單片機(jī)氣壓計(jì)課程設(shè)計(jì)

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2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題（含答案詳解+作文范文）_第1頁(yè)

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文檔簡(jiǎn)介

1、　　目錄　　第一章功能要求1　　第二章系統(tǒng)設(shè)計(jì)2　　2.1整體設(shè)計(jì)思想2　　2.2系統(tǒng)總框圖2　　第三章主要元器件的功能作用3<

2、;p>　　3.1 氣壓傳感器MPX42503　　3.2 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換芯片ADC08323　　3.3 MC78L05電源電路4　　第四章模塊設(shè)計(jì)6　　4.1 A/D轉(zhuǎn)換模塊6　　4.2數(shù)據(jù)處理模塊6

3、;　　4.3顯示模塊6　　4.3.1數(shù)據(jù)采集模塊6　　4.3.2數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊6　　4.3.3 數(shù)據(jù)處理模塊7　　4.3.4顯示模塊8　　第五章單片機(jī)調(diào)試仿真

4、9　　結(jié)論10　　致謝11　　參考文獻(xiàn)12　　附錄程序代碼13　　第一章功能要求&

5、lt;/b>　　該課程設(shè)計(jì)數(shù)字氣壓計(jì)的主要功能是顯示當(dāng)前的氣壓。　　該課題的主要技術(shù)指標(biāo)是LM016L上顯示的氣壓是否準(zhǔn)確，如果有波動(dòng)，波動(dòng)范圍是否在可控制范圍之內(nèi)。　　第二章系統(tǒng)設(shè)計(jì)　　2.1整體設(shè)計(jì)思想&

6、lt;/b>　　本設(shè)計(jì)主要的功能是使整個(gè)電路能夠完成液晶顯示器上能顯示出正確的氣壓讀數(shù)。設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時(shí)，需要考慮整體的穩(wěn)定性、復(fù)雜程度、整體造價(jià)及調(diào)試時(shí)要考慮的難易程度等因數(shù)。本設(shè)計(jì)是基于MPX4250的數(shù)字氣壓計(jì)的設(shè)計(jì)，主要包括對(duì)軟硬件的設(shè)計(jì)和調(diào)試。軟件部分應(yīng)用C語(yǔ)言及單片機(jī)知識(shí)根據(jù)系統(tǒng)特點(diǎn)寫出需要的單片機(jī)程序。硬件部分主要包括四大塊，即大氣壓的非電信號(hào)數(shù)據(jù)的采集、轉(zhuǎn)換、處理以及顯示。&

7、lt;/p>　　2.2系統(tǒng)總框圖　　氣壓計(jì)硬件部分由四部分構(gòu)成，它們分別是：信息采集模塊，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，信息處理模塊和數(shù)據(jù)顯示模塊。下圖為系統(tǒng)總框圖。　　2.1系統(tǒng)總框圖　　第三章主要元器件的功能作用<

8、/p>　　3.1 氣壓傳感器MPX4250　　MPX4250是一款絕對(duì)壓力集成傳感器。它主要用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中，可測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管道的絕對(duì)壓力，再通過(guò)計(jì)算機(jī)計(jì)算出每個(gè)汽缸所需要的燃料量，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)處于最佳工作狀態(tài)。　　在該集成傳感器芯片上，除具有壓阻式壓力傳感器外，還有信號(hào)放大器及用作溫度補(bǔ)償?shù)谋∧る娮杈W(wǎng)絡(luò)。薄膜網(wǎng)絡(luò)可

9、用激光技術(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)。　　測(cè)壓范圍20-250kpa。　　相應(yīng)的輸出電壓為0.2V-4.9V。　　精度為±1.5%。　　工作溫度范圍為-40℃-- +125℃。　　MPX4250如圖3

10、.1所示。　　圖3.1 MPX4250　　3.2 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0832　　氣壓傳感器MPX4250輸出的是模擬電壓，因此，必須進(jìn)行模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換才能交由單片機(jī)處理。　　ADC0832是一種8位分辨率、雙通道A/D轉(zhuǎn)換芯片。其最高分辨率可達(dá)256級(jí)，可以適應(yīng)一般的模

11、擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在0-5V之間。芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為32μS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。獨(dú)立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。通過(guò)DI數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。　　其特點(diǎn)有：　　輸入輸出電平

12、與TTL/CMOS相兼容；　　5V電源供電時(shí)輸入電壓在0-5V之間；　　工作頻率為250KHZ，轉(zhuǎn)換時(shí)間為32μS；　　一般功耗僅為15mw。　　芯片接口說(shuō)明：　　CS_片選使能，低電平芯片使

13、能；　　CH0模擬輸入通道0，或作為IN+/-使用；　　CH1模擬輸入通道1，或作為IN+/-使用；　　GND芯片參考0電位；　　DI數(shù)據(jù)信號(hào)輸入，選擇通道控制；　　DO數(shù)據(jù)信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出；<

14、p>　　CLK芯片時(shí)鐘輸入；　　Vcc/REF電源輸入及參考電壓輸入。　　ADC0832如圖3.2所示：　　圖3.2 LM331引腳　　3.3 MC78L05電源電路　　電源電路選用三端低電流線性穩(wěn)壓芯片MC78L05。MC

15、78L05具有以下特點(diǎn)：　　輸入電壓范圍：2.6-24V，輸出+5V固定電壓；　　具有內(nèi)部短路電路限制和熱過(guò)載保護(hù)功能；　　其引腳分布如圖3.3所示。　　圖3.3 MC78L05電源電路　　各引腳功能說(shuō)明如下：

16、　　Vo(1腳)：+5V固定電壓輸出腳。　　GND(2腳)：接地端。　　Vi(3腳)：電壓輸入腳，可輸入的電壓范圍為2.6-24V。　　第四章模塊設(shè)計(jì)　　4.1 A/D轉(zhuǎn)換模塊<p

17、>　　單片機(jī)接受傳感器的電壓值為模擬信號(hào)，它要和A/D轉(zhuǎn)換模塊的脈沖波發(fā)生裝置發(fā)送過(guò)來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)相比較，即通過(guò)P1.0和P1.1引腳進(jìn)行比較，同時(shí)開發(fā)定時(shí)器0，當(dāng)待測(cè)模擬信號(hào)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)時(shí)，P3.4引腳信號(hào)將會(huì)發(fā)生變化，此時(shí)的定時(shí)器0的值通過(guò)量綱轉(zhuǎn)化就得到了相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。　　4.2數(shù)據(jù)處理模塊　　數(shù)據(jù)

18、處理模塊主要是對(duì)A/D轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行多次采集，并且對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，此處理過(guò)程主要是對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行初值定義以及相應(yīng)的移位處理，并且把處理好的數(shù)據(jù)送入相應(yīng)的緩沖區(qū)，為后面的顯示模塊作好準(zhǔn)備。　　4.3顯示模塊　　用單片機(jī)芯片AT89C52的P0.0/AD0－P0.7/AD7端口與LCD顯示屏的D0-D7腳相連

19、接，通過(guò)AT89C52的P2.0－P2.2端口來(lái)控制選通LCD顯示屏的位選端。在數(shù)據(jù)的顯示模塊中，我采用的是1602LCD液晶顯示。　　以下為各個(gè)模塊的詳細(xì)情況：　　4.3.1數(shù)據(jù)采集模塊　　數(shù)據(jù)采集模塊由氣壓傳感器MPX4250構(gòu)成，采集的是大氣壓值。其中1腳是輸出信號(hào)端，輸出的是與氣壓值相對(duì)應(yīng)的模擬電壓信號(hào)。

20、　　4.3.2數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊　　氣壓傳感器MPX4250輸出的是模擬電壓，因此，必須進(jìn)行模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換才能交由單片機(jī)處理。在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊選用的是ADC0832芯片，它是一款高精度電壓頻率轉(zhuǎn)換芯片。　　如圖4.1所示：　　圖4.1 數(shù)據(jù)

21、轉(zhuǎn)換模塊　　4.3.3 數(shù)據(jù)處理模塊　　對(duì)于ADC0832輸出的頻率信號(hào)要經(jīng)過(guò)單片機(jī)的數(shù)據(jù)處理，通過(guò)頻率與氣壓之間的關(guān)系計(jì)算出氣壓值。本設(shè)計(jì)應(yīng)用的是單片機(jī)芯片是AT89C52。AT89C52單片機(jī)最為核心的部分是中央處理器CPU，主要工作特性是：　　片內(nèi)程序存儲(chǔ)器內(nèi)含8KB的Flash程序存儲(chǔ)器，可擦寫壽命為10

22、00次；　　片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)含256字節(jié)的RAM；　　具有32根可編程I/O口線；　　具有3個(gè)可編程定時(shí)器；　　中斷系統(tǒng)是具有8個(gè)中斷源、6個(gè)中斷矢量、2個(gè)級(jí)優(yōu)先權(quán)的中斷結(jié)構(gòu)；　　串行口是具有一個(gè)全雙工的可編程串行通信口；<

23、/p>　　具有一個(gè)數(shù)據(jù)指針DPTR；　　低功耗工作模式有空閑模式和掉電模式；　　具有可編程的3級(jí)程序鎖定位；　　AT89C52工作電源電壓為5（1+0.2）V，且典型值為5V；　　AT89C52最高工作頻率為24MHz。

24、　　AT89C52的引腳如圖4.2所示。　　圖4.2 單片機(jī)引腳圖　　本設(shè)計(jì)中單片機(jī)的主要功能是對(duì)上一A/D轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行多次采集并出來(lái)，其處理過(guò)程主要是對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行初值定義以及相應(yīng)的移位處理，把處理好的數(shù)據(jù)送入相應(yīng)的緩沖區(qū)，為后面的模塊做準(zhǔn)備。　　4.3.4顯示模塊

25、　　本設(shè)計(jì)使用的顯示器件為液晶顯示器。液晶顯示器簡(jiǎn)稱LCD顯示器，它是利用液晶經(jīng)過(guò)處理后能夠改變光線的傳輸方向的特性實(shí)現(xiàn)顯示信息的，液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富超薄輕巧等優(yōu)點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到日益廣泛的應(yīng)用。　　本設(shè)計(jì)中選擇字符型液晶顯示器LCD1602。LCD1602可以顯示兩行，每行16個(gè)字符，采用+5V電源

26、供電，外圍電路配置簡(jiǎn)單。LCD1602是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式LCD。 　　顯示器部分的電路如圖4.3所示。　　圖4.3 顯示模塊原理圖　　第五章單片機(jī)調(diào)試仿真　　根據(jù)以上程序流程圖，參考了網(wǎng)上的一些程序，自己在Keil軟件上

27、運(yùn)行，編譯，得到最后所需的程序。　　這里我們采用proteus的系統(tǒng)總體執(zhí)行效果調(diào)試方法，調(diào)試單片機(jī)的供應(yīng)電源和復(fù)位電路部分。電源電路、晶振電路和復(fù)位電路是整個(gè)系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)，應(yīng)首先保證它們的正常工作。其仿真圖如下圖5.1：　　圖5.1 仿真圖　　結(jié)論&

28、lt;/b>　　為期四個(gè)星期的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)結(jié)束啦。這次課程設(shè)計(jì)做的是數(shù)字氣壓計(jì)，數(shù)字氣壓計(jì)現(xiàn)在的產(chǎn)品不是很多，但由于其精度高、讀數(shù)準(zhǔn)確簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，相信在今后會(huì)得到廣泛的運(yùn)用。在這四個(gè)星期中，我從剛開始的茫然到最后把作品做出來(lái)，其中經(jīng)歷的許多，雖然最終的作品不是很滿意，但其基本上還是滿足了剛開始的設(shè)計(jì)，在者，我從中學(xué)到了不少。我能夠用幾個(gè)軟件（Keil。Protel，Protel），還有就

29、是編程，通過(guò)自己的努力把作品做出來(lái)。這次課程設(shè)計(jì)做的是數(shù)字氣壓計(jì)，數(shù)字氣壓計(jì)現(xiàn)在的產(chǎn)品不是很多，但由于其精度高、讀數(shù)準(zhǔn)確簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，相信在今后會(huì)得到廣泛的運(yùn)用。　　致謝　　經(jīng)過(guò)四周時(shí)間的不懈努力，本次課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，但是由于知識(shí)及經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免遇到很多困難，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)以及同學(xué)們的支持，很難順利的完

30、成此次課程設(shè)計(jì)。從開始選題到論文的順利完成，都離不開老師、同學(xué)、朋友給以的幫助，在這里請(qǐng)接受我的謝意!　　首先，在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，從構(gòu)思、資料收集到最后定稿的各個(gè)環(huán)節(jié)給予細(xì)心指引與教導(dǎo)，使我對(duì)課程的多方面的知識(shí)有了深刻的認(rèn)識(shí)，使我得以最終完成課程設(shè)計(jì)，在此表示衷心感謝。　　其次，還有幫助我的同學(xué)們，感謝你們給我的鼓勵(lì)，感謝你們?cè)谖矣龅嚼щy時(shí)所給的幫助

31、，正是有了你們的幫助和鼓勵(lì)，此次課程設(shè)計(jì)才得以順利的完成。　　最后，本次設(shè)計(jì)得以順利完成，也要感謝導(dǎo)師組的老師，他們?cè)诒疚膶懽麟A段給出了許多寶貴意見。導(dǎo)師們的高深精湛的造詣與嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)精神將永遠(yuǎn)激勵(lì)著我。　　參考文獻(xiàn)　　[1] 曹丙霞. Protel99SE原理圖與PCB

32、設(shè)計(jì) 電子工業(yè)出版社，2000　　[2] 戴佳. 51單片機(jī)C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)實(shí)例精講電子工業(yè)出版社，2006　　[3] 徐愛均. 單片機(jī)高級(jí)語(yǔ)言C51應(yīng)用程序設(shè)計(jì) 電子工業(yè)出版社，2004　　[4] 周興華. 手把手教你學(xué)單片機(jī)C程序設(shè)計(jì) 北京航空航天大學(xué)出版社，2004<p&g

33、t;　　[5] 嚴(yán)天峰. 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真調(diào)試北京航空航天大學(xué)出版社，2001　　附錄程序代碼　　#include<reg52.h>　　#include<string.h>　　#include&

34、lt;intrins.h>　　#define uchar unsigned char　　#define uint unsigned int　　sbit RS =P2^0;　　sbit RW =P2^1;　　sbit EN

35、=P2^2;　　sbit CS =P3^4;　　sbit CLK=P3^2;　　sbit DIO=P3^3;　　uchar yq;　　uchar dis_yq[5]={" &

36、quot;};　　uchar dis_lcd11[8]={"asdfff"};　　//----------------延時(shí)--------------------------------　　void delay(uint x)　　{&

37、lt;/b>　　uchar i;　　while(x--) for(i=0;i<120;i++);　　}　　//------------------------------------

38、-------------------　　//-------------------------LCD 控制------------------------------------------　　//讀lcd 狀態(tài)　　bit lcd_busy_check()</p&g

39、t;　　{　　bit s;　　RS=0; RW=1;EN=1; delaynop(); s=(bit)(P0 & 0x80);EN=0;　　return s;</p

40、>　　}　　uchar read_lcd_state()　　{　　uchar state ;　　RS=0;RW=1;EN=1;delay(1);state=P0;EN=

41、0;delay(1);　　return state;　　} 　　//---------------------------------------------------------&l

42、t;b>　　// 忙等待　　void lcd_busy_wait()　　{　　while((read_lcd_state()&0x80)==0x80);　　delay(5);<

43、;/b>　　}　　//--------------------------------------------------------　　//向LCD寫數(shù)據(jù)　　void write_lcd_

44、data(uchar dat)　　{　　while(lcd_busy_check());　　lcd_busy_wait();　　RS=1;RW=0;EN=0;P0=dat;EN=1;delaynop();EN=0;

45、　　}　　//---------------------------------------------　　//向LCD寫指令　　void write_lcd_cmd(uchar cmd)&l

46、t;p>　　{　　while(lcd_busy_check());　　lcd_busy_wait();　　RS=0;RW=0;EN=0;_nop_();_nop_();P0=cmd;delaynop();EN=1;delaynop();EN=0;

47、　　}　　//-----------------------------------------------------------------------------------------------------　　//LCD初始化&

48、lt;p>　　void init_lcd()　　{　　write_lcd_cmd(0x38); delay(1);　　write_lcd_cmd(0x0C) ; delay(1);　　write_lcd_cmd(0x06);

49、 delay(1);　　write_lcd_cmd(0x01) ; delay(1);　　} 　　//-----------------------------------------------　　//設(shè)置液晶顯示位置</p

50、>　　void set_lcd_pos(uchar p)　　{　　write_lcd_cmd(p| 0x80);　　}　　//---------------------

51、------------------　　//在LCD上顯示字符串　　void dis_lcd_string(uchar p,uchar *s) //位置,字符指針　　{　　uchar i;<

52、;/p>　　set_lcd_pos(p);　　for(i=0;i<16;i++)//16*2　　{　　write_lcd_data(s[i]) ;　　// delay(1);

53、　　}　　}　　//-------------------------------------------------------------------　　//*****************************

54、***************************　　//--------------------------------------------　　//獲取AD轉(zhuǎn)換結(jié)果　　uchar get_AD_result()　　{<

55、/p>　　uchar i,dat1=0,dat2=0;　　//其實(shí)控制位　　CS=0;　　CLK=0;　　DIO=1;_nop_

56、();_nop_();　　CLK=1;_nop_();_nop_();　　CLK=0;DIO=1;_nop_();_nop_();　　CLK=1; _nop_();_nop_();　　CLK=0;DIO=0;_nop_();_nop_();

57、;　　CLK=1;DIO=1;_nop_();_nop_();　　CLK=0;DIO=1;_nop_();_nop_();　　for(i=0;i<8;i++)　　{　　CLK=1;_nop_();_n

58、op_();　　CLK=0; _nop_();_nop_();　　dat1=dat1<<1 | DIO;　　}　　for(i=0;i<8;i++)　　{&

59、lt;/b>　　dat2=dat2|( (uchar)(DIO)<<i);　　CLK=1;_nop_();_nop_();　　CLK=0; _nop_();_nop_();　　}<p

60、>　　CS=1;　　return (dat1==dat2) ? dat1 :0;　　}　　//--------------------------------------------------------------</p&

61、gt;　　void dis_lcd_yq()　　{　　yq= ( get_AD_result()*5.0/255.0/5.1-0.04 )/0.00369-3.45; 　　dis_yq[0]=yq/1000 +'0'

62、;;　　dis_yq[1]=yq%1000/100 +'0';　　dis_yq[2]=yq%100/10 +'0';　　dis_yq[3]=yq%10 +'0';　　dis_lcd_string(0x40,&

63、#39;a');　　}　　void main()　　{　　//dis_lcd_yq();　　delay(100);<

眾賞文庫(kù)> 全部分類> 畢業(yè)設(shè)計(jì)

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