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1、完美升级版智能压力测量仪毕业论文说明书(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)郑州华信学院课程设计说明书题目： 智能压力测量仪 姓 名： 杨巍 院 （系）： 机电工程学院 专业班级： 电气工程三班 指导教师： 宋东亚 杨坤漓 成 绩： 时间： 2013年 12月 17 日至 2013 年 12 月 28 日 郑州华信学院课程设计任务书题目 智能压力测量仪 专业、班级 电气工程及其自动化三班 姓名 杨巍 主要内容：利用单片机计一个智能压力测量仪，要求显示压力数据。基本要求：1.设计一个智能压力测量仪，要求显示当前压力数值。2.利用proteus软件完成设计电路和仿真；3.掌握并口驱动数

2、码管动态显示的方法；4.通过此次设计将单片机软硬件结合起来对程序进行编辑、校验，锻炼实践能力和理论联系实际的能力。主要参考资料：1李全利，单片机原理及接口技术M，高等教育出版社2王文杰，单片机应用技术M，冶金工业出版社3朱清慧，PROTEUS教程电子线路设计、制版与仿真M，清华大学出版社4单片机实验指导书，天煌教仪5彭伟，单片机C语言程序设计实训100例M，电子工业出版社完 成 期 限： 指导教师签名： 课程负责人签名： 年 月 日目录摘 要 - 2 -1 引 言 - 2 -1.1 问题的提出 - 2 -1.2任务与分析 - 3 -2方案设计 - 3 -2.1 系统方案设计论证 - 3 -2.

3、1.1系统的控制方案设计 - 3 -2.2最终设计方案总体设计框图 - 3 -3 系统硬件设计 - 4 -3.1 AT89C51单片机 - 4 -3.1.1 AT89C51单片机介绍 - 4 -3.1.2 选用AT89C51单片机原因 - 6 -3.2 时钟电路 - 6 -3.3 复位电路 - 6 -3.4 PG160128A显示电路 - 7 -3.5 AD转换电路 - 8 -4 系统软件设计 - 9 -4.1主程序框图 - 9 -4.2显示子程序框 - 10 -5 系统调试过程 - 10 -5.2 Keil程序调试 - 12 -5.3 Proteus仿真调试 - 12 -结 论 - 15 -

4、致谢 - 16 -参考文献 - 16 -附录一 程序源代码 - 16 -附录二 电路原理图及PCB图 - 32 -附录三 Proteus仿真截图 - 33 - 摘 要本课程设计是基于8051单片机为控制核心的压力检测系统。在硬件电路部分，此设计的采用8051单片机，ADC0832转换器，本设计先测量出压力的电信号，然后通过单片机对所测出的压力值，并通过LCD显示压力数值。关键词:8051单片机、压力检测、LCD显示、1 引 言1.1 问题的提出随着电子化程度越来越高，通过增加更多的电子装置，使机器工作在更好的状态，充分发挥机器的性能，保证机器的安全性，减少机器故障率，增加机器寿命等，具有重要的

5、意义。1.2任务与分析本设计的主要任务就是利用单片机实现压力的检测功能。检测压力检测系统所具有的功能如下：压力检测系统是通过声音和文字信息来体现压力的状态。该系统利用8051单片机作为微控制器，通过压变式压力传感器对压力进行信号检测，传感器输出信号经数字滤波及AD转换后输入ECU，经计算后在LED屏幕上显示压力。2方案设计2.1 系统方案设计论证2.1.1系统的控制方案设计检测压力传感器MPX4250检测到压力信号后，通过ADC0832转换后送入AT89C51单片机，单片机对数据进行处理，显示等。2.2最终设计方案总体设计框图图2.1 系统总体设计框图本方案是由压力传感器、AD模数转换器、AT

6、89C51单片机、LED显示电路。压力传感器采集压力信号，将其转换为相对应的电压信号，将电压信号输送到AD模数转换器转换为数字信号，并送入到AT89C51单片机中，经过单片机的数字滤波处理后，在通过PG160128的驱动程序，将其显示在LCD显示器上。3 系统硬件设计3.1 AT89C51单片机3.1.1 AT89C51单片机介绍（1）8051单片机在此单片机上集成了微处理器（CPU），内部数据存储器（RAM），以及输入输出端口。8051单片机采用40只引脚的双列直插封装方式，各引脚的功能如下：时钟引脚X1及 X2：用于接晶体振荡器，此次设计用的晶振频率为6MHZ。RESET脚：是复位信号输入

7、端，高电平有效。ALE脚：地址锁存允许信号，用于锁存单片机输出的地址信号，高电平有效PSEN脚：程序存储器输出控制端，在单片机访问外部程序存储器时，此引脚输出的负脉冲作为读外部程序存储器的选通信号，接至程序存储器的OE端。低电平有效。EA脚：其功能为内外程序存储器选择控制端。当EA为高电平时，单片机访问内部程序存储器，当EA为低电平时，单片机直接访问片外程序存储器。本设计用的是8031，由于8031内部无程序存储器，所以此引脚应接地。低电平有效。IO口引脚：共4个，分别是P0、P1、P2、P3，均为8位口。这4个IO口可分别作为基本的Input、Output端口。其中P0口可作为数据总线和地址

8、总线（低8位）分时复用的端口，P2口可作为地址总线的高8位，即P0口和P2口地起构成16位地址总线，可供寻址的地址范围是：64KB。P3口具有第二功能，即可以产生中断，定时计数等功能。RD、WR引脚：为读和写选通信号，RD用于将单片机的数据写入外设中，WR用于从外设中读取数据。低电平有效AT89C51系列单片机都是以8031为核心发展起来的，具有和51系列单片机及基本结构和软件特征，其内部结构如图3-2所示： 图3-2 AT89C51单片机框图3.1.2 选用AT89C51单片机原因在课程设计里所需外围电路简单，在设计里面使用的引脚较少，占用的资源也比较少。而且该芯片是以AT89C51为核心，

9、性能价格比高，应用成熟，且对其内部结构较为熟悉，芯片功能够用而且适用，从而选用AT89C51单片机作为主控芯片。3.2 时钟电路 本设计采用内部时钟方式的电路。 AT89C51单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，该高增益反相放大器的输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容，就构成了一个稳定的自激振荡器。电路中的电容C1和C2典型值通常选择为33pF左右。晶体的振荡频率的范围通常是在1.2MHZ12MHZ之间。晶体的频率越高，则系统的时钟频率也就越高，单片机的运行速度也就越快。.图3-3 时钟电路3.3 复位电路 复位电路通常采用上

10、电自动复位和按钮复位两种方式。本次设计采用上电复位电路。上电复位电路是在上电瞬间来实现的，其电路如图3-4所示。上电时， RESET端维持两个机器周期的高电平实现复位。图3-4 复位电路3.4 PG160128A显示电路PG160128A是一种图形点阵液晶显示器,它主要由行驱动器列驱动器及格160128全点阵液晶显示器组成。可完成图形显示，也可以显示108个(1616点阵)汉字。主要技术参数和性能：模块内自带-15负压，用于LCD的驱动电压1. 电源VDD：+5V； 2.显示内容：160(列)128(行)点 3.全屏幕点阵 4.十三种指令 5.与CPU接口采用8位数据总线并行输入输出 6.占空

11、比11287.工作温度：-10+55，存储温度：-20+70这里通过PG160128A来显示相关信息 图3-5 显示电路ADC0832 是美国国家半导体公司生产的一种8 位分辨率、双通道AD转换芯片。学习并使用ADC0832 可是使我们了解AD转换器的原理，有助于我们单片机技术水平的提高。这里通过ADC0832将压力传感器输出的电压信号转换为数字信号，并送入到单片机中进行处理。3.5 AD转换电路4 系统软件设计4.1主程序框图(1)主程序流程框图如下: (2)信号采集子程序框图如下： (3) 数字滤波流 4.2显示子程序框 图4-4 显示子程序流程图5 系统调试过程通过上面的设计，设计已经基

12、本完成。下面主要实现Altium Designer的原理图、印制板图的绘制和做相关检测，对Keil进行相应的检查和调试，并用Proteus对所设计系统进行仿真。5.1原理图和印制板图绘制和检查5.1.1 在protel99se绘制原理图并进行相应的ERC检查图5-1 原理图的绘制绘制完原理图之后，对原理图进行编译检测，ERC检测结果。5.1.2 在PROTEL99SE生成PCB图在创建完原理图后，对各元器件的引脚进行封装，在原理图中创建网络表(NET),然后再PROTEL99S中新建PCB ，对于生成的PCB图中各器件进行调整，并布线，最终生成PCB图。结果如图5-2所示图5-2 生成PCB图

13、5.2 Keil程序调试程序调试结果如下所示：creating . char fnLCMInit();LCD初始化extern void fnSetPos(unsigned char urow,unsigned char ucol);设置当前地址extern uchar dprintf(uchar x,uchar y,char *fmt);ASCII(8*16)及汉字（16*16）显示函数sbit CS=P34;sbit CLK=P32;sbit DI0=P33;uint theLastTime;一次鸣响持续次数unsigned char dsp4;作为压力存储传入函数显示uchar Get_

14、AD_Result() uchar i,dat1=0,dat2=0;CS = 0;CLK=0;起始控制位 DI0 = 1; _nop_(); _nop_();CS = 0; _nop_(); _nop_();CLK = 1; _nop_(); _nop_();第一个下降沿之前，设DI = 1 0 选择单端差分（SGLDIF）模式中的单端输入模式CLK = 0;DI0 = 1; _nop_(); _nop_();CLK = 1; _nop_(); _nop_();第二个下降沿之前，设DI = 0 1，选择CH0CH1 CLK = 0;DI0 = 0; _nop_(); _nop_();CLK =

15、 1;DI0 = 1; _nop_(); _nop_(); 第三个下降沿之前，设DI = 1 CLK = 0;DI0 = 1; _nop_(); _nop_(); 第4-11个下降沿读数据（MSB-LSB）for(i=0;i8;i+) CLK = 1; _nop_(); _nop_();CLK = 0; _nop_(); _nop_(); dat1 = dat1 1 | DI0; for(i=0;i8;i+) dat2 = dat2 | (uchar)(DI0)i); CLK = 1; _nop_(); _nop_(); CLK = 0; _nop_(); _nop_(); CS = 1; return (dat1 = dat2) ? dat1:0; unsigned char dsp4; 作为压力存储传入