【正文】 ）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． 輸入 /輸出引腳 此類引腳包括 P0 口、 P1 口、 P2 口和 P3 口。 ⑨ EA/VPP（ 31 腳）： EA 功能為內(nèi)外程序存儲器選擇控制端。但在此期間，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，這兩次有效的 PSEN信號 將不會出現(xiàn)。此輸出為單片內(nèi)訪問外部程序存儲器的讀選通信號。 ALE 端可以驅(qū)動 8 個(gè) LSTTL 負(fù)載。即使不訪問外部存儲器， ALE 端仍有周期性正脈沖輸出，其頻率為振蕩器頻率的 1/6。 ⑦ ALE/PROG（ 30 腳）： ALE 為地址鎖存允許信號。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。復(fù)位后應(yīng)使此引腳電平保持為不高于 的低電平，以保證單片機(jī)此類引腳包括 RESET（即 RSR/VPD）、ALE/PROG、 PSEN、 EA/VPP，可以提供控制信號，有些具有復(fù)用功能。 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。 ② Vss（ 20 腳）接地。 圖 STC89C52 封裝引腳圖 三、 89C52 單片機(jī)引腳功能 1． 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 XTAL XTAL2。 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 要掌握單片機(jī)因先了解它的引腳及功能。 ８ .特殊功能寄存器（ SFR） 特殊功能寄存器共有 21 個(gè)，用于 CPU 對片內(nèi)外各功能部件進(jìn)行管理、控制、監(jiān)視。可用來進(jìn)行串行通信，擴(kuò)展并行 I/O口，甚至與多個(gè)單片機(jī)相連構(gòu)成舵機(jī)系統(tǒng)，從而使單片機(jī)的功能更強(qiáng)且應(yīng)用更廣。在單片機(jī)的應(yīng)用中，往往需要精確的定時(shí)，或?qū)ν獠渴录M(jìn)行技術(shù)，因而需要在單片機(jī)的內(nèi)部設(shè)置定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器部件。 ４ .中斷系統(tǒng) 具有 5 個(gè)中斷源， 2 級中斷優(yōu)先權(quán)。 ３ .程序存儲器（ ROM/EPROM） 用來存儲程序， 8031 無此部件； 8051 為 4KBROM； 8751 則為 4KBEPROM。 ２ .數(shù)據(jù)存儲器（ RAM） 片內(nèi)為 128B，片外最多可外擴(kuò) 64KB。它們通過一條總線連接在一起。 二、 單片機(jī)片內(nèi)結(jié)構(gòu)、引腳及封裝 STC89C52 和 MCS51 系列單片機(jī)相似，這里以 MCS51 單片機(jī)的片內(nèi)結(jié)構(gòu)來介紹 STC89C52，如圖 所示 。在本系統(tǒng)中，就是利用了他的這一特點(diǎn)，來做氣壓檢測儀表。單片機(jī)以其卓越 的性能、價(jià)格低廉、高可靠性，得到了廣泛的應(yīng)用。單片機(jī)的發(fā)展歷史大概可以分為四個(gè)階段。所以，這章的工作很重要。本章還討論了系統(tǒng)各元件的介紹及選取。根據(jù)數(shù)據(jù)手冊的介紹，其輸入電壓范圍： ~24V，輸出 +5V 固定電壓；其無需外部保護(hù)電路，具有內(nèi)部短路電路限制和熱過載保護(hù)功能。 五、 三端穩(wěn)壓器 由于在本設(shè)計(jì)中 LM331 需要 +15V 的工作電源，但是單片機(jī)、 MPX4115A 和LCD1602 等其他元件的工作電源為 +5V，所以，為了滿足整個(gè)系統(tǒng)的正常工作的需要，我們還需要設(shè)計(jì)專門的電源電路。 液晶顯示屏比數(shù)碼顯示管的功耗低，顯示也更直觀，易于軟件編程。 ② 液晶 LCD1602 顯示屏， LCD1602 是一款比較通用的字符液晶顯示屏，能顯重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 示字符和數(shù)字等信息，但不能顯示圖畫，其具有價(jià)格低廉、操作方便、功耗低、編程簡單的特點(diǎn)。 四、 顯示器 目前，市場上的顯示模塊種類繁多，功能各異，常見的有以下幾種： ① 帶字庫的 LCD12864 液晶顯示屏。50ppm/℃ 。 ③ 脈沖輸出可兼容任何邏輯形式。 LM331 是一款高精度電壓 /頻率轉(zhuǎn)換芯片，它具有以下特點(diǎn)： ① 最大非線性誤差為 %。 V/F 器件的作用是將輸入電壓的幅值轉(zhuǎn)換成頻率與輸入電壓幅值成線性關(guān)系的脈沖序列，雖然 V/F 器件本身還不能算做量化器，但加上單片機(jī)定時(shí)器與計(jì)數(shù)器處理以后也可以實(shí)現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換功能。本系統(tǒng)采用一種電壓 /頻率（ V/F）轉(zhuǎn)換電路來實(shí)現(xiàn)模擬電壓的數(shù)字化處理。Error 式中， Vs 是工作電壓， P 是大氣壓值， Vout 為輸出電壓。而且，可以產(chǎn)生與所加氣壓成線性關(guān)系的高精度模擬輸出電壓。在 0℃~85℃ 的溫度下 誤差不超過 %，溫度補(bǔ)償是 40℃ ~125℃ 【 10】 。這個(gè)傳感器結(jié)合了高級的微電機(jī)技術(shù)，薄膜鍍金屬技術(shù)。經(jīng)過綜合考慮，本系統(tǒng)選用美國摩托羅拉公司的集成壓力傳感器芯片 MPX4115A 作為氣壓傳感器。 ④ 測量的是否是絕對氣壓值 絕對氣壓值對應(yīng)的即是實(shí)際的氣壓值，顯然要實(shí)現(xiàn)數(shù)字氣壓計(jì)需要測量絕對氣壓值的氣壓傳感器。 ② 測量精度 測量結(jié)果（電流或電壓）的精度。 二、 氣壓傳感器 氣壓傳感器對于數(shù)字氣壓計(jì)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要，需要綜合實(shí)際的需求和各類氣壓傳感器的性能參數(shù)加以選擇。 盡管單片機(jī)的品種很多，但是在我國使用最多的 是 Intel 公司的 MCS51 系列單片機(jī)及其增強(qiáng)型、擴(kuò)展型的衍生機(jī)型。由于其先進(jìn)的指令集以及單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行時(shí)間， ATmega16 的數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá) 1 MIPS/MHz，從而可以減緩系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。此芯片是一種低功耗、高性能 CMOS 8 位微處理器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器、 512 字節(jié)RAM、 32 位 I/O 口、看門狗定時(shí)器、內(nèi)置 4KB EEPROM、 MAX810 復(fù)位電路等 【 8】 。然而，其價(jià)格比較昂貴且采用 TPFQ貼片封裝，不利于焊接，需要制作成 PCB 板，但這將大大增加了成本和開發(fā)周期 【 7】 。所以，可以供我們選用的單片機(jī)廠商眾多，單片機(jī)芯片也有很多種，常見的有以下幾種： 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 ① MSP430 系列單片機(jī)是美國德州儀器（ TI）生產(chǎn)的單片機(jī)芯片。其中有 Motorola公司的 680 6802。 氣 壓 傳 感芯 片V / F 轉(zhuǎn) 換 芯片單 片 機(jī)L C D 顯 示 屏電源電路 圖 系統(tǒng)原理框圖 第三節(jié) 元件選取 一、 單片機(jī)的選型 20 世紀(jì) 80 年代以來，單片機(jī)的反戰(zhàn)非常迅速。這是系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，從圖中可以看出硬件電路的基本架構(gòu)。本設(shè)計(jì)的工作原理流程圖如圖 所示 。本系統(tǒng)選用的氣壓傳感器是 Motorola 公司生產(chǎn)的新型 MEMS 器件 MPX4115A 單片集成硅壓力傳感器。本設(shè)計(jì)充分利用了微機(jī)械加工技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展成果。從而達(dá)到課題的功能和要求。在MPX4115A 氣壓傳感芯片輸出的模擬電壓經(jīng)過以 LM331V/F 轉(zhuǎn)換芯片為核心的電路轉(zhuǎn)換成具有一定頻率的脈沖信號后，利用 STC89C52 單片機(jī)的定時(shí)計(jì)數(shù)器在單位時(shí)間內(nèi)獲得脈沖數(shù)值，經(jīng)過 C 語言程序計(jì)算出相應(yīng)的氣壓值并經(jīng)過 STC89C52 單片機(jī)的P0 接口輸出到 LCD1602 液晶顯示屏顯示出來。各個(gè)模塊之間沒有復(fù)雜的信號傳輸，彼此之間的電磁干擾小，在不同的溫度下能正常工作且具有溫度補(bǔ)償能力 【 4】 。 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第一章 系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì) 第一節(jié) 整體設(shè)計(jì)思想及系統(tǒng)原理 本設(shè)計(jì)主要的功能是整個(gè)電路能夠完成測量并顯示出被測環(huán)境的絕對氣壓值。 第四章，系統(tǒng)的調(diào)試，測試系統(tǒng)硬件各個(gè)功能模塊并對遇到的問題進(jìn)行修改，最后順利通過了測試 。 第二章，系統(tǒng)的硬件部分，介紹了所用到的芯片的性能以及使用方法，詳細(xì)地設(shè)計(jì)了各個(gè)功能模塊的電路圖，并給出了系統(tǒng)的總體硬件設(shè)計(jì)電路圖。由此可見，氣壓計(jì)的應(yīng)用十分寬廣 ,它 和我們的生活生產(chǎn)息息相關(guān)。在汽車的行駛中，如果胎壓過高則會使得輪胎及輪胎圈容易受到不平地面的沖擊而變形，甚至?xí)?dǎo)致爆胎；胎壓過低會導(dǎo)致輪胎不正常磨損、輪胎內(nèi)部損傷和輪胎溫度升高從而導(dǎo)致爆胎 【 3】 。 另外，隨著改革開放特別是近年來經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，越來越多的中國家庭購買了重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 小轎車，我國正加快步入汽車社會 ，而輪胎安全是影響汽車安全性能的一個(gè)重要因數(shù)，輪胎的爆胎由于其具有不可預(yù)測性和不可控制的特點(diǎn)而成為突發(fā)性交通事故發(fā)生的重要原因，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，極大地威脅著汽車的行駛安全。如果某地區(qū)的氣壓低，周圍地區(qū)的空氣就在水平方向上向該地區(qū)流入，結(jié)果使該地區(qū)的空氣上升，上升的空氣因所受的壓強(qiáng)減小而膨脹，溫度降低，空氣中的水汽凝結(jié)，所以，低氣壓中心地區(qū)常常是陰雨天 【 2】。由于大氣壓隨高度的減小而增大，所以高處空氣下降時(shí)，它所受到的壓強(qiáng)增大， 它的體積減小，溫度升高，空氣中的凝結(jié)物就蒸發(fā)消散。因此某地區(qū)的氣壓高，該地區(qū)的空氣就在水平方向上向周圍地區(qū)流出。由于地球表面不同地方在太陽照射下受熱情況不同，各地的空氣溫度就有較大差別。 數(shù)字式的氣壓計(jì)能直接接入工業(yè)自動控制系統(tǒng)中，對工業(yè)生產(chǎn)有很大幫助。氣壓傳動是研究以有壓流體為能源介質(zhì)，來實(shí)現(xiàn)各種機(jī)械和自動控制的學(xué)科。 在工業(yè)領(lǐng)域，氣壓傳動控制是工業(yè)中經(jīng)常用到的一種控制方式，它采用氣壓完成傳遞能量的過程。而單片機(jī)的大面積普及應(yīng)用，更使得我們設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的小型化數(shù)字式便攜式氣壓計(jì)成為可能。所以它們都不能應(yīng)對二十一世紀(jì)這個(gè)信息技術(shù)高度發(fā)展的時(shí)代，因此對數(shù)字式氣壓計(jì)的研究和設(shè)計(jì)有了十分實(shí)際的意義。最古老的氣壓測量方法有水銀柱氣壓計(jì)和無液氣壓計(jì)。著名的馬德堡半球?qū)嶒?yàn)證明了它的存在。根據(jù)電壓與頻率的線性關(guān)系計(jì)算出對應(yīng)的實(shí)際氣壓值，最后通過液晶顯示屏 LCD1062 顯示出來，并進(jìn)行了 軟硬件調(diào)試。通過氣壓傳感芯片 MPX4115A 獲得被測環(huán)境中的氣壓值并輸出相應(yīng)的模擬電壓值，此電壓經(jīng)過以 LM331 芯片為核心的 V/F 轉(zhuǎn)換電路輸出相應(yīng)數(shù)字脈沖信號，輸入到單片機(jī)的計(jì)數(shù)器。氣壓計(jì)在現(xiàn)實(shí)生活中的使用并不是很明顯，大部分人在一生中很少甚至沒有接觸過氣壓傳感器，但是氣壓傳感器在 某些工作領(lǐng)域確實(shí)是不可或缺的重要器材，例如國防領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域以及氣象學(xué)領(lǐng)域。 重慶郵電大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 設(shè)計(jì)（論文）題目： 基于單片機(jī)的氣壓傳感器研制 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II 摘 要 人們對氣壓的認(rèn)識也是人類科學(xué)研究的一大進(jìn)步，人們從很久以前就在研究大氣，并且有人認(rèn)為有大氣壓值，直到馬德堡半球?qū)嶒?yàn)，真正證明了大氣壓的存在。氣壓的應(yīng)用也是比較早的，如著名的蒸汽火車頭，就是人類應(yīng)用氣壓的一個(gè)顯著例子。 本設(shè)計(jì)介紹了一種基于單片機(jī)和氣壓傳感芯片 MPX4115A 的數(shù)字式氣壓傳感器的軟、硬件實(shí)現(xiàn)方法。單片機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)獲得該信號的脈沖數(shù)值 ,計(jì)算出脈沖信號的頻率。 【關(guān)鍵詞】 單片機(jī) 氣壓傳感芯片 液晶顯示屏 V/F 轉(zhuǎn)換芯片 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III ABSTRACT Air pressure is a big step forward for the Human Sciences Research, human being have a long history of study air pressure. The Magdeburg hemispheres experimental proofed the existence of the air pressure. The application of air pressure is relatively early, such as the steam engine is a notable example of human being application of air pressure. Barometer use in real life is not very obvious, most of the people in their lives with little or no contact with barometer. Actually, barometer is an indispensable equipment in certain areas of work, such as the field of national defense, industrial fields， the medical field and the field of meteorology. This design based on microcontroller STC89C52 and pressure sensor chip MPX4115A, and introduced how its software and hardware works. We can get analog output voltage which corresponds to the measured pressure, by pressure sensor chip MPX4115A. This voltage go through the V / F converter circuit unit which based on