǔn)確可靠，這些工作 必須在現(xiàn)場生產(chǎn)條件下進(jìn)行。 在通常的測量條件下，由于測試時間較短，溫度的影響不會十分顯著，但若溫度的影響不容忽略，則應(yīng)采取相應(yīng)措施。 處于密閉容器的氣體，當(dāng)溫度升高時，其內(nèi)部的壓力隨之升高，因而泄漏測試時，溫度的變化不可避免地影響壓力變化。左負(fù)右正，一旦接反就會立刻發(fā)熱，有可能燒毀！接反是導(dǎo)致該傳感器總是顯示 85℃的原因。 C,可在 1s 內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字，工作電源為 35V/DC （可以數(shù)據(jù)線寄生電源），在使用中不需要任何外圍元件，測量結(jié)果以 9~12 位數(shù)字量方式串行傳送，適用于汽車空調(diào)、冰箱、冷柜、以及中低溫干燥箱等。 C 到 +125176。 DSl820 數(shù)字溫度計(jì)提供 9 位 (二進(jìn)制 )溫度讀數(shù)，指示器件的溫度信息經(jīng)過單線接口送入 DSl820或從 DSl820送出，因此從主機(jī) CPU到 DSl820僅需一條線 (和地線 )。 3）供應(yīng)電壓范圍 +4V 至 30V。 其規(guī)格如下： 1）溫度每增加 1℃ ,它會增加 1μ A輸出電流。 ℃。 精度高。 AD590 可以承受 44V 正向電壓和 20V反向電壓，因而器件反接也不會被損壞。 AD590 的電源電壓范圍為 4V～ 30V。它的主要特性如下： 流過器件的電流（ mA）等于器 件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開爾文）度數(shù)，即：mA/K 式中： 流過器件（ AD590）的電流，單位為 mA； T— 熱力學(xué)溫度，單位為 K。 溫度傳感器模塊 溫度是工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中一個非常重要的參數(shù)，物體的許多物理特性和化學(xué)特性都與溫度有關(guān)，許多生產(chǎn)過程都 是在一定的溫度范圍進(jìn)行的，需要測量溫度和控制溫度，因此溫度測量的場合極其廣泛，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使得測溫技術(shù)迅速發(fā)展，測溫范圍不斷拓寬，測溫精度不斷提高。 C 量 程： 0 ~ 1000KPa 線 性 度： % 成本低，可靠性高 其主要適用范圍是：醫(yī)療領(lǐng)域、胎壓計(jì)、車載氣泵、汽車傳感器、空氣制動開關(guān)、便攜式壓力計(jì)等。 9 圖 35 MPS20N1000DS 型絕對壓力傳感器 其特點(diǎn)如下： 尺寸小 工作溫度： 40176。 圖 34 PRC801 壓力傳感器 量程范圍： 0~200Kpa， 0~100Mpa 測量精度： %， % 輸出電壓 =50MV 供電： 9~36VDC 響應(yīng)時間： 10ms 適用范圍：液壓及其控制系統(tǒng)，液位測量及控制 所以，本次設(shè)計(jì)上，磁傳感器不符合任務(wù)要求，我的任務(wù)要求即 0~1000kpa 氣壓信號。 8 圖 33 新款 BOSCH BMP085 氣壓傳感器模塊 板載 BMP085 數(shù)字式氣壓傳感器，內(nèi)置 AD轉(zhuǎn)換器，支持 IIC 通信協(xié)議 模塊可以測試大氣氣溫和大氣壓強(qiáng) ,PCB 采用沉金工藝。當(dāng)該變?nèi)莨枘ず型饨绱髿鈮毫Πl(fā)生變化時，單晶硅膜盒隨著發(fā)生彈性變形，從而引起硅膜盒平行板電容器電容量的變化。從傳感元件取得 05V 的信號電壓，經(jīng)過 A/D轉(zhuǎn)換由 數(shù)據(jù)采集 器接受，然后數(shù)據(jù)采集器以適當(dāng)?shù)男问桨呀Y(jié)果傳送給計(jì)算機(jī)。當(dāng)被測氣體的壓強(qiáng)降低或升高時，這個薄膜變形，該電阻器的阻值將會改變。壓力及差壓的測量還廣泛的應(yīng)用在流量、氣壓的測量中。 在該次的使用中主 要用到了 P0 作為 LCD1602 數(shù)據(jù)顯示端口， P1 作為ADC0809 數(shù)據(jù)采集端口， 作為 DS18B20 采集數(shù)據(jù)輸入口， 作為報(bào)警模塊輸出控制口。不斷發(fā)展的半導(dǎo)體工藝也讓該單片機(jī)的功耗不斷降低。片內(nèi)資源有4 組 I/O 控制端口、 3 個定時器、 8 個中斷、軟件設(shè)置低能耗模式、看門狗和斷電保護(hù)。 圖 32 at89s52 實(shí)物圖 7 本次設(shè)計(jì)采用的是 ATMEL 公司生產(chǎn) 的 AT89S52 型單片機(jī)，片內(nèi)集成 256字節(jié)程序運(yùn)行空間、 8K 字節(jié) Flash 存儲空間，支持最大 64K 外部存儲擴(kuò)展。 單片機(jī)系統(tǒng)的概述 AT89S52 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低功耗、高性能 cmos 8 位單片機(jī)。 圖 21 直接壓力法測試原理圖 直接壓力法原理： 如上圖所示，在環(huán)境穩(wěn)定的情況下，對測試工件進(jìn)行充氣，直到被測工件氣體充滿為止， 然后，關(guān)閉壓力閥，著就是在測試工件相對密封的情況下，利用壓力傳感器測試工件內(nèi)的壓力的絕對值，與此同時，將感應(yīng)到的數(shù)據(jù)適時傳遞到單片機(jī)數(shù)據(jù)采集端口，經(jīng)過定時的數(shù)據(jù)采集，經(jīng)過轉(zhuǎn)換，從而進(jìn)行單片機(jī)的數(shù)據(jù)處理，如果壓力的變化量在一定時間段內(nèi)變化緩慢，并且維持在泄漏率的一個恒定范圍內(nèi)，由此，判斷工件的氣密性是良好的，工件合格，否則，工件不合格！ 6 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件總體構(gòu)成 該氣密性檢測儀的設(shè)計(jì)用到的硬件元器件主要包括包括： AT89S52 、ADC080蜂鳴 器、 LCD160 DS18B20 等。但是．它的檢測分辨率取決于使用的測試壓力。 經(jīng)過詳細(xì)了解氣密性檢測方案及發(fā)展現(xiàn)狀，本次研究選擇了直壓法氣密 性檢測，其基本檢測步驟包括充氣、平衡、直壓檢測、放氣、數(shù)據(jù)顯示、氣密性指標(biāo)判斷。其中差壓法是將標(biāo)準(zhǔn)件與被測件等條件下同時充入相等的氣體，使初始?xì)鈮褐迪嗟龋缓筮^一段時間 檢測一次，將被測件與標(biāo)準(zhǔn)件相比較，得到被測件的泄露量，進(jìn)而換算成泄漏率，以此來判斷工件的氣密性；而直接壓力法則是對被測工件充氣并達(dá)到平衡，測得初始?xì)鈮褐?，然后密封，過一段時間后再次檢測工件的氣壓值，并與初始?xì)鈮褐迪啾容^，進(jìn)而得到工件的泄漏量，相比來說，直接壓力法，操作簡單，成本低，更 5 適合用來現(xiàn)場檢測。依據(jù)被測參數(shù)的不同，依據(jù)氣體流量公式進(jìn)行氣密性檢測的方法又分差壓法、直壓法、真空法、流量法等。首先測量與泄漏量相關(guān)的一些參數(shù)，例如壓力、壓差、彈性波等，然后將這些相關(guān)量通過定關(guān)系式轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的泄漏量。隨著科技的發(fā)展，市場競爭的日益激烈，廠家需要更加高效、簡便 、智能的氣密性檢測設(shè)備。 隨著工業(yè)自動化和檢測技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的氣密性檢測手段，如浸水法和涂抹法逐漸被淘汰，開始利用氣體的物理特性或化學(xué)特性變化來檢測是否有泄漏產(chǎn)生，例如氦質(zhì)譜儀、超聲波檢測儀、鹵素檢測儀、激光檢測儀等 。傳 統(tǒng)的檢漏方法雖然操作簡單，但都存在著檢測精度低、檢測結(jié)果受檢測人員主觀影響較大、檢測周期長、不能實(shí)現(xiàn)檢測自動化等缺點(diǎn)。 氣泡法是將工件浸入水中，充入壓縮空氣，然后在一定時間內(nèi)收集從中泄漏出來的氣泡以測出泄漏量，用肉眼觀測氣泡位置確定泄漏點(diǎn)。 氣密性檢測的方法多種多樣 ,常用的氣密性檢測方法有氣泡法、涂抹法、化學(xué)氣體示蹤檢漏法、壓力變化法、流量法、超聲波法 、靜壓法和目前廣泛使用的直壓法、流量法、微差壓法、氦氣泄露檢測法 等。 4 如果是差壓法，則先對標(biāo)準(zhǔn)件和被測件同時充氣，直到壓力平衡，然后測量到標(biāo)準(zhǔn)件與被測件的氣壓差值，如果這個差值大于設(shè)定值，則發(fā)出報(bào)警信號，工件不合格。因?yàn)槌２捎贸錃獾姆椒ㄟM(jìn)行檢測，也稱為氣密性檢測。