1、基于mcs-51單片機的大氣壓檢測系統的設計摘要：本系統是以mcs-51單片機為檢測中心的大氣壓檢測系統。其總體設計是圍繞低成本、模塊化、微型化的特點展開的。在硬件選擇方面, 選擇性價比高的at89系列單片機、mpx4115壓力傳感器、adc0832模數轉換器、四位一體共陽七段式數碼管顯示器；在軟件方面, 采用了功能模塊化;源程序由c語言編寫，經過keilvision軟件編譯，將hex文件燒錄到芯片中。為了降低整個系統的成本, 在滿足性能要求的前提下, 選擇低成本元器件, 簡化系統設計。同時，抗干擾能力強、微型化、微功耗等特點。關鍵詞：大氣壓檢測；mpx4115；adc0832；c語言程序引言

2、 近年來，隨著微型計算機的不斷發展，它的應用在人們的工作和日常生活中越來越普遍。工業過程控制是計算機的一個重要應用領域。其中由單片機構成的嵌入式系統已經越來越受到人們的關注。隨著科學技術的迅猛發展，生產力水平迅速提升，單片機性能不斷提高，價格不斷降低，技術日趨成熟，單片機廣泛的應用于人們生活的多個領域，這些東西都離不開單片機，例如導彈的導航裝置，工業自動化過程的實時控制和數據處理，計算機的數據傳輸以及網絡通訊，各種智能ic卡、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及電子琴、電子寵物等等，而基于單片機的大氣壓檢測裝置也是這類采用了單片機的電子產品。若使用數字電路完成該設計，那么所設計的電路就會變得十分復

3、雜，大概需要很多片數字集成塊，它的功能的實現主要是依賴于數字電路的各個功能模塊的組合，價格相對來說比較高，從而成本會提高，并且焊接的過程也比較復雜。在本次設計中之所以采用單片機制作，是因為單片機功能的實現主要是通過軟件編程來完成的，同時也使硬件電路簡單化，并且其成本也有所降低。本次設計的壓力檢測裝置是通過壓力傳感器將檢測到的壓力信號裝換為電信號，送至8位a/d轉換器，然后將模擬信號轉換成單片機可以識別的數字信號，再通過數碼管顯示輸出?；趩纹瑱C的壓力檢測裝置，選擇的單片機是基于at89s52單片機的測量與顯示，將壓力經過壓力傳感器變為電信號，然后進入a/d轉換器將模擬量裝換為數字量，這里所采用

4、的a/d轉換器為adc0832，adc0832為8位分辨率a/d轉換芯片，其最高分辨率可達256級，可以適應一般的模擬量轉換要求。其內部電源輸入與參考電壓的復用，使得芯片的模擬電壓輸入在0-5v之間。芯片轉換時間僅為32，具有雙數據輸出可作為數據校驗，以減少數據誤差，轉換速度快且穩定性強。1 大氣壓檢測技術簡介 1.1 大氣壓的概念及其研究意義地球周圍包著一層厚厚的空氣，它主要是由氮氣、氧氣、二氧化碳相關試驗、水蒸氣和氦、氖、氬等氣體混合組成的，通常把這層空氣的整體稱之為大氣。它上疏下密地分布在地球的周圍，總厚度達1000千米，所有浸在大氣里的物體都要受到大氣作用于它的壓強，就像浸在水中的物體

5、都要受到水的壓強一樣。大氣壓的變化跟壓強和壓力的變化注意區別。大氣壓（通常指大氣壓強和大氣壓力）是從宏觀來論述，壓強和壓力是從微觀來講。因而在理解上我們要注意區分不要搞混淆。一般來講：海拔越高，大氣壓越??；溫度越高，大氣壓越??；空氣越干，大氣壓越大；緯度越高，大氣壓越大。1.2 壓力傳感器的分類及特點 壓力傳感器是壓力檢測系統中的重要組成部分，由各種壓力敏感元件將被測壓力信號轉換成容易測量的電信號作為輸出，給顯示儀表顯示壓力值，或供控制和報警使用?？茖W技術的不斷發展極大地豐富了壓力測量產品的種類，現在，傳感器的敏感原理不僅有電容式、壓阻式、金屬應變式、霍爾式、振筒式等等但仍以電容式、壓阻式和金

6、屬應變式傳感器最為多見。 （1）電容式壓力傳感器 電容式壓力傳感器，是一種可以利用電容敏感的原件把被測量的壓力轉換成為跟它有一定的關系的電信號輸出的精密測量儀器。它一般是使用圓形金屬薄膜或鍍金屬薄膜來做電容器的其中一個電極。在薄膜感受到壓力的時候，它就會變形的，此時薄膜跟固定的電極間所產生的電容量就會發生改變。測量電路就可以輸出跟電壓形成一定的關系的電信號。 電容式壓力傳感器是極距變化型的電容式傳感器,有單電容式和差動電容式之分。 單電容式壓力傳感器它是由圓形的薄膜和固定的電極組成的。當受到壓力作用的時候，薄膜就會發生變形，這樣就會改變電容器的容量。它的靈敏度大概是跟薄膜與固定的電極之間的距離

7、和薄膜的張力成反比關系的；而跟壓力和薄膜的面積成正比關系的。有另外的一種型式，它是跟固定電極取凹形球面狀的，而膜片是周圍邊緣的固定的張緊的平面，膜片能夠使用塑料接著鍍上金屬層的這個方法制造而成的。這一種型式比較適合于測量低壓這個工作條件的，它有比較高的過載能力。當然，要測量高壓工作條件的話，可使用帶有活塞動極膜片制造而成的單電容式壓力傳感器。這一種型式的傳感器可以把膜片的直接的受壓面積變小，這樣就方便使用比較薄的膜片以致來提高它的靈敏度。把它與各種的保護和補償部還有放大電路的整體整合在一起，就會提高抗干擾能力。差動電容式壓力傳感器其受壓膜片電極是處于兩個固定的電極之間的，可以形成兩個電容器。當

8、受到壓力的作用的時候，其中一個電容器的容量就會變大，而另一個電容器的容量就會相應地變小，而測量的結果是由差動式的電路輸出的。此傳感器的固定的電極是由在凹而曲的玻璃的表層上面鍍上金屬層而制造出來的。當過載的時候，膜片就會受到凹面的保護，所以，它是不會破裂的。相對于單電容式壓力傳感器來說，它的線性度較好，靈敏度也較高，但是在加工方面就比較困難了，并且它不可以完成對被測的液體或者是氣體的隔離，所以，它不適合使用在有雜質的或者是有腐蝕性的流體之中。 （2）金屬應變片式壓力傳感器電阻應變片是由金屬應變絲或者應變箔、基體材料、引出線以及絕緣保護片等部分組成。電阻應變片的阻值根據不同的用途可按需設計，但是電

9、阻的取值范圍應該需要注意：如果阻值太小，所需要的驅動電流就會太大，并且應變片會發熱導致自身的溫度過高，應變片的阻值會因使用環境不同而變化很大，調零電路過于復雜，會有很明顯的輸出零點漂移。但是如果電阻太大，阻抗太高，那么它在抗外界的電磁干擾的能力方面就會顯得比較差。金屬電阻應變片的工作原理是吸附在基體材料上應變電阻隨機械形變而產生阻值變化的現象，通常稱為電阻應變效應。金屬導體的電阻值可以用下面的式子進行表示： 式中：金屬導體的電阻率() l導體的長度() s導體的截面積()例如金屬絲應變電阻，當金屬絲受到外力作用的時候，它的截面積和長度都會發生一些變化，從上述公式中能夠看出，它的電阻值就會發生相

10、應的改變，或金屬絲受到外力作用而發生壓縮時，其長度就會減小而截面積就會增加，那么電阻值從而會相應減小?；蚪饘俳z受到外力作用而使其伸長時，它的長度就會增加而截面積就會減少，那么電阻值就會增大。若要獲得應變金屬絲的應變情況那么只要測出加在電阻的變化，通常是測量電阻兩端的電壓1。 （3）壓阻式壓力傳感器壓阻式壓力傳感器通常采用集成電路工藝技術制作，在硅片上制造出四個等值的薄膜電阻并組成電橋電路，當沒有受到壓力作用的時候，電橋就會處于平衡狀態，沒有電壓輸出;當受到壓力作用的時候，單晶硅就會產生應變，使直接擴散在上面的應變電阻產生與被測壓力成比例的變化，再由橋式電路獲得相應的電壓輸出信號。并且電橋就會失

11、去平衡從而輸出電壓，且輸出的電壓與壓力成比例1。壓阻式壓力傳感器具有以下特點:壓阻式壓力傳感器的靈敏系數要比金屬應變式壓力傳感器的靈敏度系數要大很多，一般是50-100倍。有的時候壓阻式壓力傳感器的輸出不需要放大器就可以直接進行測量。本設計就是應用了此類型的壓力傳感器。 壓力分辨率高，它可以檢測出像血壓那么小的微壓。 由于它是采用集成電路工藝加工，因而結構尺寸小，重量輕、結構簡單。它的頻率響應非常好，它可以測量幾十千赫茲的脈動壓力。 傳感器的力敏元件及檢測元件制在同一塊硅片上，所以它工作可靠，綜合精度高，且使用壽命長。 由于采用半導體材料硅制作，傳感器對溫度比較敏感，如不采用溫度補償，其溫度誤

12、差較大。 1.3 發展趨勢現代信息技術的三大基礎是信息采集（即傳感器技術）、信息傳輸（通信技術）和信息處理（計算機技術）。傳感器屬于信息技術的前沿尖端產品，隨著硅、微機械加工技術、超大集成電路技術和材料制備與特性研究工作的進展,使得壓力傳感器在光纖傳感器的批量生產、高溫硅壓阻及壓電結傳感器的應用成為可能,在生物醫學、微型機械等領域,壓力傳感器有著廣泛的應用前景2。2 基于單片機的大氣壓檢測系統的硬件設計2.1 大氣壓檢測系統的原理 本次設計是以at89s52單片機組成的氣壓測量，系統中必須有前向通道作為電信號的輸入通道，用來采集輸入信息。氣壓的測量，需要傳感器，利用傳感器將壓力轉換成電信號后，

13、再經a/d轉換為數字量后才能由計算機進行有效處理。然后用led進行顯示，設置氣壓上下限，超過其壓力值就報警。使用三極管，電阻和蜂鳴器組成的報警電路。其原理圖如圖1所示：氣壓傳感器報警電路a/d轉換器at89s52單片機復位電路數碼管顯示 圖1 壓力檢測系統的原理圖 2.2 主電路的設計 （1）主電路本氣壓檢測系統裝置微處理器采用at89s52單片機，壓力傳感器為mpx4115，adc0832模數轉換器進行數據轉換，采用單片機直接驅動四位一體共陽七段式數碼管進行壓力數據的顯示。并且系統氣壓范圍為15kpa-110kpa，如果超過氣壓設置的上下限，系統就會報警。硬件電路原理圖如圖2所示:圖2 硬件

14、電路原理圖 （2）mpx4115管腳連接電路圖3 mpx4115管腳連接圖 mpx4115氣壓傳感器的1腳接adc0832的ch0端，2腳接地，3腳接電源。另接一個電壓表，作為參考。 （3）led數碼管顯示電路 圖4 led數碼管顯示電路 （4）報警電路 系統中的報警電路是由三極管、蜂鳴器、和限流電阻組成，并與單片機p1.4相連，其電路圖如下：圖5 報警電路 （5）復位電路rst 圖6 復位電路2.3 壓力傳感器 （1）壓力傳感器的選擇 壓力傳感器對于系統至關重要，需要綜合實際的需求和各類壓力傳感器的性能參數加以選擇。一般要選用有溫度補償作用的壓力傳感器，因為溫度補償特性可以克服半導體壓力傳感

15、器件存在的溫度漂移問題。本設計要實現的數字壓力顯示的是絕對壓力值，同時為了簡化電路，提高穩定性和抗干擾能力，要求使用具有溫度補償能力的壓力傳感器。經過綜合考慮，本設計選用美國摩托羅拉公司的集成壓力傳感器,mpx4115壓力傳感器可以產生高精度模擬輸出電壓，并且內部含有放大電路，不需要另外加放大電路。 （2）壓力傳感器mpx4115的原理3 mpx4115系列是壓電電阻傳感器是一個硅壓力傳感器。這個傳感器結合了高級的微電子技術，薄膜鍍金屬。還能為高水準模擬輸出信號提供一個均衡壓力。在0-85的溫度下誤差不超過1.5%，溫度補償是-40-125。小的外形和片上集成的高可靠性，使得它很受歡迎3。它的

16、實物如下圖所示：圖7 mpx4115的實物圖 壓力壓傳感器mpx4115的管腳說明如表1所示：表1 壓力傳感器mpx4115的管腳說明123456voutgndvsn/sn/sn/s 壓力傳感器mpx4114的特性參數如表2所示：表2 壓力傳感器mpx4115的特性參數參數符號最小典型最大單位壓力范圍pop15-115kpa供電電壓vs4.855.15.35vdc供電電流io-7.010madc最大壓力偏置 （085） vs=5.0vvpss0.1350.2040.273vdc滿量程輸出 （085） vs=5.0vvoff4.7254.7944.863vdc滿量程比例 （085） vs=5.0

17、vvfss4.5214.5904.695vdc精 度 （085）-1.5%vfss靈敏度v/p-45.9-mv/kpa 響應時間（10%90%）tr-1.0-ms 上升報警時間-20-ms偏置穩定性-0.5-%vfss2.4 a/d轉換器 模擬量輸入通道的任務是將模擬量轉換成數字量。能夠完成這一任務的器件稱為模數轉換器，簡稱a/d轉換器。 （1）a/d轉換器的選擇 目前單片機在電子產品中已經得到廣泛應用，許多類型的單片機內部已帶有a/d轉換電路，但此類單片機會比無a/d轉換功能的單片機在價格上高出很多，我們采用一個普通的單片機加上一個a/d轉換器，實現a/d轉換功能，可以選擇adc0832、a

18、dc0809等；串行和并行接口模式是a/d轉換器諸多分類中得一種，但是卻是應用中器件選擇的一個重要指標。對a/d轉換器的選擇我們通過比較adc0809和adc0832來決定。這兩個轉換器都是常見的a/d轉換器，其中adc0809是并行接口a/d轉換器，adc0832是串行接口a/d轉換器。本設計選擇的是adc0832，a/d轉換在單片機接口中應用廣泛，串行a/d轉換器具有功耗低、性價比較高、芯片引腳少等特點。 （2）adc0832的簡介 adc0832引腳功能 adc0832 是美國國家半導體公司生產的一種8位分辨率、雙通道a/d轉換芯片。因為它有體積小，兼容性好，性價比高等特點而得到單片機愛

19、好者的親賴，其目前的普及率非常高。adc0832 為8位分辨率a/d轉換芯片，其最高分辨可達256級，可以滿足一般的模擬量的轉換要求。其參考電壓的復用與內部電源輸入，使得芯片的模擬電壓輸入在05v之間。芯片轉換時間很短，僅為32s，可以通過雙數據輸出作為數據校驗以減少數據誤差，其轉換速度快且穩定性能比較強。通過di 數據輸入端，可以輕易的實現通道功能的選擇4。其引腳圖如圖8所示： 圖8 adc0832引腳圖 片選端口，低電平時芯片工作；ch0 是模擬輸入通道0，或者可作為in+/-使用； ch1 是模擬輸入通道1，或者可作為in+/-使用；gnd 芯片參考0 電位（地）；di 是數據信號輸入，

20、選擇通道控制；do 是數據信號輸出，轉換數據輸出；clk 是芯片時鐘信號輸入；vcc/ref 是電源輸入及參考電壓輸入（復用）； adc0832的特點：8位分辨率；雙通道a/d轉換；輸入輸出電平與cmos/ttl相兼容；5v電源供電的時候輸入電壓的范圍為05v；轉換時間為32s，工作頻率為250khz；一般的功耗僅僅為15mw；8p、14pdip（雙列直插）、picc 多種封裝；商用級芯片溫寬為0c +70c，工業級芯片溫寬為40c +85c； 配置位說明5： adc0832工作時，輸入時序的配置位決定了模擬通道的選擇及單端輸入和差分輸入的選擇，如果是差分輸入的時候，就需要分配輸入通道的正負極

21、性，兩個輸入通道的任何一個通道都可作為正極或著負極。adc0832的配置位的邏輯表見表3所示： 表3 adc0832的配置位邏輯表輸入格式配置位選擇通道號ch0ch1ch0ch1差分ll+-lh-+單端hl+hh+表中“+”則說明輸入通道的端點是正極性；“-”則說明輸入端點是負極性，h表示高電平且l表示低電平。輸入配置位時，低位（ch1）在后，高位（ch0）在前。 （3）adc0832的工作時序圖由圖可知，若當cs從高電平變為低電平的時候，那么就選擇adc0832。在時鐘信號的上升沿時di端的數據就會移入到adc0832內部的多路地址移位寄存器。在第一個時鐘信號期間，di為高，則說明啟動位，緊

22、接著就會輸入兩位配置位。當輸入啟動位和配置位后，選通輸入模擬通道，轉換開始。轉換開始后，經過一個時鐘周期延接著在第一個時鐘周期延遲，以使選定的通道穩定。adc0832緊接著在第4個時鐘下降沿輸出轉換數據。數據輸出時先輸出最高位（d7d0)，兩次發送的最低位共用。當片選cs為高時，內部所有寄存器清0，輸出變為高阻態。如果再進行一次模擬轉換，片選必須再次從高向低跳變，后面再輸入啟動位和配置位4。圖9 adc0832的工作時序圖 （4）單片機對adc0832 的控制原理 adc0832與單片機的接口電路如圖10所示： 圖10 adc0832與單片機的接口電路圖 一般情況下，adc0832 與單片機的

23、接口應為cs、clk、di、do這4條數據線。在電路設計的時候可以把di和do并聯在一根數據線上進行使用，這是因為di端與do端在通信的時候并沒有同時有效的而且它們與單片機的接口是雙向的。如果當adc0832芯片的cs輸入端為高電平時表示adc0832停止使用，若cs輸入端為低電平時，表示此芯片工作。clk 和do/di 的電平可以任意。當要進行a/d轉換時，cs輸入端必須要置于低電平并且保持低電平直到轉換完全結束為止。與此同時芯片開始轉換工作，并且同時由處理器向該芯片時鐘輸入端clk 輸入時鐘脈沖，do/di端則會利用di端輸入通道功能選擇的數據信號。在第一個時鐘脈沖的下降之前di端一定要是

24、高電平，用來表示啟始信號。在第2個脈沖和3個脈沖下降之前di端需要輸入2位數據作為選擇通道功能。其功能項如表4、表5所示：表4 功能項表（1）mux addresschannelsgl/difodd/sign0110+11+表5 功能項表（2）mux addresschannelsgl/difodd/sign0100+-01-+ 如表，若當這2位數據都為“1”、“1”時，表示只對ch1進行單通道轉換，若當此2位數據為“1”、“0”時，表示只對ch0進行單通道轉換。若當這2位數據為“0”、“1”時，表示將ch0作為負輸入端in-，ch1 作為正輸入端in+進行輸入。若當這2位數據都為“0”、“0

25、”時，表示將ch0作為正輸入端in+，ch1作為負輸入端in-進行輸入。當到第3個脈沖的下降之后di端的輸入電平就會失去輸入作用，此后di/do端便會開始讀取轉換數據，這是利用數據輸出do端來進行的，從第4個脈沖下降開始由do端輸出轉換數據最高位data7，之后每一個脈沖下降do端就會輸出下一位數據。直到第11個脈沖時發出最低位數據即是data0,這樣一個字節的數據輸出就完成了。同時也正是從此位開始輸出下一個相反字節的數據，也就是說從第11個字節的下降輸出datd0。之后輸出8位數據，直到第19個脈沖時數據輸出完成，這也標志著一次a/d轉換的結束。最后把cs輸入端置高電平表示禁用adc0832

26、芯片，之后直接將轉換后的數據進行處理就可以了。 作為單通道模擬信號輸入時adc0832的輸入電壓的范圍是05v并且8位分辨率時的電壓精度為19.53mv。如果作為由in-與in+輸入時，為了提高轉換的寬度，可以把電壓值設定在某一個較大范圍之內。但是值得注意的是，在進行in+與in-的輸入時，如果in-的電壓大于in+的電壓則轉換后的數據結果始終為00h4。2.5 單片機 隨著電子技術的發展。單片機的功能將更加完善，因而單片機的應用將更加普及。它們將在智能化儀器、家電產品、工業過程控制等方面得到更廣泛的應用。單片機將是智能化儀器和中、小型控制系統中應用最多的有種微型計算機。 （1）at89s52

27、單片機簡介4 at89s52為 atmel 所生產的一種低功耗、高性能cmos8位微控制器，具有8k在系統可編程flash存儲器。該器件采用atmel高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業標準的mcs-51指令集和輸出管腳相兼容。其引腳圖如圖11所示：圖11 at89s52引腳分布圖 （2）at89s52主要功能6 擁有靈巧的8位cpu和在系統可編程flash 晶片內部具時鐘振蕩器（傳統最高工作頻率可至 12mhz） 內部程序存儲器（rom）為 8kb 內部數據存儲器（ram）為 256字節 32 個可編程i/o 口線 8 個中斷向量源 三個 16 位定時器/計數器 三級加密程序存儲器 全雙工

28、uart串行通道 （3）at89s52各引腳功能6 vcc：at89s52電源正端輸入，接+5v。 vss：電源地端。 xtal1：單芯片系統時鐘的反相放大器輸入端。 xtal2：系統時鐘的反相放大器輸出端，一般在設計上只要在 xtal1 和 xtal2 上接上一只石英振蕩晶體系統就可以動作了，與此同時還可以在兩引腳與地之間加入20pf 的小電容，這樣可以讓系統更穩定，避免因為噪聲干擾而出現死機情況。 reset：它是at89s52的重置引腳，高電平有效，當要對芯片重置時，讓at89s52完成系統重置的各項動作，則只要對此引腳電平提升至高電平并保持兩個機器周期以上的時間，可以把內部特殊功能寄存

29、器的內容都被設成已知狀態，并且至地址0000h處開始讀入程序代碼而執行程序7。 ea/vpp：ea：存取外部程序代碼，低電平有效，這表示當這個引腳接低電平后，系統會取用外部的程序代碼（存于外部eprom中）來執行程序。因此在8032和8031中，因為其內部無程序存儲器空間，ea引腳必須要接低電平。如果使用的是8751 內部程序空間時，此ea引腳必須要接成高電平。 ale/prog：地址鎖存器啟用信號。因為at89s52是以多工的方式送出地址及數據的,所以at89s52可以利用ale引腳來觸發外部的8位鎖存器（如74ls373），將端口0的地址總線（a0a7）鎖進鎖存器中。之所以可以利用ale來

30、驅動其他周邊晶片的時基輸入，是因為程序執行的時候ale引腳的輸出頻率約是系統工作頻率的1/6。 psen：此為“program store enable”的縮寫，它表示的意思是程序儲存啟用，將8051設成為讀取外部程序代碼工作模式時（ea=0），就會送出此信號從而取得程序代碼，一般情況下這支引腳是接到eprom的oe腳上。at89s52也可以利用rd及psen引腳分別進行啟用存在外部的eprom與ram，這樣可以讓程序存儲器與數據存儲器合并在一起而共同使用64k的定址范圍。 port0（p0.0p0.7）： 端口0是一個8位寬的開路汲極（open drain）雙向輸出入端口，共有8個位，p0.

31、0表示位0，p0.1表示位1，依此類推。其他三個i/o端口（p1、p2、p3）則不具有此電路組態，而是內部有一提升電路，p0在當做i/o用時可以推動8個ls的ttl負載。如果當ea引腳為低電平時（即取用外部程序代碼或數據存儲器），p0就以多工方式提供地址總線（a0a7）及數據總線（d0d7）。設計者必須外加一鎖存器將端口0送出的地址栓鎖住成為a0a7，再配合端口2所送出的a8a15合成一完整的16位地址總線，而定址到64k的外部存儲器空間8。 port2（p2.0p2.7）： 端口2是具有內部提升電路的雙向i/o端口，每一個引腳可以推動4個ls的ttl負載，若將端口2的輸出設為高電平時，此端口

32、便能當成輸入端口來使用。p2除了當做一般i/o端口使用外，若是在at89s52擴充外接程序存儲器或數據存儲器時，也提供地址總線的高字節a8a15，這個時候p2便不能當做i/o來使用了。 port1（p1.0p1.7）： 端口1也是具有內部提升電路的雙向i/o端口，其輸出緩沖器可以推動4個ls ttl負載，同樣地若將端口1的輸出設為高電平，便是由此端口來輸入數據。如果是使用8052或是8032的話，p1.0又當做定時器2的外部脈沖輸入腳，而p1.1可以有t2ex功能，可以做外部中斷輸入的觸發腳位。 port3（p3.0p3.7）： 端口3也具有內部提升電路的雙向i/o端口，其輸出緩沖器可以推動4

33、個ttl負載，同時還多工具有其他的額外特殊功能，包括外部中斷控制、串行通信、計時計數控制及外部數據存儲器內容的讀取或寫入控制等功能9。其引腳分配如下： p3.0：rxd，串行通信輸入。 p3.1：txd，串行通信輸出。 p3.2：int0，外部中斷0輸入。 p3.3：int1，外部中斷1輸入。 p3.4：t0，計時計數器0輸入。 p3.5：t1，計時計數器1輸入。 p3.6：wr：外部數據存儲器的寫入信號。 p3.7：rd，外部數據存儲器的讀取信號。 rst：復位輸入。 /psen：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/psen有效。但在訪問外部數據存儲器時，

34、這兩次有效的/psen信號將不出現。 /ea/vpp：當/ea保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000h-ffffh），不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式1時，/ea將內部鎖定為reset；當/ea端保持高電平時，此間內部程序存儲器。在flash編程期間，此引腳也用于施加12v編程電源（vpp）。 2.6 led顯示接口 本次設計是利用at89s52單片機與四位一體數碼管相連，這種設計方法具有硬件結構簡單、軟件編程容易和價格低廉等點。 （1）led數碼管 數碼管由8個發光二極管構成，通過不同的組合可用來顯示數字09、字符a f、h、l、p、u及小數點“.”。數碼管顯示器根據公共端的

35、連接方式，可分為共陰極數碼管（將所有發光二極管的陰極連在一起）和共陽極數碼管（所有發光二極管的陽極連在一起）。以共陽極數碼管為例，8個發光二極管的陽極連接在一起，其共陽極接高電平(+5v)，其它引腳接段驅動電路輸出端。當某一段為低電平的時候，該端所連接的字段導通并點亮，根據發光段的不同組合顯示數字或字符11。共陽數碼管的七個段筆畫是用低電平(“0”)點亮的,要求驅動功率很??；而共陰數碼管七個段筆畫是用高電平(“1”)點亮的，要求驅動功率較大。并且每個段筆畫要串一個數百歐姆的降壓電阻。所以本設計中在共陽數碼管的段筆畫上串了一個上拉排阻。圖12 led數碼管 要使數碼管顯示出相應的數字或字符，必須

36、使段數據口輸出相應的字形編碼。共陰極和共陽極數碼管的字形編碼各不相同，見表6所示:表6 led的16進制ascii碼表顯示字符共陽極字符共陰極字符顯示字符共陽極字符共陰極字符0coh3fha88h77h1f9h06hb83h7ch2a4h5bhcc6h39h3boh4fhda1h5eh499h66he86h79h592h6dhf8eh71h682h7dhp8ch73h7f8h07hh89h76h880h7fhlc7h38h990h6fh“滅”ffh00h （2）四位一體共陽數碼管數碼管內部有4個單個數碼管共用adp這8根數據線，為人們的使用提供了方便，因為里面有4個數碼管，所以它有4個公共端，

37、加上adp，共有12個引腳。數碼管的外部引腳與位選、段選對應如下：a11；b7；c4；d2；e1；f10；g5；bit16；bit28；bit39；bit412；dp3；如下圖所示： 圖13 四位一體數碼管數碼管的驅動是指每個數碼管的每一個段碼即七段都是由一個單片機的i/o端口進行驅動，也可以使用譯碼器譯碼進行驅動如bcd碼二十進制。它的優點是編程簡單，顯示的亮度高，它的缺點是占用的i/o端口多，如果要驅動6個數碼管靜態顯示則需要6848根i/o端口來驅動，因為一個51單片機可用的i/o端口只有32個，在實際應用中必須要增加譯碼驅動器進行驅動，這樣做增加了硬件電路的復雜性。3 壓力檢測系統的軟

38、件設計3.1系統主程序設計主程序的主要功能是負責實時檢測、讀出并處理mpx4115的測量的氣壓值，實時顯示壓力。其流程圖如圖14所示，主程序見附錄。報警不報警若氣壓值大于95kpa或小于20kpa數據采集送led數碼管顯示系統初始化開始處理讀到的數據結束 是否待添加的隱藏文字內容3 圖14 系統主程序流程圖3.2 a/d轉換器的軟件設計 單片機控制系統中通常要用到ad轉換，根據輸出格式，常用的ad轉換方式可分為串行ad和并行ad。串行方式所用到的芯片引腳比較少，而且封裝小，但是所需要的數據必須通過軟件處理才能得到。并行方式一般在轉換后可直接接收，但是芯片的引腳相對來說就會比較多。而單片機i/o

39、引腳本來就不是很多，使用串行器件可以節省i/o資源。所以本設計使用串行方式。adc0832是一個8位逐次逼近型模數轉換器，可支持兩個單端輸入通道和一個差分輸入通道。與它有相同功能的器件還有adc0834、adc0838、adc0831。所不同的是它們的輸入通道數量不同，通道選擇和配置都是通過軟件設置的。其流程圖如下：初始化函數開 始將轉換后的電壓轉換成壓力a/d轉換返回 圖15 a/d轉換子程序流程圖 3.3 led數碼管顯示程序設計 在本次設計中用的是7seg-mpx4-ca（4位共陽極7段式數碼顯示管）亦即相應的單片機p1.0、p1.1、p1.2、p1.3為高電平，數碼管才能點亮。 （1）

40、動態掃描顯示原理 p1.3、p1.2、p1.1、p1.0輸出低電平，關閉所有數碼管； 顯示個位把要顯示的數據送到p0.0p0.7，p1.3送高電平，延時5豪秒（時間不能太長，否則數碼管會閃爍），p1.3送低電平； 顯示十位把要顯示的數據送到p0.0p0.7，p1.2送高電平，延時5豪秒（時間不能太長，否則數碼管會閃爍），p1.2送低電平； 顯示百位把要顯示的數據送到p0.0p0.7，p1.1送高電平，延時5豪秒（時間不能太長，否則數碼管會閃爍），p1.1送低電平； 顯示千位把要顯示的數據送到p0.0p0.7，p1.0送高電平，延時5豪秒（時間不能太長，否則數碼管會閃爍），p1.0送低電平。 以

41、此順序循環，把它做成子程序，在主循環中調用。 （2）led顯示流程圖開始調用壓力子程序系統初始化調用顯示子程序 圖16 led顯示流程圖4 創建hex程序與系統仿真分析4.1 keil c51 windows集成開發環境keil c51是目前世界上最優秀、最強大的51單片機開發應用平臺之一。它集編輯、編譯、仿真于一體，支持匯編、pl/m語言和c語言的程序設計，界面友好，易學易用11。創建hex程序步驟： （1） 創建一個工程項目文件；（2） 為工程選擇目標器件；（3） 為工程項目設置軟硬件調試環境；（4） 創建源程序文件并輸入程序代碼；（5） 保存創建的源程序項目文件；（6） 把源程序文件添加

42、到項目中；（7) 編譯生成hex程序文件；4.2 系統仿真分析在proteus里畫出電路原理圖，然后再把hex程序文件導入單片機里即實現了結果仿真，調節壓力傳感器的上下箭頭數碼管就會顯示不同的值，若壓力值大于110kpa或者小于15kpa，則蜂鳴器會報警。當調節氣壓傳感器的值為103.2時，那么數碼管就會顯示相應的壓力值，并且蜂鳴器會發出聲音進行報警。如圖17所示：圖17 系統仿真圖 當調節氣壓傳感器的值為94.5時，送至adc0832模數轉換器，再經數碼管就會顯示相應的壓力值。如圖18所示：圖18 系統仿真圖5 小結傳感器與壓力檢測技術已經融入進我們生活、學習和工作的各個方面。隨著工農業生產

43、和國防、科研事業的不斷發展以及人民物質文化生活水平的日益提高，必定會對壓力檢測技術提出進一步擴大應用范圍和應用深度的要求。近年來，在壓力檢測技術領域，多種新的檢測原理與傳感器的開發應用，已取得了具有實用性的巨大進展。因此，學習和研究壓力檢測技術有著深遠的意義。 參考文獻1 應變片壓力傳感器原理應用./view/b2d31b70a417866fb94a8e06.html.2012年5月2號2 龔運新,胡長勝單片機實用技術教程 m北京:師范大學出版社.2005:24-353freescalesemiconductordocumentnumber:mpx41

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