基于51单片机压力检测课程设计报告书

1、单片机原理与接口技术 课程设计 成绩评定表 设计课题 基于 89c51 的自身断电保护系统设计 学院名称 ：电气工程学院专业班级 ：自动 1002学生 ： 秦凯新 学 号 ： 7指导教师 ：设计地点 ：设计时间 ：王黎 臧海河 周刚31-505指导教师意见：成绩:签名：年月日2012-12-17 2012-12-28单片机原理与接口技术课程设计课程设计名称： 基于 89c52 的压力监测系统设计专 业 班 级 ：自 动1002学 生 姓 名 ：秦凯新学 号 ： 7指 导 教 师 ： 王黎 臧海河 周刚课程设计地点： 31-505 课程设计时间：2012-12-17 2012-12-28单片机原

2、理与接口技术 课程设计任务书学生秦凯新专业班级自动1002学号7题目基于 89c52 的压力监测系统设计课题性质工程设计 课题来源 自拟指导教师王黎、臧海河、周刚主要容（参数）89C52的压力检测保护系统可以实现以下功能：1. 实现开机后自动恢复供电；2压力超过上限值或下限制会自动报警；3采用电流互感，采集电路电流来控制继电器常闭点的断开和闭合从而控 制回路断开和闭合；4采用声光报警，使用者可以及时发现和处理电路事故。任务要求（进度）第 1-2 天：熟悉课程设计任务及要求，查阅技术资料，确定设计方案。第 3-4 天：按照确定的方案设计单元电路。要求画出单元电路图，元件及 元件参数选择要有依据，

3、各单元电路的设计要有详细论述。第 5-6 天：软件设计，编写程序。第 7-8 天：实验室调试。第 9-10 天：撰写课程设计报告。要求容完整、图表清晰、文理流畅、格式 规、方案合理、设计正确，篇幅合理。主要参考资料1 迎新单片微型计算机原理、应用及接口技术（第 2 版） M 北京：国 防工业， 20042 伟福 LAB6000系列单片机仿真实验系统使用说明书3 阎石数字电路技术基础（第五版） 北京：高等教育， 20064 单片机开发板的原理图及系统。审查意见系（教研室） 主任签字： 年 月 日目录1 引言 62 总体方案设计 62.1 硬件组成 62.2 方案论证 62.3 总体方案 73 硬

4、件电路设计 93.1 时钟电路 93.2 复位电路 103.3 AD 简介与原理分析 103.4 声光报警接口电路 153.5 显示及键盘接口电路 153.7 电源电路 24 系统软件设计 34.1 主程序设计 34.3 部分主要子程序的设计 65 系统调试与总结 65.1 系统功能测试 65.2 技术指标测试 66 心得体会 76.1 为何不采用 8255 了？ 76.2 为何不采用 A/D0809? 76.3 在帮助同学的过程中我学到了什么？ 76.4 在 单 片 机 领 域 我 的 规 划 7参考文献 8附录 A 系统原理图 9附录 B 源程序 101 引言压力监测普遍用于工业领域，并对

5、国家的发展产生了深厚的影响， 小到体重计，大到工业中反应炉的气压声电报警。甚至航空航天，智能仪表。以 及机器人。 本设计就是工业中最普遍的气压监测报警系统。 所以，这个系统采用 自动检测反应炉中的压力大小，通过传感器，并实时进行在液晶 1602 上进行显 示，还有在液晶上进行参考上限电压值的设置和参考下限电压值的的设置。 并通 过在单片机部进行比较计算，来实现整个压力监测系统的声光电报警。本系统的设计基于 A/D0804 芯片和 AT89C52单片机，并采用液晶 1602 作为显示输出， 系统虽小却包含了工业要求的各个方面， 作为声电报警模块， 主 要用到蜂鸣器和发光二极管。 当监测压力低于下

6、限值和高于上限值就会进行声光 报警。此次系统设计就是针对工业的反应炉的压力监测， 甚至可做体重计到最小 的方面。本设计纯为个人设计。程序也在开发板验证成功，如有任何疑问，都可通过 实验调试验证。2 总体方案设计2.1 硬件组成1. 控制器。控制器是系统的核心部分，可以用工业计算机 PLC、或者单片机。2.字量输出，A /D 转换器。 A/D 转换器可以把测得的模拟量转换成数 可以直接读取。3.安全保障。继电器。继电器在电路中起到断电保护作用，是系统的 其种类很多，有电流继电器、电压及电器、速度继电器等等。4.5.键盘。通过键盘可以设置限制电流大小。液晶显显示。液晶可以显示设置电流以及实时电流值

7、大小。2.2 方案论证1.控制器控制器选择 STC 89C51RC 40C单片机来控制温度的测量显示。目前国外使用较多的微控制器是以 51核扩展出的单片机， 51单片机的使用 已经发展到很高的一个层次，编程多以 C 语言为主，操作简单，用途广泛，易于 控制。下面通过标号 STC 89C51RC 40C的解释来对该单片机进行详细的介绍： STC：前缀，表示芯片为 STC公司生产的产品。8：表示该芯片为 8051 核芯片9：表示部含 Flash EEPROM存储器。C：表示该器件为 CMOS产品， CMOS常指保存计算机基本启动信息的 芯片，可由主板的电池供电，即使系统掉电，信息也不会丢失。 5：

8、固定不变1：表示该芯片部程序存储空间的大小， 1为 4KB,2为 8KB,3为12KB等， 程序空间的大小决定了一个芯片所能装入的执行代码的多少。RC：表示 STC单片机部 RAM（随机读写存储器）为 512KB。40：表示该芯片外部晶振最高可接入 40MHz。C:产品级别，表示该芯片使用温度围， C表示商业级，温度围为 0 度-+70 度。该单片机的存储器相对设计任务来说， 对程序代码的储存足够了， 所以无 需再加外围的扩展存储器。2.A/D 转换器模数转换器是该电路中的重要组成部分，其工作效率直影响到系统的效率。 ADC0809转换器模拟输入电压围 0 +5V，不需零点 和满刻度校准，而且

9、能耗低，工作温度围宽，所以可以作为该系统的转换 器。2.3 总体方案按照上述方案论证的结果， 首先通过键盘设定电流值， 然后检测电流值， 转 换成数字量通过数码管显示出来。 当电流过大时继电器动作， 切断电路， 保护用 电器。如图 2.1 所示。图 2.1 总体方案框图开始默认液晶显图 2.2 系统流程图3 硬件电路设计3.1 时钟电路单片机片有一个高增益的反相放大器，反相放大器的输入端为XTAL1，输出端为 XTAL2，由该放大器构成的振荡电路和时钟电路一起构成了单片机的时钟 方式。在部方式时钟电路中， 必须在 XTAL1和 XTAL2引脚两端跨接石英晶体振荡 器和两个微调电容构成振荡电路，

10、通常 C1和C2一般取 30pF，晶振的频率取值 在 1.2MHz12MHz之间。对于外接时钟电路，要求 XTAL1接地， XTAL2脚接外部 时钟，对于外部时钟信号并无特殊要求， 只要保证一定的脉冲宽度， 时钟频率低 于 12MHz即可。晶体振荡器的振荡信号从 XTAL2端送入部时钟电路， 它将该振荡 信号二分频，产生一个两相时钟信号 P1和 P2供单片机使用。时钟信号的周期称 为状态时间 S，它是振荡周期的 2 倍，P1 信号在每个状态的前半周期有效， 在每 个状态的后半周期 P2信号有效。 CPU就是以两相时钟 P1和 P2为基本节拍协调 单片机各部分有效工作。如图 3.1 所示。C3C

11、430pF30pFX1U119XTAL112MHz18XTAL229303112345678RSTPSENALE EAP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD393837363534333221222

12、324252627281011121314151617AT89C51图 3.1 单片机时钟电路3.2 复位电路在上电或复位过程中， 控制 CPU的复位状态：这段时间让 CPU保持复位状态，以使 CPU及系统各部件而不是一上电或刚复位完毕就工作，防止 CPU发出错误的指令、执行错误操作，也可以提高电磁兼容性能。 单片机在启动时都需要复位，处于确定的初始状态， 并从初态开始工作。 单片机系统的复位方式有： 手动按钮复位和上电复位。复位方式有手动复位、上电复位和积分型复位。如图3.2 所示。U119XTAL1P0.0/AD03918XTAL2P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD338R51

13、0kR7220C2P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD610uF293031RSTP0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A1032PSEN ALE EAP2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P1.0P1.1P3.0/RXDP3.1/TXDP1.2P3.2/INT0P1.3P1.4P1.5P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P1.6P3.6/WRP1.7P3.7/RD212223242527281011121314151617AT89C51图 3.2 复位电路3.3 AD 简介与原理分析模拟/ 数字转换就是我们通常所说

14、的 A/D 转换，它将输入的模拟信号 （ 如电压 ） 转换成控制芯片 （ 如单片机， ARM）所能识别的二进制形式，然后经过运 算，既可以还原出输入模拟信号的值。A/D 转换是一种非常重要的技术手段， 是单片机等控制芯片与外界信号的接口部分，如图 3.3 所示（如声音， 血糖浓度，温度）图 3.3外界信号 ：外界信号的围十分广泛，自然界的一切信号，比如声音， 温度甚至是血糖浓度等都可以规类为外界信号。传感器： 因为大多数外界信号都不是电信号，因此需要通过各种传感 器将这些外界信号转换成电信号， 例如：通过热电耦可以将温度转换成一个电压 值。模拟电路： 设计模拟电路的原因主要有以下两点 1由于外

15、界信号的复杂性，使得传感器直接输出的电信号可能会存在一些 问题（如不稳定），这些不稳定信号如果直接送到 A/D 芯片进行采样，则最终结 果可能使得最后的显示值来回乱跳， 而无法确定待测的外界信号到底是多少。 因 此，可能需要设计一套模拟电路对传感器输出的不稳定电信号进行滤波等处理， 去除干扰，使得进入 A/D 转换芯片的电压值为一个稳定的信号。2每一个 A/D 转换芯片都有一个参考电压，只有输入的模拟电压值在这个 参考电压的围才能进行正确的转换， 例如：本试验将 ADC0804芯片的参考电压设 置成 0V5V，因此如果输入的电压值大于 5V，则转换出的结果永远为 0xFF, 若 输入的电压值小

16、于 0V, 则转换出的结果永远为 0，这样便无法正确的还原出被测 信号的大小。基于上述原因， 我们可能需要设计一套模拟电路， 传感器的输出电 压值进行一些变换（放大，缩小） ，使得送到 A/D 转换芯片的电压值在转换芯片 的参考电压围。A/D 转换芯片：即模拟/ 数字转换芯片，它将输入的模拟电压信号转换成单片机等控制处理器能够识别的数字二进制形式。处理器芯片： 处理器芯片有很多中（比如 51 单片机， ARM或者是 PC 上的奔腾处理器， AMD处理器）这些处理器虽然架构不一样，但是有个共同的特 点，就是它们能够运行程序， 因此它们能通过程序对 A/D 芯片送入的二进制形式 的电压值进行处理，

17、 通过运算将其还原成待测的外界信号值， 控制显示部件 （如 LCD，八段数码管）将这个值显示出来。 例如：假如 ADC0804输出的二进制值 0x80, 则根据 A/D 转 换 公式可以 推 出 ADC0804的 输入电压 大小为 （0x80/0x100）*5V=2.5V 。假设信号经过模拟电路缩小了 8 倍，则可以推出传感器 的输出电压为 2.5V*8=20V, 再根据传感器的转换公式（一般手册会给出）即可得 到输入的外界信号的值。显示： 显示的作用是将计算出的待测外界信号的值展示给测量人员，显 示的形式有很多种，如 LCD，八段数码管 , 上位机软件等。通过上面的介绍，大家一定对这种基于

18、A/D 芯片的嵌入式设计模式 有了一个大致的了解， 其实现时中很多应用都是遵循了这种设计模式， 比如常用 的数字万用表，数字温度测量仪，血糖测量仪等。本试验也遵循了这种设计模式， 只不过它省略了传感器和模拟电路部分， 首先通过滑动变阻器调节输入到 ADC0804芯片的电压值 （ADC0804芯片的参考电 压调节成 0V5V, 而滑动变阻器产生的电压围也为 0V 5V，因此没有必要设计额 外的模拟电路），然后通过 51 单片机进行运算处理得到这个输入电压值， 最后再 控制八段数码管将这个电压值显示出来， 实际上是实现了一个简易的数字电压测 量表。如图 3.4 所示。图3.4图3.5 ADC080

19、4规格及引脚分配图本试验采用的 A/D芯片为ADC080，4 它是CMOS8 位单通道逐次渐近型的模 / 数转换器，其规格及引脚图如图 3.5 所示，根据手册我们可以得到各个引脚的大 致功能如上：/CS：芯片片选信号，低电平有效，即 /CS=0, 该芯片才能正常工作，在外 接多个 ADC0804芯片时，该信号可以作为选择地址使用，通过不同的地址信号使 能不同的 ADC080芯4 片，从而可以实现多个 ADC通道的分时复用。/WR:启动 ADC0804进行 ADC采样，该信号低电平有效， 即/WR信号由高电平 变成低电平时，触发一次 ADC转换。/RD: 低电平有效，即/RD=0时，可以通过数据

20、端口 DB0DB7读出本次的采 样结果。UIN（+）和UIN（- ）：模拟电压输入端，模拟电压输入接 UIN（+）端，UIN （- ）端接地。双边输入时 UIN（+）、UIN（- ）分别接模拟电压信号的正端和负端。 当输入的模拟电压信号存在“零点漂移电压”时，可在 UIN（- ）接一等值的零点 补偿电压，变换时将自动从 UIN（+）中减去这一电压。VREF/2：参考电压接入引脚， 该引脚可外接电压也可悬空， 若外界电压， 则 ADC的参考电压为该外界电压的两倍，如不外接，则 Vref 与Vcc共用电源电压， 此时 ADC的参考电压即为电源电压 Vcc的值。CLKR和CLKIN：外接 RC电路产

21、生模数转换器所需的时钟信号， 时钟频率 CLK = 1/1.1RC ，一般要求频率围 100KHz 1.28MHz。AGND和DGN：D 分别接模拟地和数字地。/INT: 中断请求信号输出引脚， 该引脚低电平有效， 当一次 A/D转换完成后，将引起 /INT=0 ，实际应用时，该引脚应与微处理器的外部中断输入引脚 相连（如 51单片机的INT0,INT1脚），当产生 /INT信号有效时，还需等待 /RD=0才 能正确读出 A/D转换结果，若 ADC080单4 独使用，则可以将 /INT 引脚悬空。DB0DB：7 输出 A/D转换后的 8位二进制结果。AD外围电路图中 Vin（+） 接电位器的中

22、间滑动端， Vin（-） 接地，因为这两 端可以输入差分电压，即它可以测量这两端之间的电压，此时，Vin （- ）即为ADC0804的模拟输入电压。 Vin （+）与电位器之间串联一个 10欧电阻，目的是限 制电流。防止电流过大而烧坏芯片。如图 3.6 所示。U1XTAL118XTAL2RSTU3R210kcs1rd2w3r45810919R310k39383736P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3 35P0.4/AD4 3354P0.5/AD5 34P0.6/AD6P0.7/AD73332C4 100pF67CSVCCRDDB0(LSB)WRDB1CLK IND

23、B2INTRDB3A GNDDB4D GNDDB5VREF/2DB6CLK RDB7(MSB)VIN+VIN-ADC080431201811721631541451361271182930PSENALEEAP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C51R810kR410kP2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A152122232425262728P3.0/RXD1011P3.1/TXDP3.2/INTP3.3/INTP3.4/T0P3.5/T1P3.6/WR 17P3.7/RD 17

24、/IINNTT0111143214151617图3.6 AD 外围设计原理图3.4 声光报警接口电路采用声光报警装置有一下几大优点，1. 在远距离是可以可以通过声音及时通知2. 在近距离可以通过视听觉做出反应3. 在嘈杂的环境中可以通过视觉通知4. 两种器件配合更加安全可靠 具体外围电路如 3.7 所示。U1XTAL118XTAL2RSTP0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD73938373635343332293031PSEN ALE EAP2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.

25、4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A152122232425262278 R62812345678P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD101112 cs13141516 wr17 rd10krwR8D1AT89C511kR2LED-RED1kMPSA551kQ1LS1SPEAKER图3.7 声光报警装置3.5 显示及键盘接口电路在日常生活中，我们对液晶显示器并不陌生。液晶显示模块已作为很多电子 产品的通过器件， 如在计算器、

26、万用表、电子表及很多家用电子产品中都可以看 到，显示的主要是数字、专用符号和图形。在单片机的人机交流界面中，一般的 输出方式有以下几种：发光管、 LED数码管、液晶显示器。发光管和 LED数码管 比较常用，软硬件都比较简单， 在单片机系统中应用晶液显示器作为输出器件 有以下几个优点：显示质量高由于液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，恒 定发光，而不像阴极射线管显示器（ CRT）那样需要不断刷新新亮点。因此，液 晶显示器画质高且不会闪烁。数字式接口液晶显示器都是数字式的，和单片机系统的接口更加简单可靠，操作更 加方便。体积小、重量轻液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态

27、来达到显示的目的， 在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻得多。功耗低相对而言， 液晶显示器的功耗主要消耗在其部的电极和驱动 IC 上，因而 耗电量比其它显示器要少得多。液晶显示简介 液晶显示原理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、 PDA移动通信工具等众多领域。 液晶显示器的分类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

28、有彩色显示等。 如果根据驱 动方式来分，可以分为静态驱动（ Static ）、单纯矩阵驱动（ Simple Matrix ） 和主动矩阵驱动（ Active Matrix ）三种。 液晶显示器各种图形的显示原理 :线段的显示点阵图形式液晶由 MN个显示单元组成，假设 LCD显示屏有 64 行，每 行有 128 列，每 8 列对应 1 字节的 8 位，即每行由 16 字节，共 168=128 个点 组成，屏上 6416 个显示单元与显示 RAM区 1024字节相对应， 每一字节的容和 显示屏上相应位置的亮暗对应。 例如屏的第一行的亮暗由 RAM区的 000H 00FH 的 16 字节的容决定，当

29、（ 000H） =FFH时，则屏幕的左上角显示一条短亮线，长 度为 8个点；当（ 3FFH）=FFH时，则屏幕的右下角显示一条短亮线；当（ 000H） =FFH，（ 001H） =00H，（ 002H） =00H，（ 00EH）=00H，（ 00FH） =00H时， 则在屏幕的顶部显示一条由 8段亮线和 8条暗线组成的虚线。这就是 LCD显示的 基本原理。字符的显示用 LCD显示一个字符时比较复杂，因为一个字符由 68或 88点阵组 成，既要找到和显示屏幕上某几个位置对应的显示 RAM区的 8 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

30、 来就组成某个字符。但由于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 LCD上开始显示的行列号及每行的列数找 出显示 RAM对应的地址，设立光标，在此送上该字符对应的代码即可。1602LCD主要技术参数：显示容量 :16 2个字符芯片工作电压 :4.5 5.5V工作电流 :2.0mA(5.0V)模块最佳工作电压 :5.0V字符尺寸 :2.95 4.35（WH）mm引脚功能说明1602LCD采用标准的 14脚（无背光）或 16 脚（带背光）接口，各引脚接口说明如表 1 所示 :号编号符引脚说明号号符引脚说明1V电源地9D数据SS22V电源正极D数据D

31、D033V液晶显示D数据L偏压144R数据/ 命令D数据S选择255R读/ 写选择D数据/W366E使能信号D数据477D数据B背光源正极05LA8 D1数据6LKB 背光源负极表 1 ：引脚接口说明表第 1 脚： VSS为地电源。第 2 脚： VDD接 5V 正电源。第 3 脚：VL 为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 10K 的电位 器调整对比度。第 4 脚： RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指 令寄存器。第 5 脚： R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操 作。当

32、RS和 R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当 RS为低电平 R/W为高电平时可以读忙信号，当 RS为高电平 R/W为低电平时可以写入数据。第 6 脚：E 端为使能端，当 E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执 行命令。第 714 脚：D0D7为 8 位双向数据线。第 15 脚：背光源正极。第 16 脚：背光源负极。1602LCD的指令说明及时序1602液晶模块部的控制器共有 11条控制指令，如表 2 所示：序 指令号S/W765432101 清显示2 光标返回置输入模式3/D显示开 / 关控4制光标或字符移5位/C/L置功能6L置字符发生存7 贮器地址字符发生存贮器地址置数据存贮器

33、8地址显示数据存贮器地址读忙标志或地9址F计数器地址01 写数到 CGRAM 或 DDRA)M要写的数据容11从 CGRAM或DDRAM读数读出的数据容表二与 HD44780相兼容的芯片时序表如表 3 所示：读输RS=L， R/W=H， E=H输D0 D7=状态入出状态字写指令入输RS=L，R/W=L，D0 D7=指令码，E=高脉冲出输无读数据入输RS=H， R/W=H， E=H出输D0 D7=数据写数据入输RS=H， R/W=L， D0 D7=数据，E=高脉冲出输无表三1602LCD的 RAM地址映射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

34、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，表四是 1602 的部显示地址。表四 1602LCD 部显示地址例如第二行第一个字符的地址是 40H，那么是否直接写入 40H就可以将 光标定位在第二行第一个字符的位置呢？这样不行， 因为写入显示地址时要求最 高位 D7恒定为高电平 1 所以实际写入的数据应该是 01000000B（40H） +10000000B（80H）=11000000B（C0H。）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。1

35、602LCD的一般初始化（复位）过程延时 15mS写指令 38H（不检测忙信号）延时 5mS写指令 38H（不检测忙信号延时 5mS写指令 38H（不检测忙信号）以后每次写指令、读 / 写数据操作均需要检测忙信号写指令 38H：显示模式设置写指令 08H：显示关闭写指令 01H：显示清屏写指令 06H：显示光标移动设置写指令 0CH：显示开及光标不闪烁1) 显示器接口电路如图 3.8 所示LCD1LM016L1918U1XTAL1XTAL2RSTP0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD77D6D5D4D3D2

36、D1D0DEWR SR EEV DDV SSV6 ne5 wr4 sr92cL81cL70cL417cL316cL215cL114cL013cL29PSEN ALE EAP2.0/A8P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A151238P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD1011121314 en15 rs1617AT89C51图 3.8 显示器接口电路图2)键盘接口

37、电路如图 3.9 所示191829303112345678U1XTAL1XTAL2RSTPSEN ALE EAP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C51P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T 0P3.5/T 1P3.6/WRP3.7/RD3938373635343332

38、21222324252627281011121314151617wrrd图 3.9 键盘接口电路3.7 电源电路系统中使用的直流电源共有以下几组： +5VDC：供 MCU及其外围电路、显示器与键盘接口电路的电源。 12VDC：供放大电路、 V/F 转换电路等模拟电路电源， 其中传感器的 供桥电压 +5VDC通过把 +12VDC变换为 +5VDC提供。 +12VDC：考虑到继电器通断时会产生干扰， 输出控制电路使用一组独 立的电源，以和模拟电路隔离。系统的供电电源是三相三线制交流电，线电压为 380VAC，系统中使用的 交流接触器的线圈额定电压为 220VAC，因此，需要使用一个电源变压器把 3

39、80V 的交流电变为 220V的交流电。 CJX2-1210吸合时的线圈功率为 70VA，保持时的线 圈功率为 8VA，考虑到系统的直流电源也需要通过 220VAC供给，因此，把 380VAC 变为 220VAC的变压器容量确定为 150VA。稳压电路采用集成的三端稳压器，价格便宜，使用方便，部带有完善的保护电路。电源电路如图 3.10 所示1V52/FU02513/FUVin D Vout NG+5V1041043RS3075T02VA4V53/FU002RS307Vin D Vout N G+12V1041047912DNGVin Vout7812 VVin VoutDNG104104-1

40、2V+12V104SG图 3.10 电源电路4 系统软件设计系统软件分为主程序、中断服务程序和子程序三部分。4.1 主程序设计 主程序是系统上电或复位后首先要执行的程序，主程序主要完成系统的 初始化、扫1描显示、扫描键盘， AD转换等工作。 2 主程序上电自动复位，也可手动复位； 主程序执行时，分别进行键盘扫描， AD转化，以及液晶显示。 分三步执行：第一： 系统上电后，即开始在默认的设置最小下限参考电 和最大参考电压的显示在第一行即：P-T Down:25Up:60（ 参考压力的 上下限值 ）Real-time Pre:12（ 实时监测的压力 ）（P-T）即Press Test( Real-

41、time Pre)即 Real time press第二：本设计设置 4个功能键，第一个键 S4：表示功能切换键 ，按第一下表示进行调节上下限 ， 按第二下表示不再调表，开始进行 AD转换。第二个键 S1: 表示调节上限和下限值， 按第一下表示调上限值液 晶光标闪烁，按第二下液晶不再闪烁，表示调节结束。第三个键 S2，在按下参考压力值递增，上限当超过 90时复位为 0， 下限值当超过 30时复位为 0，液晶光标一直闪烁。第四个键 S3在按下参考压力值递减，当上限值减到 0时置位为 90， 下限值减到 0时置位为 30， 液晶光标一直闪烁。第三： AD转换模块及显示模块，压力传感器检测到压力后，

42、通过模拟量转 换量，通过单片机计算，把数字量在 1602液晶上显示出来。N图4.1 主程序流程图4.3 部分主要子程序的设计 系统主要子程序包括显示子程序、键处理子程序，显示子程序的设计。 既包含三大模块：1, 键盘扫描的子程序设计；2 ， A/D0804的子程序设计3 ， 1602液晶显示的子程序设计4 ，初始化液晶和单片机的子程序设计5 系统调试与总结系统研制完成后， 首先在实验室进行了系统功能测试和技术指标测试。 并力 求完全达到工业要求的水准。5.1 系统功能测试系统上电后，显示正常，进行了以下测试。1. 上电开始默认显示测试。2. 按钮s1 功能键测试。3. 按钮s2 数值增测试。4

43、. 按钮s3 数值减测试。6 按钮 S4键的A/D切换与调节参考上下限的功能转换测试7. 上下限最值测试。8. AD显示测试。9. AD转换结果测试。10. 报警装置测试。 上述测试结果最终与预期相符。5.2 技术指标测试1. 硬件电路测试此次课程设计首先采用 PROTEU软S件仿真， 而后进行硬件电路的设计。 在 软件仿真中初步形成了程序的调试与修改。此过程采用三个步骤， （1）了解 各个功能模块的作用与联系。 （2）单独写出各个模块的控制程序，进行单独 调试。（3）各个模块进行有机组合，实现目的功能。此过程遇到的问题比较少，但了解到了完成一个较大工程所需要具备的素质及技巧。完成此系统问 题

44、主要出现在硬件的调试6 心得体会6.1 为何不采用 8255 了？ 我想这篇心得体会一定要加上的，忙碌了两个星期，终于在周五的晚上成 功了。我做的这个系统是很复杂的，当初硬件电路设计时，我本想用8255 作为扩展 IO口使用，并用 PC口做位寻址进行片选操作，同时用 PA口控制 1602，PB口 做输入接 A/D0804,但是 8255 的操作复杂程度会使整个设计显得臃肿而且多余， 最后我决定取消用 8255 作为整个电路的实现。6.2 为何不采用 A/D0809?最后敲定采用了单输入的 A/D0804作为A/D转换，之所以不采用 8 路输 入的A/D0809 为我所要选的 A/D转换器件，是

45、因为这个 8 路输入进行片选输入有 点浪费系统，而且，在帮同学解决难题的时候我都推荐使用了 A/D0809，对于它 的操作我也是非常熟悉的。但为了能够由硬件电路作为我的课程设计结果的证 明。我采用了我自买板子的硬件资源。6.3 在帮助同学的过程中我学到了什么？ 整个课程设计下来，我积累了丰富的经验，分别帮同学做了断电保护系统， 步进电机的正反转加速减速， 还有数字音乐盒的辅助调试。 在帮同学解决问题的 同时，也是我的知识结构更加完善。我也进一步掌握了调程序的方法，比如说： 我自创在程序中假如小灯，比如说在各个功能跳转时再养从 while 语句中跳到另 一个 while 语句中。6.4 在单片机

46、领域我的规划 ?从接触 51 单片机到自己开始练习写程序 ,我一步一步养成了独立思 考,严谨的作风 .我在 51单片机的基础上我又自学的一款功能更加强大的单片机 AVR,我知道路还很远 , 但我会继续坚持下去 . 因为在单片上 , 编程越多我就越自 信.参考文献【1】 单片机微型计算机原理、应用及接口技术 迎新 国防工业【2】 C 程序设计 谭永强 清华大学C130pFX112MHzC230pF附录A 系统原理图压力监测U1AT89C51R3R210k01 8 5 4R8U310kADC0804C310uFR4220R71LATX2LATXTSRNESP ELA AE10kR5SCIKLCRT

47、NIDNGADNGD2/FERV RKLC+NIV-NIV100pF0DA/0.0P1DA/1.0P2DA/2.0P3DA/3.0P4DA/4.0P5DA/5.0P6DA/6.0P7DA/7.0P8A/0.2P9A/1.2P01A/2.2P11A/3.2P21A/4.2P31A/5.2P41A/6.2P51A/7.2PCCV)BSL(0BD1BD2BD3BD4BD5BD6BD)BSM(7BD2131415161718176543210.1P1.1P2.1P3.1P4.1P5.1P6.1P7.1PDXR/0.3PDXT/1.3P0TNI/2.3P3.3P0T/4.3P1T/5.3PRW/6.3P

48、DR/7.3P0141LCD131Rk1R1kLM016Lrw 5en 612VSSVDDVEERSRWED0D1D2D3D4D5D6D7rs 4Lc0 7Lc1 8Lc2 9Lc310Lc411Lc512Lc613Lc71410kD1LED-RED7c7L6c6L5c5L4c4L3c3L2c2L1c1L0c0L987654321R3RP14.7k1kQ1MPSA55SPEAKER2012/12/25设计人：附录 B 源程序#include#define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit cs=P32;sbit rd=P37;sbit wr=P36; uchar value;sbit eg=P34;sbit rs=P35;sbit s1=P20;sbit s2=P21;sbit s3=P22;sbit s4=P23;sbit dula=P26;sbit wela=P27;uchar