单片机的压力传感器设计方案

1 单片机的压力传感器设计方案 第一章 绪 论 近年来 随着微型计算机的发展 他的应用在人们的工作和日常生活中越来越普遍 工业过程控制是计算机的一个重要应用领域 其中由单片机构成的嵌入式系统已经越来越受到人们的关注 现在可以毫不夸张的说 没有微型计算机的仪器不能称为先进的仪器 没有微型计算机的控制系统不能称其为现代控制系统的时代已经到来 压力测量对实时监测和安全生产具有重要的意义 在工业生产中 为了高效、安全生产 必须有效控制生产过程中的诸如压力、流量、温度等主要参数 由于压 力控制在生产过程中起着决定性的安全作用 因此有必要准确测量压力 为了测到不同位置的压力值 本次设计为基于单片机智能压力测量系统 通过压力传感器将需要测量的位置的压力信号转化为电信号 再经过运算放大器进行信号放大 送至 8位 A 然后将模拟信号转换成单片机可以识别的数字信号 再经单片机转换成 最后显示输出 基于单片机的智能压力检测系统 选择的单片机是基于 片机的测量与显示 将压力经过压力传感器变为电信号 再通过三运放放将电信号放大为标准信号为 0然 后进入 A/我们所采样的 A/ 位分辨率 A/D 转换芯片 其最高分辨可达 256级 可以适应一般的模拟量转换要求 其内部电源输入与参考电压的复用 使得芯片的模拟电压输入在 05芯片转换时间仅为 32 S 2 据有双数据输出可作为数据校验 以减少数据误差 转换速度快且稳定性能强 独立的芯片使能输入 使多器件挂接和处理器控制变的更加方便 通过 据输入端 可以轻易的实现通道功能的选择 正常情况下 条数据线 分别是 由于 I 端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的 所以电路设计时可以将 为了提高单片机系统 I/O 口线的利用效率 利用单片机 （ 1）向高智能高精度发展 :随着自动化生产程度的不断提高 对传感器的要求也在不断提高 必须研制出具有灵敏度高、精确度高、响应速度快、互换性好的新型传感器以确保生产自动化的可靠性 目前能生产精度在万分之一以上的 传感器的厂家为数很少 其产最也远远不能满足要求 （ 2）向高可靠性、宽温度范围发展 :传感器的可靠性直接影响到电子设备的抗干扰等性能 研制高可靠性、宽温度范围的传感器将是永久性的方向 提高温度范围历来是大课题 大部分传感器其工作范围都在一 20 70 在军用系统中要求工作温度在一 405而汽车锅炉等场合要求传感器工作在一 20200C 在冶炼、焦化等方面对传感器的温度要求更高 因此发展新兴材料 (如陶瓷 )的传感器将很有前途 （ 3）向微型化发展 :各种控制仪器设备的功能越来越人 要求各个部件体积能占位置越小越好 因而传感器本身体积也是越小越好 这就要求发展新的材料及加工技术 目前利用硅材料制作的传感器体积己经很小 如传统的加速度传感器是由重力块和弹簧等制成的 体积较大、稳定性差、寿命也短 而利用激光等各种微细加工技术制成的硅加速度传感器体积非常小、互换性可靠性都较好 （ 4）高智能化：将压力传感器和单片机联系在一起 使其能够在实际应用中能更好地实现人机互换交流 增加仪器的数字化和智能化 3 研究开发一个智能压力传感器 要实现的主要目标是： 相关的电子技术和传感器技术等 进行设计任务和功能的描述 分别进行系统的硬件设计和软件设计 软件调试和软硬件的联调 第二章 系统总体方案设计 该系统的任务是能够测量出被测物的压力并能实时显示目标压力值和保存参数 并能和上位机进行通信 并具有较强的抗干扰能力 该控制系统要求满足以下几点要求： （ 1）被测介质： 气体、液体及蒸气 （ 2）量程： 0500 3）综合精度： S （ 4）供电： 24V 12 36 （ 5）介质温度： 150 （ 6）环境温度： 85 （ 7）当压力超过一定范围是可以报警 （ 8）能实时显示目标压力值和保存参数 并能和上位机进行通信 并具有较强的抗干扰能力 1、压力传感器的选择 压力传感器是压力检测系统中的重要组成部分 由各种压力敏感元件将被测压力信号转换成容易测量的 电信号作输出 给显示仪表显示压力值 或供控制和报警使用 力学传感器的种类繁多 如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等 4 而电阻应变式传感器具有悠久的历史 由于它具有结构简单、体积小、使用方便、性能稳定、可靠、灵敏度高动态响应快、适合静态及动态测量、测量精度高等诸多优点 因此是目前应用最广泛的传感器之一 电阻应变式传感器由弹性元件和电阻应变片构成 当弹性元件感受到物理量时 其表面产生应变 粘贴在弹性元件表面的电 阻应变片的电阻值将随着弹性元件的应变而相应变化 通过测量电阻应变片的电阻值变化 可以用来测量各种参数 2、放大器的选择 被测的非电量经传感器得到的电信号幅度很小 无法进行 A/必须对这些模拟电信号进行放大处理 为使电路简单便于调试 本设计采用三运算放大器 因为在具有较大共模电压的条件下 仪表放大器能够对很微弱的差分电压信号进行放大 并且具有很高的输入阻抗 这些特性使其受到众多应用的欢迎 广泛用于测量压力和温度的应变仪电桥接口、热电耦温度检测和各种低边、高边电流检测 3、 A/目前单片机在电子产品中已得到广泛应用 许多类型的单片机内部已带有 A/但此类单片机会比无 A/我们采用一个普通的单片机加上一个 A/实现 A/这里 A/行和并行接口模式是 A/但却是应用中器件选择的一个重要指标 在同样的转换分辨率及转换速度的前提下 不同的接口方式会对电路结构及采用周期产生影响 对 A/决定 这 两个转换器都是常见的 A/D 转换器 其中 、性价比较高、芯片引脚少等特点 4、主控制器的选择 单片机是一种在线式实时控制计算机 5 在线式就是现场控制 需要的是有较强的抗干扰能力 较低的成本 这也是和离线式计算机的（比如家用 主要区别 它拥有基于复杂指令集（ 单片机内核 虽然其速度不快 12个振荡周期才执行一个单周期指令 但其端口结构为准双向并行口 可兼有外部并行总线 故使其扩展性能非常强大 51的内部硬件预设 可用特殊功能寄存器对其进行编辑 经过上述总结 本设计采用 89采用电阻应变片压力传感器采集压力信号 通过压力传感器将采集的压力信号转换成与之对应的电信号 经过 通过 89在超过压力限制时由蜂鸣器报警 图 能压力传感器原理方框图 能压力检测的原理 本次设计是以单片机组成的压力测量 系统中必须有前向通道作为电信号的输入通道 用来采集输入信息 压力的测量 需要传感器 利用传感器将压力转换成电信号后 再经放大并经 A/然后用 我们这次主要做的是 A/D 转换 单片机和显示 我们选用的 A/片机为 示为液晶显示 据硬件电路编程 6 调试出来并显示结果 第三章 压力传感系统硬件设计 应变片的工作原理 应变式压力传感器是把压力的变化转换成电阻值的变化来进行测量的 应变片是由金属导体或半导体制成的电阻体 是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件 它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一 电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种 金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种 通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上 当基体受力发生应力变化时 电阻应变片也一起产生形变 使应变片的阻值发生改变 从而使加在电阻上的电压发生变化 这种应变 片在受力时产生的阻值变化通常较小 一般这种应变片都组成应变电桥 并通过后续的仪表放大器进行放大 再传输给处理电路（通常是 A/示或执行机构 其阻值随压力所产生的应变而变化 金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象 俗称为电阻应变效应 对于金属导体 一段圆截面的导线的金属丝 设其长为 L 截面积为 A（直径为 D） 原始电阻为 R 金属导体的电阻值可用下式表示： R= L A (式中： m） m） 当金属丝受到轴向力 其电阻值会随之变化 通过对（ 两边取对数后再取全微分得 : （ 式中为材料轴向线应变 且 跟据材料力学 在金属丝单向受力状态下 有 ( 7 式中为 导体材料的泊松比 因此 有 (试验发现 金属材料电阻率的相对变化与其体的相对变化间的关系为 (式中 由一定的材料和加工方式决定 )将式 (入 ( 且当 R= 可得 (式中 k=(1+2 )+c(1为金属丝材料的应变灵敏系数 上式表明 金属材料电阻的相对变化与 其线应变成正比 这就是金属材料的应变电阻效应 电阻变化率 R/R 的表达式为： K= R/ 式中 当金属丝受外力作用时 其长度和截面积都会发生变化 从上式中可很容易看出 其电阻值即会发生改变 假如金属丝受外力作用而伸长时 其长度增加 而截面积减少 电阻值便会增大 当金属丝受外力作用而压缩时 长度减小而截面增加 电阻值则会减小 只要测出加在电阻的变化（通常是测量电阻两端的电压） 即可获得应变金属丝的应变情 阻应变片的基本结构 电阻应变片 主要由四部分组成 电阻丝是应变片敏感元件 ;基片、覆盖片起定位和保护电阻丝的作用 并使电阻丝和被测试件之间绝缘 ;引出线用以连接测量导线 8 应变片可以将应变转换为电阻的变化 为了显示于记录应变的大小 还要将电阻的变化再转换为电压或电流的变化 因此需要有专用的测量电路 通常采用直流电桥和交流电桥 由于应变片的电桥电路的输出信号一般比较微弱 所以目前大部分电阻应变式传感器的电桥输出端与直流放大器相连 如图 图 设电桥的各臂的电阻分别为 它们可以全部或部分是应变片 由于直流放大器的输入电阻比电桥电阻大的多 因此可将电桥输出端看成开路 这种电桥成为电压输出桥 输出电压 （ 由上式可见：若 2输出电压必为零 此时电桥处于平衡状态 称为平衡电桥 平衡电桥的平衡条件为： 2 应变片工作时 其电阻变化 R 此时有不平衡电压输出 （ 由式（ 明： R 时 电桥的输出电压于应变成线性关系 若相邻两桥臂的应变极性一致 即同为拉应变活压应变时 输出电压为两者之差 若不同时 则输出电压为两者之和 若相对两桥臂的极性一直 输出电压为两者之和 反之则为两者之差 电桥供电电压 输出电压 大 9 但是 当 电阻应变片通过的电流也大 若超过电阻应变片所允许通过的最大 工作电流 传感器就会出现蠕变和零漂 基于这些原因可以合理的进行温度补偿和提高传感器的测量灵敏度 由式（ 线性关系是在应变片的参数变化很小 R 的情况下得出的 若应变片承受的压力太大 则上述假设不成立 电桥的输出电压应变之间成非线性关系 在在这种情况下 用按线性关系刻度的仪表进行测量必然带来非线性误差 为了消除非线性误差 在实际应用中 常采用半桥差动或全桥差动电路 如图 以改善非线性误差和提高输出灵敏度 U U (a)半桥差动电路 （ b） 全桥差动电路 图 动电桥 图 a）为半桥差动电路 在传感器这中经常使用这种方法 粘贴应变片时 使两个应变片一个受压 一个受拉 应变符号相反 工作时将两个应变片接入电桥的相邻两臂 设电桥在初始时所示平衡的 且为等 臂电桥 考虑到 R= 得半桥差动电路的输出电压为 （ 由上式可见 半桥差动电路不仅可以消除非线性误差 而且还使电桥的输出灵敏度提高了一倍 同时还能起到温度补偿的作用 如果按图 b）所示构成全桥差动电路同样考虑到 R= （ 10 可见 全桥的电压灵敏度比单臂工作时的灵敏度提高了 4倍非线性误差也得到了消除 同时还具有温度补偿的作用 该电路也得到了广泛的应用 本次设计的放大器采用了三运放 因为它具有高共模抑制比的放大电路 它由三个集成运算放大器组成 如图 运放高共摸抑制比放大电路 其中 主要指输入阻抗 共模抑制比和增益 )的同相输入通用集成运算放大器 构成平衡对称差动放大输入级 输出级 用来进一步抑制 共模信号 并适应接地负载的需要 由于每个放大器求和点的电压等于施加在各自正输入端的电压 因此 整个差分输入电压现在都呈现在 因为输入电压经过放大后（在 差分电压呈现在 6 这三只电阻上 所以差分增益可以通过仅改变 行调整 如果 1 (1 2G)（ 1） 由于 端的电压等于 以流过 电流等于 G 因此输入信 号将通过 得增益并得到放大 然而须注意的是对加到放大器输入端的共模电压在 端具有相同的电位 从而不会在 由于没有电流流过 就无电流流过 放大器 作为单位增益跟随器而工作 因此 共模信号将以单位增益通过输入缓冲器 而差分电压将按 1（ 2 G）的增益系数被放大 这也就意味着该电路的共模抑制比相比与原来的差分电路增大了 1（ 2 G）倍 在理论上表明 11 得到所要求的前端增益（由 而不增加共模增益和误差 即 差分信号将按增益成比例增加 而共模误差则不然 所以比率增益（差分输入电压） /（共模误差电压）将增大 因此 这是一个非常有用的特性 最后 由于结构上的对称性 输入放大器的共模误差 如果它们跟踪 将被输出级的减法器消除 这包括诸如共模抑制随频率变换的误差 、双通道 A/由于它体积小 兼容性强 性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎 其目前已经有很高的普及率 8位分辨率 A/D 转换芯片 其最高分辨可达 256级 可以适应一般的模拟量转换要求 其内部电源输入与参考电压的复用 使得芯片的模拟电压输入在 05芯片转换时间仅为 32 S 据有双数据输出可作为数据校验 以减少数据误差 转换速度快且稳定性能强 独立 的芯片使能输入 使多器件挂接和处理器控制变得更加方便 通过 据输入端 可以轻易的实现通道功能的选择 有关引脚说明如下： ? 选使能 低电平芯片使能 12 ? 拟输入通道 0 或作为 ? 拟输入通道 1 或作为 ? 片参考 0电位（地） ? 据信号输入 选择通道控制 ? 据信号输出 转换数据输出 ? 片时钟输入 ? 源输入及参考电压输入（复用） 正常情况下 单片机的接口应为 4条数据线 分别是 的结构示意图如图 图 置位说明 模拟通道的选择及单端输入和差分输入的选择 都取决于输入时序的配置位 当差输入时 要分配输入通道的极性 两个输入通道的任何一个通道都可作为正极或负极 输入格式 配置位 选择通道号 分 L 13 L + - L H + - 单端 H L + - H H + - 表 表中 +表示输入通道的端点为正极性； -表示输入端点为负极性 表示高、低电平 输入配置位时 高位（ 前 低位（ 在后 作时序图 当 选中 在时钟的上升沿 的数据移入 部的多路地址移位寄存器 在第一个时钟期间 表示启动位 紧接着输入两位配置位 当输入启动位和配置位后 选通输入模拟通道 转换开始 转换开始后 经过一个时钟周期延接着在第一个时钟周期 延迟 以使选定的通道稳定 个时钟下降沿输出转换数据 14 数据输出时先输出最高位（ 出完转换结果后 又以最低位开始重新遍数据（ 两次发送的最低位共用 当片选 内部所有寄存器清 输出变为高阻态 如果要再进行一次模 数转换 片选 必须再次从高向低跳变 后面再输入启动位和配置位 图 片机对 图 正常情况下 机的接口应为 4条数据线 分别是 由于 I 端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的 所以电路设计时可以将 当 此时芯片禁用 O/当要进行 A/须先将 此时芯片开始转换工作 同时由处理器向芯片时钟输入端 在第 1个时钟脉冲的下沉之前 必须是高电平 表示启始信号 在第 2、 3个脉冲下沉之前 位数据用于选择通道功能 其功能项见表 15 0 1 1 0 + - 1 1 - + 表 如表 当此 2位数据为 1、 0时 只对 当 2位数据为 1、 1时 只对 当 2位数据为 0、 0时 将 N+ 当 2位数据 为 0、 1时 将 N+进行输入 到第 3个脉冲的下沉之后 的输入电平就失去输入作用 此后 O 进行转换数据的读取 从第 4个脉冲下沉开始由 后每一个脉冲下沉 直到第 11个脉冲时发出最低位数据 个字节的数据输出完成 也正是从此位开始输出下一个相反字节的数据 即从第 11个字节的下沉输出 后输出 8位数据 到第 19 个脉冲时数据输出完成 也标志着一次 A/D 转换的结束 最后将 直接将转换后的数据进行处理就可以了 作为单通道模拟信号输入时 输入电压是 05V 且 8 果作为由 可是将电压值设定在某一个较大范围之内 从而提高转换的宽度 16 在进行 如果 N+的电压则转换后的数据结果始终为 00H 片机 随着电子技术的发展 单片机的功能 将更加完善 因而单片机的应用将更加普及 它们将在智能化仪器、家电产品、工业过程控制等方面得到更广泛的应用 单片机将是智能化仪器和中、小型控制系统中应用最多的有种微型计算机 K 字节闪烁可编程可擦除只读存储（ 低电压 高性能 俗称单片机 单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除 100次 该器件采用 储器制造技术制造 与工业标准的 令集和输出管脚相兼容 由于将多功能 8位 如图 图 1、与 容 2、 4 3、寿命： 1000写 /擦循环 17 4、数据保留时间： 10年 5、全静态工作： 0 6、三级程序存储器锁定 7、 128*8位内部 8、 32可编程 I/9、两个 16位定时器 /计数器 10、 5个中断源 11、可编程串行通道 12、低功耗的闲置和掉电模式 13、片内振荡器和时钟电路 电电压 地 ： 位漏级开路双向 I/每脚可吸收 8当 时 被定义为高阻输入 它可以被定义为数据 /地址的第八位 在 作为原码输入口 当 此时 部必须被拉高 ： 位双向 I/ 后 被内部上拉为高 可用作输入 将输出电流 这是由于内部上拉的缘故 在 ： 位双向 I/O 口 输出 4个 当 1时 其管脚被内部上拉电阻拉高 且作为输入 并因此作为输入时 将输出电流 这是由于内部上拉的缘故 18 6 位地址外部数据存储器进行存取时 在给出地址 1时 它利用内部上拉优势 当对外部八位地址数据存储器进行读写时 ： 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口 可接收输出 4个 当 1后 它们被内部上拉为高电平 并用作输入 作为输入 由于外 部下拉为低电平 是由于上拉的缘故 也可作为 一些特殊功能口： 管脚 备选功能 行输入口） 行输出口） 部中断 0） 部中断 1） 0（记时器 0外部输入） 1（记时器 1外部输入） 部数据存储器写选通） 部数据存储器读选通） 同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制 信号 位输入 当振荡器复位器件时 要保持 访问外部存储器时 地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节 在 此引脚用于输入编程脉冲 在平时 此频率为振荡器频率的 1/6 因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的 然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时 将跳过一个 如想禁止 19 此时 另外 该引脚被略微拉高 如果微处理器在外部执行状态 置位无效 /部程序存储器的选通信号 在由外部程序存储器取指期间 每个机器周期两次 /但在访问外部数据存储器时 这两次有效的 /：当 /则在此期间外部程序存储器（ 0000 不管是否有内部程序存储器 注意加密方式 1时 / /此间内部程序存储器 在 此引脚也用于施加 12（ 向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入 自反向振荡器的输出 该反向放大器可以配置为片内振荡器 石晶振荡和陶瓷振荡均可采用 如采用外部时钟源驱动器件 有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器 因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求 但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度 整个 的控制信号组合 并保持 0完成 在芯片擦操作中 20 代码阵列全被写 1且在任何非空存储字节被重复编程以前 该操作必须被执行 此外 可以在低到零频率的条件下静态逻辑 支持两种软件可选的掉电模式 在闲置模式下 但 时器 计数器 串口和中断系统仍在工作 在掉电模式下 保存 禁止所用其他芯片功能 直到下一个硬件复位为止 液晶屏 本次设计是利用 89片机串行口和一个 现压力测量数据的显示 液晶显示器（ 有功耗低、体积小、质量轻、功耗小的特点 这类液晶模块不仅可以显示数字、字符 还可以显示各种图形符号以及少量自定义符号 并且可以实现屏幕的上下左右滚动、文字的闪烁等功能；人机界面友好 使用操作也更加灵活、方便 使其日益成为各种仪器仪表等设备的首选 液晶显示的原理是利用液晶的物理特性 通过电压对其显示区域进行控制 有电就有显示 这样即可以显示出图形 液晶显示器具有厚度薄、适用于大规模集成电路直接驱动、易于实现全彩色显示的特点 目前已经被广泛应用在便携式电脑、数字摄像机、 动通信工具等众多领域 液晶显示的分类方法有很多种 通常可按其显示方式分为段式、字符式、点阵式等 除了黑白显示外 液晶显示器还有多灰度有彩色显示等 如果根据驱动方式来分 可以分为静态驱动（ 单纯矩阵驱动（ 主动矩阵驱动（ 种 21 用 因为一个字符由 6 8 或 8 8 点阵组成 既要找到和显示屏幕 上某几个位置对应的显示 字节 还要使每字节的不同位为 1 其它的为 0 为 1的点亮 为 0的不亮 这样一来就组成某个字符 但由于内带字符发生器的控制器来说 显示字符就比较简单了 可以让控制器工作在文本方式 根据在 设立光标 在此送上该字符对应的代码即可 编号 符号 引脚说明 编号 符号 引脚说明 1 源地 8 据 2 源正极 9 据 3 晶显示 偏压 10 据 22 4 据 /命令选择 11 据 5 R/W 读 /写选择 12 据 6 E 使能信号 13 据 7 据 14 据 表 脚接口说明表 4脚接口 各引脚接口说明如表 第 1脚： 第 2脚： 第 3脚： 液晶显示器对比度调整端 接正电源时对比度最弱 接地时对比度最高 对比度过高时会产生 鬼影 使用时可以通过一个 10第 4脚： 寄存器选择 高电平时选择数据寄存器、低电平时选指令寄存器 第 5脚： R/高电平时进行读操作 低电平时进行写操作 23 当 ： 当 液晶模块执行命令 第 7 14脚： 8位双向数据线 警模块 本设计报警模块的采用的是蜂鸣器和一个三极管组成 当 压力超出设计的范围时 单片机会给一个高电平 蜂鸣器发出声音进行警报 同时液晶屏上作出提示 当压力在正常范围内时 单片机输出信号为低电平 蜂鸣器不工作 蜂鸣器与单片机连接如图 四章 软件设计 件编程 软件是真个系统的重要责成部分 数据的输入输出 数据的处理等功能都通过软件来完成 所以是整个系统正常可靠运行的重要前提 本设计采用 对系统的智能功能进行设计 它既具有高级语言的特点 又具有汇编语言的特点 大、中、小及微型机上 它可以作为工作系统设计语言 编写系统应用程序 也可以作为应用程序设计语言 编写不依赖计算机硬件的应用程序 它的应用范围广泛 24 具备很强的数据处理能力 不仅仅是在软件开发上 而且各类科研都需要用到 适于编写系统软件 三维 二维图形和动画 这次设计软件是由主程序和一个个子程序模块组成 这样方便编写和运行整理 软件的主要部分由主程序、 示子程序、中断和延时子程序等组成 统的主程序 流程图如下图 4.1 ; ; 65536256; 65536256; ; ; ) ; if(28)/报警数值 ; ; ; 96* 0) 0); 0) 25 ; if(3) ; ); if(1) );/P); I); C); 3); 0); 0); 1); -); -); C5+0 C3+0 C2+0 .); C1+0 P); a); );/A); l); a); r); m); ); S); t); a); t); u); s); 26 -); -); O); N); if(2) );/ 主程序流程图 4.1 P); r); e); s); s); u); r); e); ); i); s); ); O); K); ); ); );/M); a); d); e); ); B); Y); ); y); u); a); n); s); h); 27 u); o); ); ；串行方式所用芯片引脚少 封装小 但需要软件处理才 能得到所需要的数据 可是单片机 I/使用串行器件可以节省 I/O 资源 可支持两个单端输入通道和一个差分输入通道 相同功能的器件还有 不同的是它们的输入通道数量不同 它们的通道选择和配置都是通过软件设置 单片机串行工作方式时 串行口是作为同步移位寄存器使用 这时以 而由 单片机串行口方式 0 与 单片机 S 832的 0832的 置位的发送端以及 A/由于 3个周期内 转换开始后 因此 400片机晶振可选用 428 在 42 =333. 3合要求 行数据共 15位 由两段 8位数据组成 前一段是最高位在先 后一段是最高在后 两段数据的最低位共用 只有在时钟的下降沿 由单片机控制时钟信号的发送 并由 以达到控制 为了得到一列完整的 8位数据 单片机分两次采集含有不同位的数据 再合成一列完整的 8 位数据 处理器的控制命令通过 如下流程图所示 当模拟信号输入开始后 首先是 有效 这时是低电平有效 如果片选是高电平时停止转换 当时钟信号有效时输入通道的控制字来确定所选择的通道 读取数据后 就开始将模拟量转换位数字量 A/单 片机读取数值 如果没转换完 又回到使能开始 据读取程序流程 29 液晶显示模块是一个慢显示器件 所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志 为低电平 表示不忙 否则此指令失效 要显示字符时要先输入显示字符地址 也就是告诉模块在哪里显示字符 图 图 在对液晶模块的初始化中要先设置其显示模式 在液晶模块显示字符时光标是自动右移的 无需人工干预 每次输入指令前都要判断液晶模块是否处于忙的状态 1602液晶模块内部的字符发生存储器（ 经存储了 160个不同的点阵字符图形 如图 10这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等 每一个字符都 有一个固定的代码 比如大写的英文字母 A的代码是 01000001（ 41H） 显示时模块把地址 41我们就能看到字母 A 如表 0110001 00111001 数字 1 9 01000001 01001111 字母 A O 01010001 01011010 01011111 字母 Q Z ￥ - 01100001 01101111 字母 a o 01110001 01111010 字母 q z 表 符代码与图形对应表 30 般初始化（复位）过程 延时 15指令