基于單片機(jī)的壓力傳感器系統(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn)分析

1、. TOC o 1-3 t h z u HYPERLINK l _Toc26668 摘 要 PAGEREF _Toc26668 4 HYPERLINK l _Toc936 第1章 緒論 PAGEREF _Toc936 - 1 - HYPERLINK l _Toc30620 1.1 課題設(shè)計背景 PAGEREF _Toc30620 - 1 - HYPERLINK l _Toc4724 1.2 傳感器系統(tǒng)簡介 PAGEREF _Toc4724 - 1 - HYPERLINK l _Toc16388 1.3 本文內(nèi)容提要 PAGEREF _Toc16388 - 2 - HYPERLINK l _To

2、c22142 第2章 調(diào)理電路硬件設(shè)計 PAGEREF _Toc22142 - 2 - HYPERLINK l _Toc10563 2.1 傳感器電路分析 PAGEREF _Toc10563 - 2 - HYPERLINK l _Toc21320 2.2選用放大電路及其電路分析 PAGEREF _Toc21320 - 3 - HYPERLINK l _Toc32625 2.3AD轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計 PAGEREF _Toc32625 - 4 - HYPERLINK l _Toc2237 2.3.1AD0804的外圍接口的功能： PAGEREF _Toc2237 - 4 - HYPERLINK l

3、_Toc24117 控制程序的設(shè)計： PAGEREF _Toc24117 6 HYPERLINK l _Toc31147 2.4 LCD顯示電路的設(shè)計 PAGEREF _Toc31147 8 HYPERLINK l _Toc17373 2.4.1LCD的介紹 PAGEREF _Toc17373 8 HYPERLINK l _Toc32505 第3章 控制程序的設(shè)計 PAGEREF _Toc32505 15 HYPERLINK l _Toc29250 3.1 程序要完成的任務(wù) PAGEREF _Toc29250 15 HYPERLINK l _Toc13244 3.2程序流程設(shè)計 PAGEREF

4、 _Toc13244 16 HYPERLINK l _Toc931 第4章 課題總結(jié) PAGEREF _Toc931 18 HYPERLINK l _Toc3242 4.1儀用放大電路 PAGEREF _Toc3242 18 HYPERLINK l _Toc23887 4.2單片機(jī)的使用 PAGEREF _Toc23887 18 HYPERLINK l _Toc26212 4.3 AD轉(zhuǎn)換和LCD的控制 PAGEREF _Toc26212 - 18 - HYPERLINK l _Toc24459 在使用類似于AD轉(zhuǎn)換芯片和LCD顯示等數(shù)字集成芯片時，我們重點關(guān)注于其外圍引腳的功能和控制時序圖就

5、可以了，通過外圍引腳的功能來設(shè)計電路連接圖，等外圍電路連接好以后其實它的控制程序的大概框架就有了，再結(jié)合著時序圖對各個引腳狀態(tài)變化的先后順序和各個狀態(tài)的持續(xù)時間做一下處理，我們的控制程序根本上就可以出爐了。當(dāng)然這時我們編寫出的控制程序只是一個理論上的結(jié)果，最多有一個仿真結(jié)果。在實際調(diào)試時假設(shè)出現(xiàn)了焊接失誤或者是程序控制的問題時，我們最好任然秉持先前的網(wǎng)口概念。對整個電路和程序進(jìn)展模塊化處理，一個模塊一個模塊的檢查處理。這樣我們調(diào)試的效率就會提高很多。 PAGEREF _Toc24459 - 18 - HYPERLINK l _Toc26254 第5章 結(jié)論 PAGEREF _Toc26254

6、- 19 - HYPERLINK l _Toc11023 在課題選擇之初，其目的是為了熟練掌握針對于壓力測量電路的設(shè)計和應(yīng)用，并分析在設(shè)計過程中對測量精度影響較大的局部。但是在設(shè)計過程中，這一目的被逐漸淡化，轉(zhuǎn)而注重于各個模塊的選擇和設(shè)計。因為在設(shè)計的過程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)，我們對調(diào)理電路的設(shè)計所考慮的參數(shù)似乎和實際的物理量并沒有太大的關(guān)系，假設(shè)不考慮傳感器與物理世界的交互方式的話，如文章開頭所述：我們只要對電量進(jìn)展操作就可以了。 PAGEREF _Toc11023 - 19 - HYPERLINK l _Toc32287 致 PAGEREF _Toc32287 - 19 - HYPERLINK l _

7、Toc23460 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc23460 - 20 -. 畢業(yè)設(shè)計報告論文報告論文題目：基于單片機(jī)的壓力傳感器 系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 作者所在系部： 電子工程系 作者所在專業(yè)： 電子信息工程 作者所在班級： B10212 作 者 姓 名 ： 雷宇 作 者 學(xué) 號 ： 20104020419 指導(dǎo)教師*： 王喜斌 完 成 時 間 ： 2014年6月3日 北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制. 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文任務(wù)書理工類學(xué)生*： 雷宇 專 業(yè)： 電子信息工程 班 級： B10212 學(xué) 號：20104020419 指導(dǎo)教師： 王喜斌 職 稱： 副教授 完成時間： 2014.6

8、畢業(yè)設(shè)計論文題目：基于單片機(jī)的壓力傳感器系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)題目來源教師科研課 題縱向課題 題目類型理論研究注：請直接在所屬工程括號內(nèi)打橫向課題應(yīng)用研究教師自擬課題應(yīng)用設(shè)計學(xué)生自擬課題其 他總體設(shè)計要求及技術(shù)要點：依托于單片機(jī)的控制原理，設(shè)計控制程序和相關(guān)電路，實現(xiàn)對AD轉(zhuǎn)換電路和液晶顯示器的控制，使之能夠根本實現(xiàn)對壓力的測量和顯示。整體設(shè)計的關(guān)鍵局部有兩點：對傳感器輸入模擬信號的放大與轉(zhuǎn)換。對液晶顯示電路的控制。工作環(huán)境及技術(shù)條件：個人計算機(jī)一臺，相關(guān)開發(fā)軟件，單片機(jī)最小系統(tǒng)開發(fā)板一套，液晶顯示屏一塊。工作內(nèi)容及最終成果： 1、編寫出控制程序。 2、調(diào)試AD轉(zhuǎn)換以及液晶顯示電路。 3、焊接出放大

9、電路，AD轉(zhuǎn)換模塊和LCD顯示模塊電路 4、連接各個模塊，并調(diào)試程序，使之能夠與已有壓力傳感器配合測量壓力時間進(jìn)度安排：1、第七學(xué)期第6周第15周，查閱資料，完成開題報告、文獻(xiàn)綜述、外文文獻(xiàn)翻譯；2、第七學(xué)期第16周第17周，開題報告審閱、辯論；3、第八學(xué)期第1周第4周，分析系統(tǒng)功能確定各個模塊的核心器件；4、第八學(xué)期第5周第7周，搜集整理各模塊核心器件的使用方法，并設(shè)計硬件原理圖；5、第八學(xué)期第8周第14周，完成控制程序的編制；6、第八學(xué)期第15周第17周，完成電路的焊接，并調(diào)試功能，完成畢業(yè)論文。指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日教研室主任意見：教研室主任簽字： 年 月 日. 北華航天工業(yè)學(xué)院本科

10、生畢業(yè)設(shè)計論文原創(chuàng)性及知識產(chǎn)權(quán)聲明本人*重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計論文環(huán)道控制系統(tǒng)下位軟件設(shè)計方案二是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨立進(jìn)展研究工作取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對本設(shè)計論文的研究做出重要奉獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。因本畢業(yè)設(shè)計論文引起的法律結(jié)果完全由本人承當(dāng)。本畢業(yè)設(shè)計論文成果歸北華航天工業(yè)學(xué)院所有。本人遵循北華航天工業(yè)學(xué)院有關(guān)畢業(yè)設(shè)計論文的相關(guān)規(guī)定，提交畢業(yè)設(shè)計論文的印刷本和電子版本。本人同意北華航天工業(yè)學(xué)院有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計論文的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽效勞；可以采用影印、縮印、數(shù)字

11、化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以營利為目的的前提下，可以公布非涉密畢業(yè)設(shè)計論文的局部或全部內(nèi)容。特此聲明畢業(yè)設(shè)計論文 指導(dǎo)教師： 年 月 日 年 月 日. 摘 要在現(xiàn)實生活與工業(yè)生產(chǎn)中幾乎隨時隨地都要測量各種物理量，例如壓力，溫度，長度等等。然而這些不同的物理量的測量與處理過程是*小異的，主要包括傳感器，放大電路，AD轉(zhuǎn)換電路，控制器，以及輸出局部，這就給我們的模塊化設(shè)計提供了先天條件。這樣我們就可以很方便在不同測量設(shè)備中進(jìn)展模塊化移植。關(guān)鍵詞 單片機(jī)，AD轉(zhuǎn)換電路，液晶顯示. AbstractAlmost whenever and wherever possible to measure v

12、arious physical quantities, in real life and in industrial production, such as pressure,temperature, length, etc. However, measurement and process these different physical quantity is very much the same, mainly consists of sensor,amplifier circuit, AD conversion circuit, controller, and output part,

13、 this will give our modular design provides congenital conditions. So we can easily bemodular grafting in different measuring equipmentKey words Microcontroller, AD conversion circuit, liquid crystal display. 目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc8499 摘 要 PAGEREF _Toc8499 4 HYPERLINK l _Toc19060 第1章 緒

14、論 PAGEREF _Toc19060 - 1 - HYPERLINK l _Toc5832 1.1 課題設(shè)計背景 PAGEREF _Toc5832 - 1 - HYPERLINK l _Toc16053 1.2 傳感器系統(tǒng)簡介PAGEREF _Toc16053 - 1 - HYPERLINK l _Toc12450 1.3 本文內(nèi)容提要 PAGEREF _Toc12450 - 2 - HYPERLINK l _Toc11376 第2章 調(diào)理電路硬件設(shè)計 PAGEREF _Toc11376 - 2 - HYPERLINK l _Toc22583 2.1 傳感器電路分析 PAGEREF _Toc

15、22583 - 2 - HYPERLINK l _Toc31608 2.2選用放大電路及其電路分析 PAGEREF _Toc31608 - 3 - HYPERLINK l _Toc20835 2.3AD轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計 PAGEREF _Toc20835 - 4 - HYPERLINK l _Toc13897 2.3.1AD0804的外圍接口的功能： PAGEREF _Toc13897 - 4 - HYPERLINK l _Toc8851 控制程序的設(shè)計： PAGEREF _Toc8851 - 6 - HYPERLINK l _Toc24563 2.4 LCD顯示電路的設(shè)計 PAGEREF _T

16、oc24563 - 8 - HYPERLINK l _Toc26504 2.4.1LCD的介紹 PAGEREF _Toc26504 - 8 - HYPERLINK l _Toc32352 第3章 控制程序的設(shè)計 PAGEREF _Toc32352 - 15 - HYPERLINK l _Toc11014 3.1 程序要完成的任務(wù) PAGEREF _Toc11014 - 15 - HYPERLINK l _Toc1837 3.2程序流程設(shè)計 PAGEREF _Toc1837 - 16 - HYPERLINK l _Toc22504 第4章 課題總結(jié) PAGEREF _Toc22504 - 18

17、- HYPERLINK l _Toc2372 4.1儀用放大電路 PAGEREF _Toc2372 - 18 - HYPERLINK l _Toc2997 4.2單片機(jī)的使用 PAGEREF _Toc2997 - 18 - HYPERLINK l _Toc32069 4.3 AD轉(zhuǎn)換和LCD的控制 PAGEREF _Toc32069 - 18 - HYPERLINK l _Toc18589 在使用類似于AD轉(zhuǎn)換芯片和LCD顯示等數(shù)字集成芯片時，我們重點關(guān)注于其外圍引腳的功能和控制時序圖就可以了，通過外圍引腳的功能來設(shè)計電路連接圖，等外圍電路連接好以后其實它的控制程序的大概框架就有了，再結(jié)合著時

18、序圖對各個引腳狀態(tài)變化的先后順序和各個狀態(tài)的持續(xù)時間做一下處理，我們的控制程序根本上就可以出爐了。當(dāng)然這時我們編寫出的控制程序只是一個理論上的結(jié)果，最多有一個仿真結(jié)果。在實際調(diào)試時假設(shè)出現(xiàn)了焊接失誤或者是程序控制的問題時，我們最好任然秉持先前的網(wǎng)口概念。對整個電路和程序進(jìn)展模塊化處理，一個模塊一個模塊的檢查處理。這樣我們調(diào)試的效率就會提高很多。 PAGEREF _Toc18589 - 18 - HYPERLINK l _Toc9837 第5章 結(jié)論 PAGEREF _Toc9837 - 19 - HYPERLINK l _Toc21913致 PAGEREF _Toc21913 - 19 - H

19、YPERLINK l _Toc1715 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc1715 - 20 -. 第1章 緒論1.1 課題設(shè)計背景隨著社會科技的進(jìn)步，人們對生活的品質(zhì)要求的提高，以及工業(yè)生產(chǎn)中日益準(zhǔn)確的控制要求，現(xiàn)在幾乎隨時隨地都需要對各種物理量進(jìn)展測量。我們從很早就開場了對現(xiàn)實物理世界的觀察與描述，而測量則是我們探索物理世界的一個重要手段。隨著電子技術(shù)的迅速開展，我們開場在測量中大量引入電子技術(shù)，其測量的便捷性，智能性都得到了廣泛的認(rèn)可，從而促進(jìn)了傳感器技術(shù)的迅速開展。各種傳感器種類繁多，形態(tài)各異，其測量機(jī)理也不盡一樣，但是不管其測量的是何種物理量，基于哪一種測量機(jī)理，其最終的轉(zhuǎn)換結(jié)果都是

20、電信號。則我們假設(shè)除去傳感器的局部的非電量局部，而只關(guān)注其電器性能局部，則我們只要關(guān)注對電子量的處理與識別就可以。這里我們引入網(wǎng)口的概念，即對于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的構(gòu)造于運行機(jī)理并不投入過多的注意力，轉(zhuǎn)而關(guān)注整個網(wǎng)絡(luò)于網(wǎng)絡(luò)外部的接口局部的電量變換規(guī)律，這樣就大大降低了設(shè)計與使用的難度。這個課題的目的就是想通過壓力傳感器系統(tǒng)這一個例的設(shè)計與研究，總結(jié)出一個行之有效的，可以應(yīng)用于其他傳感器類型的調(diào)理控制電路。1.2 傳感器系統(tǒng)簡介依據(jù)上文所說到的網(wǎng)口概念，我們拋開其內(nèi)部工作機(jī)理對系統(tǒng)進(jìn)展簡單的劃分與介紹。這里的網(wǎng)口其實也可以理解為系統(tǒng)，我們生活中會遇到很多系統(tǒng)，而系統(tǒng)與系統(tǒng)之間又相互交匯，存在著信息與能量的

21、交換，即與外部存在著網(wǎng)口。例如傳感器系統(tǒng)，一端與物理世、世界相連，將物理量采集到其系統(tǒng)內(nèi)部，經(jīng)過系統(tǒng)內(nèi)的一系列運作，最終變成人可識別的信息輸出給人。物理世界就是它的輸入，人能看到的輸出終端就是他的輸出。而對于傳感器系統(tǒng)內(nèi)部而言，又可以劃分為一連串的小系統(tǒng),其中包括放大電路，AD轉(zhuǎn)換電路，單片機(jī)控制電路，LCD顯示電路。其連接構(gòu)造如下：LCD顯示單片機(jī)AD轉(zhuǎn)換放大電路傳感器1.3 本文內(nèi)容提要本文主要包括以下內(nèi)容：1整體系統(tǒng)的的實現(xiàn)方法。2各個模塊的設(shè)計連接與實現(xiàn)方案。3為其他傳感器的測量變送系統(tǒng)提供設(shè)計思路。第2章 調(diào)理電路硬件設(shè)計在課題設(shè)計中我們采用的控制芯片為STC89C52單片機(jī)，AD轉(zhuǎn)

22、換采用AD0804，顯示模塊采用LCD1602，由于這幾種芯片已經(jīng)是很成熟的設(shè)備，各種技術(shù)資料的介紹已經(jīng)很完備，所以在本文中我們不對各個芯片的技術(shù)參數(shù)再做贅述，而側(cè)重于實際設(shè)計的思路分析。文中僅引用一些我們設(shè)計時需要關(guān)心的內(nèi)容，在設(shè)計思路上，我們先對各個模塊進(jìn)展獨立設(shè)計，在最后再將各局部組裝到一起。2.1 傳感器電路分析由于傳感器輸出信號很小，一般是幾十到幾百毫伏，而且為保證下一級電路的介入不影響傳感器的工作狀態(tài)我們要選擇輸入阻抗較高的放大電路，防止放大電路的輸入級從傳感器吸收過多的電流從而導(dǎo)致傳感器輸出的電壓下降，造成測量誤差。其機(jī)理如下列圖：如圖，我們?nèi)，d兩端作為輸出級當(dāng)電橋處于不平衡

23、狀態(tài)時c,d兩點間存在電位差，取為輸出，則經(jīng)過簡單的三角形星形變換后可知輸出負(fù)載阻抗越高，對橋型電路影響越小。2.2選用放大電路及其電路分析采用的放大電路如圖1所示，對上圖電路進(jìn)展分析，LM324的1引腳輸出為VO1，7引腳輸出為VO2，8引腳為VO,對上圖所示為一個儀用放大器電路原理圖，具有高輸入阻抗和高電壓增益的特點，圖中U2：A和U2：B構(gòu)成了同相并聯(lián)差動放大器，第一級輸出為：VO=1+(R2+R3)/RV2VI;由于反響的作用使第一級的兩個運放的vp和vn幾乎相等即虛短，進(jìn)而使其輸入端幾乎沒有電流流過，這意味著它不從上一級的傳感器橋式電路中吸收電流，具有高輸入阻抗。U2：C構(gòu)成第二級差

24、動放大，在這一級放大電路中，欲有效抑制共模干擾，需使R1=R4=R;R5=R6=Rf;則總的放大輸出為VO=(Rf/R)VO=1+(R2+R3)/RV2(Rf/R)VI。其中RV2為滑動變阻器，可調(diào)節(jié)放大增益。2.3AD轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計由于傳感器輸出信號為模擬信號，我們使用的處理芯片只識別數(shù)字信號，所以需要將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，對于使用者而言我們不必過多關(guān)心起內(nèi)部的構(gòu)造與原理，而把注意力放到其控制接口與接口性能上，本文以AD0804為例來設(shè)計AD轉(zhuǎn)換電路，2.3.1AD0804的外圍接口的功能：/CS：芯片片選信號，低電平有效，即/CS=0,該芯片才能正常工作，當(dāng)外接多個AD芯片是可以通過這個接

25、口來控制是哪一個芯片在工作；如在多通道采集電路中，當(dāng)我們使用到AD轉(zhuǎn)換時，就可以通過片選信號的控制來完成通道的選擇。/WR:啟動ADC0804進(jìn)展ADC采樣，該信號低電平有效，我們在程序的初始化時該接口給低電平，使用時當(dāng)整個電路初始換完成后，準(zhǔn)備開場數(shù)據(jù)采集時，給該接口低電平信號，AD芯片開場進(jìn)展轉(zhuǎn)換。DB0DB7：由于AD0804是8位轉(zhuǎn)換芯片，即將AD所能采集到的最大模擬量分成28分，結(jié)果以二進(jìn)制形式存儲到DB0DB7，等待控制芯片的讀取。/RD:低電平有效，當(dāng)轉(zhuǎn)換完成后，轉(zhuǎn)換結(jié)果已經(jīng)存到DB0DB7后，由單片機(jī)控制給出低電平信號，這時單片機(jī)可以從數(shù)據(jù)接口讀出轉(zhuǎn)換結(jié)果。UIN+和UIN-：

26、模擬電壓輸入端，模擬電壓輸入接UIN+端，UIN-端接地。雙邊輸入時UIN+、UIN-分別接模擬電壓信號的正端和負(fù)端。當(dāng)輸入的模擬電壓信號存在零點漂移電壓時，可在UIN-接一等值的零點補(bǔ)償電壓，變換時將自動從UIN+中減去這一電壓。本電路中直接將傳感器的兩個輸出端接到芯片的兩個模擬輸入端上。VREF/2：參考電壓接入引腳，參考電壓值是AD輸出的最大值該引腳可外接電壓也可懸空，假設(shè)外界電壓，則ADC的參考電壓為該外界電壓的兩倍，如不外接，則Vref與Vcc共用電源電壓，此時ADC的參考電壓即為電源電壓Vcc的值,。CLKR和CLKIN：外接RC電路產(chǎn)生模數(shù)轉(zhuǎn)換器所需的時鐘信號，時鐘頻率CLK =

27、 1/1.1RC，一般要求頻率范圍100KHz1.28MHz。AGND和DGND：分別接模擬地和數(shù)字地，電路中有時會出現(xiàn)數(shù)字局部與模擬局部相互干擾的情況，這時我們要實行數(shù)模隔離，地線需相對獨立。/INT:中斷請求信號輸出引腳，該引腳低電平有效，當(dāng)一次A/D轉(zhuǎn)換完成后，將引起/INT=0，應(yīng)用時，將這一接口與單片機(jī)中斷入口相連接，當(dāng)中斷觸發(fā)時單片機(jī)處理中斷程序，讀取AD轉(zhuǎn)換結(jié)果。外圍電路的設(shè)計需要單片機(jī)控制的引腳：/CS、/WR、DB0DB7、/RD，以上幾個接口用于與單片機(jī)的數(shù)據(jù)通信，實現(xiàn)單片機(jī)對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的控制和結(jié)果的讀取。電源電路的接法：電源局部包括VCC、VREF/2、AGND、DGND。

28、VCC使用5V電壓，VREF/2懸空這樣參考電壓即為電源電壓，AGND和DGND可根據(jù)實際情況選擇公用地線，或者進(jìn)展隔離。CLKR和CLKIN接口可根據(jù)實際工作電路的運行情況選擇RC震蕩電路的頻率。假設(shè)不影響實際的使用，可以將頻率設(shè)計的地一些，給單片機(jī)留出工作反響時間，以免中斷請求過于頻繁而影響到整個系統(tǒng)程序的執(zhí)行。仿真電路如下：我們進(jìn)展電路設(shè)計時此圖中C4選取的值較大，實際設(shè)計時可根據(jù)CLK = 1/1.1RC進(jìn)展換算選取適宜的時鐘頻率。且由于設(shè)計時是分模塊進(jìn)展的，所以上圖的UIN+和UIN-兩個模擬輸入量未接入上級的放大電路輸出接口，僅以一個可控的電源輸入來代替。實際應(yīng)用時UIN+接放大電

29、路的輸出接口，UIN-接地?？刂瞥绦虻脑O(shè)計：在進(jìn)展程序設(shè)計時我們需要用到數(shù)據(jù)手冊中的時序圖：結(jié)合前文的接口功能我們讀時序圖，時序圖由兩個局部組成，轉(zhuǎn)換時序和輸出時序，轉(zhuǎn)換時序：由轉(zhuǎn)換時序圖可知，當(dāng)/CS給低電平的情況下，/WR由高電平變成低電平并保持TW(/WR)的時間后再拉高，即啟動一次轉(zhuǎn)換，啟動之后需等待轉(zhuǎn)換完畢這一段的時間最少是8+73=81個時鐘周期，結(jié)合前文提到的CLK = 1/1.1RC公式我們可以計算出這一延時的長度。轉(zhuǎn)換完成之后芯片自動將結(jié)果存到D0 D7的存放器中。這時中斷輸出位拉低。輸出時序：采樣轉(zhuǎn)換完畢后，再/CS信號為低的前提下，將/RD腳由高電平拉成低電平后，經(jīng)過tA

30、CC的延時即可從DB腳讀出有效的采樣結(jié)果。根據(jù)以上分析結(jié)果我們就可以進(jìn)展程序的編寫了,以下為AD轉(zhuǎn)換模塊的控制程序：#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit cs=P01;sbit wr=P03;sbit rd=P02;void init();/初始化程序void start();/啟動轉(zhuǎn)換程序void read();/結(jié)果讀取程序void delay(uint z);/延時函數(shù)void main()init();while(1) start(); read(); void init()/初始化程序cs=1

31、;wr=1;void delay(uint z)/延時函數(shù)uint *,y;for(*=z;*0;*-)for(y=110;y0;y-);void start()/啟動轉(zhuǎn)換程序cs=0;wr=0;delay(1);wr=1;delay(3);void read()/結(jié)果讀取程序uchar dd;cs=0;rd=0;delay(10);dd=P1;我們現(xiàn)在編寫的僅僅是針對于AD轉(zhuǎn)換的一局部，但是C語言程序有很高的可移植性。所以講幾個模塊的程序編寫出來以后再進(jìn)展程序的組裝。2.4 LCD顯示電路的設(shè)計LCD顯示乍一看好似很麻煩，實際上來講其設(shè)計思路與AD電路的設(shè)計思路是非常相似的，其區(qū)別在于AD0

32、804芯片是靠其外圍接口的控制來完成控制工作，不同之處在于，LCD顯示模塊中有存儲功能，需要對其內(nèi)部的存儲空間具有一定的了解。下面我們從LCD1602的數(shù)據(jù)手冊開場逐步的了解其使用方法。等我們將數(shù)據(jù)手冊分析明白后，我們的硬件電路接線圖和程序就根本上設(shè)計出來了。2.4.1LCD的介紹這里我們?nèi)稳槐星拔牡木W(wǎng)絡(luò)概念，關(guān)于其內(nèi)部一些不必要的構(gòu)造以及運行原理全部摒棄不要，只介紹我們使用時需要了解的局部，即，主要技術(shù)參數(shù)、外圍電路接口、指令、時序圖，供電電源設(shè)計外圍電路時我們因注意這些使用參數(shù)，暫且稱之為運行條件吧，其內(nèi)容如下：芯片工作電壓:4.55.5V工作電流:2.0mA(5.0V)模塊最正確工作電

33、壓:5.0V設(shè)計電路時，參照這幾個參數(shù)以保證電路的正常運行，防止損壞芯片。硬件接口第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。第3腳：VL為液晶顯示器比照度調(diào)整端，接正電源時比照度最弱，接地時比照度最高，比照度過高時會產(chǎn)生鬼影，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整比照度。第4腳：RS為存放器選擇，LCD1602模塊中集成了存放器，以存儲指令和數(shù)據(jù)，我們寫入的內(nèi)容是放到數(shù)據(jù)存放器來顯示，還是放到程序存放器來進(jìn)展模塊控制，由此引腳的狀態(tài)來決定。RS高電平時選擇數(shù)據(jù)存放器、低電平時選擇指令存放器。第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時進(jìn)展讀操作，低電平時進(jìn)展寫操作。本系統(tǒng)只進(jìn)展寫操作，所以此引

34、腳一直給低電平。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平時讀取信息；由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。第714腳：D0D7數(shù)據(jù)線，我們通過這八個I/O口進(jìn)展單片機(jī)和LCD的數(shù)據(jù)傳輸。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負(fù)極。有了以上內(nèi)容我們就可先進(jìn)展硬件電路的設(shè)計了，因為LCD與單片機(jī)之間只有信號的交流，其顯示功率由模塊內(nèi)部的驅(qū)動電路提供所以省去了數(shù)碼管的外圍驅(qū)動電路。這樣大大簡化了硬件電路的設(shè)計難度。其連接圖如下由于我們只進(jìn)展寫操作所以RW引腳一直給低電平，直接接地控制指令序號指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標(biāo)返回000000001*3置輸

35、入模式00000001I/DS4顯示開/關(guān)控制0000001DCB5光標(biāo)或字符移位000001S/CR/L*6置功能00001DLNF*7置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯器地址8置數(shù)據(jù)存貯器地址001顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9讀忙標(biāo)志或地址01BF計數(shù)器地址10寫數(shù)到CGRAM或DDRAM10要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容在研究LCD數(shù)據(jù)手冊時，我迷惑了半天始終搞不明白LCD的控制方法，原因之一就是，沒有把指令、數(shù)據(jù)以及控制時序之間的關(guān)系搞明白?，F(xiàn)在我用自己的話將我對這些操作的理解表達(dá)一遍：在操作LCD模塊時其實和操作單片機(jī)是一樣的，不管我們操作的是單片機(jī)的

36、哪一種功能，控制的哪一個引腳，實際上我們并沒有對這個引腳進(jìn)展直接的操作，我們操作的是這一引腳所對應(yīng)的存放器。例如：我們想讓P11口輸出1，我們是把1這個數(shù)據(jù)裝入到與P11連接的存放器中，到時候單片機(jī)自動將存放器中的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成P11接口的上下電平輸出。現(xiàn)在回到LCD的操作，我們在操作LCD模塊時，本質(zhì)上也是對其內(nèi)部的存放器進(jìn)展操作，而且，LCD的存放器有兩種，一種是程序存放器指令存放器，一種是數(shù)據(jù)存放器，指令存放器，顧名思義，就是存指令的，而指令的作用我們先前已經(jīng)介紹了，但是在閱讀指令集的時候要弄清楚各個位是做什么的。前面的兩位RS和RW是控制位，他們的狀態(tài)決定了我們是對數(shù)據(jù)存放器操作還是對指令

37、存放器進(jìn)展操作，和進(jìn)展的是讀操作還是寫操作，后面的D0D7八個位才是寫到存放器里面的內(nèi)容。這樣我們的思路就清晰了。：RS，RW，E三個端口的時序配合如下：讀狀態(tài) 輸入：RS=L，RW=H，E=H 輸出：DB0DB7=狀態(tài)字寫指令 輸入：RS=L，RW=L，E=下降沿脈沖，DB0DB7=指令碼 輸出：無讀數(shù)據(jù) 輸入：RS=H，RW=H，E=H 輸出：DB0DB7=數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù) 輸入：RS=H，RW=L，E=下降沿脈沖，DB0DB7=數(shù)據(jù) 輸出：無 讀操作時序 寫操作時序看到這里我們在回頭對應(yīng)先前的指令集，就可以發(fā)現(xiàn)，所謂的指令集，是要分開兩個局部來看的，第一局部是RS和RW兩個控制位，第二局部我們

38、可以稱之為指令。我們要做的工作就是按照時序圖的要求將需要寫入的指令或數(shù)據(jù)送給LCD。在編寫程序時，將rs，rw，e三個端口設(shè)置好之后，直接將要寫入的內(nèi)容送給D0D7口就可以了。程序設(shè)計由先前的分析我們可知，LCD的主要控制程序分為寫指令程序和寫數(shù)據(jù)程序，我們先按照時序圖將兩個子程序?qū)懴聛韺懼噶畛绦騰oid lcdwrite_(uchar )lcdrs=0;P0=;delay(1);/延時函數(shù)lcden=1;delay(5);lcden=0;寫數(shù)據(jù)程序void write_data(uchar date)lcdrs=0;P0=date;delay(5);lcden=1;delay(5);lcde

39、n=0;利用這兩個子程序就可以寫入相關(guān)指令和程序了下面我們先利用這兩個子程序完成LCD的初始化設(shè)置。void init()lcdwrite_(0*06);/指令3，光標(biāo)右移，文字不移動lcdwrite_(0*0c);/指令4，顯示器開，無光標(biāo)，無閃爍lcdwrite_(0*14);/指令5，光標(biāo)右移一格lcdwrite_(0*38);/指令6，設(shè)置 8 位格式，2 行，5*7lcdwrite_(0*01);/清屏delay(5);延時，令LCD有足夠時間完成清屏程序然后我們就可以對先前寫成的程序進(jìn)展組裝了，組裝結(jié)果如下：#include#define uchar unsigned char#d

40、efine uint unsigned int#define lcd_db P0 sbit lcdrs=P20;sbit lcden=P21;void lcdwrite_(uchar );/寫指令void lcdwrite_data(uchar date);/寫數(shù)據(jù)void lcd_disp_char(uchar a,uchar b,uchar c);/顯示程序void init();void delay(uint z);void main()init(); lcd_disp_char(0,1,A); while(1);void lcd_disp_char(uchar a,uchar b,uc

41、har c)/顯示程序 uchar address; if(b=1) address=0*80+a; else address=0*c0+a; lcdwrite_(address); lcdwrite_data(c); 由于其他子程序內(nèi)容，前文已經(jīng)給出，所以這里的程序就不再贅述?？刂瞥绦虻脑O(shè)計在之前的對各個硬件電路的控制過程3.1 程序要完成的任務(wù)程序即命令，它要擔(dān)負(fù)起整合硬件資源的任務(wù)，并且要對信息進(jìn)分析處理。針對我們這個課題。我們先做一個簡單的流程。將數(shù)據(jù)放到LCD里顯示控制AD轉(zhuǎn)換得到數(shù)據(jù)如圖實際上我們這個系統(tǒng)就完成了這么一個簡單的工作，簡要而言我們的單片機(jī)相當(dāng)于一個數(shù)據(jù)的搬運工，對AD

42、模塊和LCD模塊的的控制程序先前我們已經(jīng)介紹過了。這里我們要分析一下程序要完成的其他任務(wù)。我們知道AD轉(zhuǎn)換過后的數(shù)據(jù)是放大電路輸出的一個電壓值，并不是我們想要顯示的力值，所以需要對數(shù)據(jù)進(jìn)展處理。我們的AD為8位總線，所以最大數(shù)值為255，設(shè)滿量程質(zhì)量為100g則8位總線上的數(shù)變化1，實際重量變化100/256g，即為顯示精度，假設(shè)從AD中得到的數(shù)為100，則實際物體的重量為100*100/256=39.0625g，現(xiàn)在我們舍去后面的小數(shù)位，只將39g輸入到LCD中顯示，則我們就要分別將39g這三個字符放到LCD中，這樣我們就要把這三個字符別離出來，所以單片機(jī)在搬運數(shù)據(jù)的過程中要先將數(shù)據(jù)放到數(shù)據(jù)

43、處理程序中處理一下，再將處理結(jié)果搬到LCD中。這樣我們就有了程序設(shè)計思路了。程序要完成的任務(wù)流程如下，依次將各位數(shù)據(jù)輸入LCD將重量值各個位別離將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成實物的重量控制AD轉(zhuǎn)換得到數(shù)據(jù)3.2程序流程設(shè)計主程序流程圖如下：開場程序初始化啟動AD轉(zhuǎn)換一次讀取AD轉(zhuǎn)換結(jié)果將AD轉(zhuǎn)換結(jié)果換算成實物重量LCD顯示重量END程序如下void main()init();/初始化程序，包括AD和LCD的初始化while(1)adread();/啟動并讀取ad結(jié)果shiwu();/將結(jié)果轉(zhuǎn)換成實物重量display();/LCD顯示程序主程序中AD轉(zhuǎn)換和LCD顯示程序前文已經(jīng)介紹過，這里不再贅述。這里僅給出實

44、物轉(zhuǎn)換的子程序。流程如下：開場讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果將結(jié)果乘上一個系數(shù)返回一個結(jié)果完畢程序如下：. 第4章 課題總結(jié)4.1儀用放大電路儀用放大器是從差分放大器電路上開展優(yōu)化而來，采用雙端輸入的模式，輸入端幾乎不吸收電流, 并且電路構(gòu)造對稱, 漂移和失調(diào)相互抵消, 具有抑制共模信號干擾的能力。它源于運放，但是優(yōu)于運放，外圍電路設(shè)計簡單，本課題為說明放大原理，和放大倍數(shù)的設(shè)置方法并沒有采用現(xiàn)成的集成儀用放大器，而采用別離原件構(gòu)成。實際上采用集成儀用放大器設(shè)計將更加簡潔且精細(xì)度更高。由于其優(yōu)異的性能，儀用放大器在實際應(yīng)用很廣，例如數(shù)據(jù)采集、傳感器信號放大、高速信號調(diào)節(jié)、醫(yī)療儀器和高檔音響設(shè)備等方面。本課題采用

45、這一電路的目的就是為熟練的掌握儀用放大電路的使用方法。這樣在其他應(yīng)用場合中，就可以很容易的進(jìn)展模塊移植。4.2單片機(jī)的使用單片機(jī)是很經(jīng)典的一種微控制芯片，他具有數(shù)據(jù)處理、存儲、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器等功能。我們使用單片機(jī)就是在熟練的使用這些功能而已，但是卻不應(yīng)過多的關(guān)注于這些功能的實現(xiàn)過程或者是實現(xiàn)原理。實際上我們在使用過這些功能的過程中會發(fā)現(xiàn)我們要做的工作僅僅是對其各存放器進(jìn)展操作而已。例如我們想讓*一I/O口輸出高電平，那我們就把狀態(tài)1寫入到這一I/O口所對應(yīng)的存放器里就可以了。再如我們對定時器的設(shè)置，實際上就是將我們計算好的狀態(tài)值輸入到需要設(shè)置的控制存放器里就可以了。當(dāng)然

46、前提是我們要先了解各個存放器的作用，按照數(shù)據(jù)手冊的要求設(shè)置出我們需要的狀態(tài)。4.3 AD轉(zhuǎn)換和LCD的控制在使用類似于AD轉(zhuǎn)換芯片和LCD顯示等數(shù)字集成芯片時，我們重點關(guān)注于其外圍引腳的功能和控制時序圖就可以了，通過外圍引腳的功能來設(shè)計電路連接圖，等外圍電路連接好以后其實它的控制程序的大概框架就有了，再結(jié)合著時序圖對各個引腳狀態(tài)變化的先后順序和各個狀態(tài)的持續(xù)時間做一下處理，我們的控制程序根本上就可以出爐了。當(dāng)然這時我們編寫出的控制程序只是一個理論上的結(jié)果，最多有一個仿真結(jié)果。在實際調(diào)試時假設(shè)出現(xiàn)了焊接失誤或者是程序控制的問題時，我們最好任然秉持先前的網(wǎng)口概念。對整個電路和程序進(jìn)展模塊化處理，一個模塊一個模塊的檢查處理。這樣我們調(diào)試的效率就會提高很多。. 第5章 結(jié)論在課題選擇之初，其目的是為了熟練掌握針對于壓力測量電路的設(shè)計和應(yīng)用，并分析在設(shè)計過程中對測量精度影響較大的局部。但是在設(shè)計過程中，這一目的被逐漸淡化，轉(zhuǎn)而注重于各個模塊的選擇和設(shè)計。因為在設(shè)計的過程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)，我們對調(diào)理電路的設(shè)計所考慮的參數(shù)似乎和實際的