【正文】 離不了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。 在我們的實(shí)際生活中，各種智能控制的儀器或者機(jī)器都是建立在單片機(jī)和傳感器的基礎(chǔ)上的。這是一個(gè)技術(shù)進(jìn)步的象征 ,也是社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要 。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和自動(dòng)化智能控制技術(shù)的發(fā)展，傳感器在人們的生活中的地位越來越高。當(dāng)然在工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化、安全防衛(wèi)、能源交通、環(huán)境保護(hù)、災(zāi)害預(yù)測(cè)、醫(yī)療衛(wèi)生等方面所研發(fā)的各種傳感器，在全球化科技發(fā)展中創(chuàng)造了巨大的貢獻(xiàn)。 [6] 傳統(tǒng)的數(shù)字氣壓計(jì)存在的問題還是很多的。 因此，對(duì)于單片機(jī)控制的數(shù)字氣壓計(jì)的設(shè)計(jì)有非常重要的意義。 設(shè)計(jì)思路分析 設(shè)計(jì)方案一 使用 SCM 的主人 ,獲得的壓力傳感器模擬信號(hào) ,再經(jīng)過 A / D 轉(zhuǎn)換后 ,由微處理器控制的監(jiān)控系統(tǒng) ,并最終發(fā)送一個(gè)信號(hào)到單片機(jī)控制系統(tǒng) ,然后通過顯示。原理原理框圖如下： 圖 12 方案二原理圖 綜上所述，兩種方案雖然電路 設(shè)計(jì)方面相似，但是我們可以看到方案二的設(shè)計(jì)壓力傳感器 A/D轉(zhuǎn)換器 單片機(jī)控制的主控制器 顯示器 單片機(jī)控制的檢測(cè)系統(tǒng) 氣壓傳感器 顯示器 A/D 轉(zhuǎn)換 單片機(jī)處理 濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 更為簡(jiǎn)單快捷，而且相對(duì)于方案一來說性價(jià)比高。 設(shè)計(jì)單片機(jī)控制的數(shù)字氣壓計(jì)系統(tǒng)時(shí)的注意事項(xiàng) 在數(shù)字氣壓計(jì)的設(shè)計(jì)過程中，我們要注意一下幾個(gè)方面。 ? 對(duì)于 A/D 轉(zhuǎn)換器的選擇，要考慮抗干擾的問題以及設(shè)計(jì)起來要簡(jiǎn)單。 ? 對(duì)于信息的采集和顯示要迅速且實(shí)時(shí)顯示效果要好。 圖 23 基于 單片機(jī) 控制的 數(shù)字氣壓計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 整體 框圖 由 圖 23可知，整個(gè)系統(tǒng)的工作流程如下。因此 ,通過 V / F 轉(zhuǎn)換器模塊的壓力傳感器輸出模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈沖 (其頻率與輸入電壓成線性變化 )。 [3] A/D 轉(zhuǎn)換模塊 單片機(jī)接受傳感器的電壓值為模擬信號(hào)，因此要將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為單片機(jī)可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。目前 ,控制信息處理應(yīng)用程序主要是 A / D 轉(zhuǎn)換技術(shù) ,各種測(cè)量?jī)x器通過 A / D轉(zhuǎn)換器技術(shù)使準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果 ,因此最受歡迎的。作為 MPX4115 壓力傳感器是一個(gè)模 擬電壓輸出 ,有必要對(duì) A / D 轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)識(shí)別和處理。 V / F 轉(zhuǎn)換器是一個(gè)模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào) ,精度高和信號(hào)穩(wěn)定性。占用單片機(jī)內(nèi)存資源少。有較強(qiáng)的抗干擾能力。通過一定的調(diào)制將無線傳輸變成光傳輸。 含芯片 LM331 的 V/F 轉(zhuǎn)換器如圖 24 CM I N7T HR6R C5I O UT1RE F I2F O UT3G ND4V C C8U2L M 3 3 1R56 .8 k+ 1 5C80 .0 1 u FC90 .1 u FR61 0 0 kR41 0 k+5R32 2 kR21 0 0 kC 1 01uF50%R V 11 2 k 圖 24 含 LM331 芯片的 V/F 轉(zhuǎn)換器 各引腳功能說明如下： CO(1 腳 )：電流輸出腳。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。該序列的頻率值對(duì)應(yīng)于輸入電壓的脈沖序列。 R/C（ 5 腳）：組容網(wǎng)絡(luò)引腳。內(nèi)部電壓比較器會(huì)將此引腳上的電壓和 7 腳做比較。輸出低通濾 波后的 V/F 轉(zhuǎn)換的電壓?？刹捎脝?、雙電源供電，輸入電壓 5~40V。還未高水準(zhǔn)模擬輸出信號(hào)提供了一個(gè)均衡壓力。選擇設(shè)計(jì) AT89C55 為核心 ,包括算術(shù)和控制邏輯組成。強(qiáng)大的單片機(jī) AT89C55 以其高成本 ,可以靈活地應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。 [5] 單片機(jī)部分的原理如下圖所示 濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 CM I N7T HR6R C5I O UT1RE F I2F O UT3G ND4V C C8U2L M 3 3 1C32 2 p FC22 2 p F+5X1CR Y S T A LR11 0 kC71 5 0 uX T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 5 圖 27 單片機(jī)部分原理圖 AT89C55 的原理以及各引腳分析： 濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 5 圖 28 單片機(jī)引腳圖 89C55 單片機(jī)引腳功能： 主電源及時(shí)鐘引腳： 濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 （ 1） Vcc（ 40 腳）：接 +5V電源。 （ 3） XTAL1（ 19 腳）：提供單片機(jī)控制信號(hào)。 （ 2） ALE/PROG： 當(dāng)訪問外部程序或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 ,此端口 是一個(gè)地址鎖存器啟動(dòng)信號(hào)。編程閃存設(shè)備 ,這個(gè) 端口 還用于程序脈沖輸入。每當(dāng)一個(gè)外部存儲(chǔ)器取指令 ,然后將會(huì)有兩次 PSEN 每個(gè)機(jī)器周期有效。此外 ,當(dāng)外部?jī)?nèi)存訪問 ,和一些這兩個(gè) PSEN 信號(hào)不出現(xiàn)。如果EA 端口連接 VCC,那么 CPU執(zhí)行內(nèi)部程序內(nèi)存指令。 P0 口： 當(dāng)外部數(shù)據(jù)或程序訪問內(nèi)存 ,它將把地址和數(shù)據(jù)總線復(fù)用 ,激活當(dāng)訪問內(nèi)部上拉電阻。而在校準(zhǔn)過程必須是一個(gè)外部上拉電阻。在 FLASH 編程和驗(yàn)證 ,P1 端口接收8 地址。因?yàn)樽鳛檩斎?,外部銷將拉低 P2 端口和輸出電流。當(dāng) P2端口訪問外部程序或 16位外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址 ,P2端口發(fā)送輸出地址高八。 P3 口：此端口 是一組 P3 端口與一個(gè)內(nèi)部上拉電阻 8 位雙向 I / O 端口 ,可以得到輸出 4 TTL 柵電流。濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 作為輸入 ,由于外部下拉到地面 ,因?yàn)樵?P3 港口拉輸出電流 (TTL)。 （ 2） P1（ ~）是一個(gè) 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口，含有上拉電阻。 （ 4） P3 口： P3 港口針腳 8 與內(nèi)部上拉電阻雙向 I / O 端口 ,可以得到輸出 4 TTL柵電 流。作為輸入 ,由于外部到低 ,P3 端口將輸出電流 (生病 ),這是由于拉的緣故。在 SCM 系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用。 [13] 濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 本設(shè)計(jì)選擇相對(duì)負(fù)擔(dān)得起的字符 LCD1602 液晶顯示器可以顯示兩行 16字符 ,使用 + 5 V電源 ,電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、廉價(jià)和有一個(gè)高成本和應(yīng)用結(jié)果。 濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 圖 LCD顯示器實(shí)圖 LCD1602 的外圍引腳及作用： 第 1 腳： VSS 為接地電源； 第 2 腳： VDD 為 +5V正電源； 第 3 腳： V0 是調(diào)整對(duì)比度的 液晶顯示器端口 ,和積極的供應(yīng)連接使弱對(duì)比 ,當(dāng)功率將停飛 ,但對(duì)比最高對(duì)比度太高會(huì)產(chǎn)生“重影” ,因此 ,可以用來連接一個(gè) 10 k 電位器來調(diào)整對(duì)比度 。 第 5 角： RW 讀寫信號(hào)線是高當(dāng)?shù)诙€(gè)端口將讀操作 ,當(dāng)?shù)诙€(gè)端口與低寫操作。 第 6 腳： E 端 口功能的客戶端 ,當(dāng) E 終端端口從高到低 ,LCD 模塊將執(zhí)行命令 。 電源電路模塊 由于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊是核心設(shè)備 LM331 為 + 15 V,但 SCM,MPX4115 和其他芯片需要 + 5 V電源 ,它還需要特別設(shè)計(jì) ,以滿足供電電路 Zhengge 系統(tǒng)功率需求。在這個(gè)過程中需要用一個(gè)定時(shí)器內(nèi)部單片機(jī) AT89C55 被測(cè)量 ,然后處理軟件模塊 ,a / D 轉(zhuǎn)換結(jié)果。 Fo=Kvin （ 1） 其中， K= RtCtRRsL 1 ?? , Rs=R2+R3 （ 2） 電路中 Rt、 Ct 和 RL 值通常是 , kΩ pf 和 100 kΩ ,Rs 由一個(gè)固定電阻器R2 和 R3 串聯(lián)電路 ,其中一個(gè)變量 ,R2,R3 22 kΩ阻力最大的 12 kΩ ,調(diào)節(jié)可變電阻 R3電阻 Rs 可以實(shí)現(xiàn)增益調(diào)節(jié)電路開關(guān)。 綜合式（ 1）和式（ 4），根據(jù) VOUT=Vin,可得： P= ?Kfo= Kfo20 +9 （ 5） 式（ 5）中， fo 為頻率， P 為壓強(qiáng)， K 為 V/F 轉(zhuǎn)換增益，令 K 值為 2020。 [11] 濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 程序流程圖 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字氣壓計(jì)的程序流程如圖 314 所示 、