【某气压计系统的硬件和软件设计案例3600字】

某气压计系统的硬件和软件设计案例 1 1 1 2 3 41.1.5报警电路 5 51.2硬件仿真图 62.系统软件设计 72.1软件介绍 72.1.1关于AltiumDesigner20介绍 2.1.2关于Keil5uVision5介绍 72.2软件设计 82.2.1主程序 8 9 2.2.5报警电路模块 2.2.6按键设置子程序 1.系统硬件电路设计5V电源电源接口用电池供电，满足了在没有插座、没有USB接口等室外场所也能正常使用，便于携带，如管在电源线路中起到电源开关指示的功能。发光二极管导通电压约为0.7V。为让发光二极管正常工作，必须要串联一个电阻器来限制电流和减少电压。电源的输出电压保持恒定，5V电压供给各个部分使他们都能正常工作。1.1.2单片机最小系统P10VCC8品个电解电容和10KΩ的电阻组成RC充放电电路实现阻容复位。然后按键再由于此单片机复位管脚内无45K-100K的下拉电阻，因此需要连10K电阻，与电容并联形成按键复位电路!1。当系统发生错误不能正常工作时，可以通过复位键重新启动，使单片机重新正常工作。MCU运行数据都在RAM中，掉电之后RAM中的数据不能保存。AT89C52单片机通常使用外部存储储存，以确保掉电不丢失，而STC89C52单片机内置E²PROM,内部的E²PROM可擦9hoK复位电路是通过系统通电来提供复位信号的，电路图如图错误!文档中没有指定样式的文字。-3所示。电路正常工作的电源一般为5V±5%。本设计选择了按键电平复位电路，该电路优点在于简单，可帮助系统在非正常工作状态下进行重起操作，使其重新正常工作。当MCU复位操作是指MCU的初始化操作，主要是使CPU和系统中其他功能都处于初始状态，程序从0000H开始执行，除了正常初始化操作之外，当MCU在运行出错或操作不对的情况下，系统发生故障失效时，需要对其进行Pin19和Pin20外接石英晶体振荡器，与2个30pF瓷片电容组成并联谐振回路。Y1与C3、C2以及单片机片内与非门构成电容三点式振荡器。晶振频率决定了振荡器信号频率。晶体振荡频率应低于12MHz,选择11.0592M晶振可以获得准确数值，可根据晶振选择电容值，(1)AM2320湿度测量电路捷，无需二次计算也能得到准确的湿度信息。读取传感器时间不能低于2S,低于2S可能会导致传感器通信异常，所以读数的时间间隔大于2S。传感器传感器ji0K10KSCL图错误!文档中没有指定样式的文字。-6气压传感器连接电路本文设计的气压与温度由BMP180传感器测量，单片机与BMP180发送至存储单元，再通过软件初始化在I²C接□发送到单片机控制显示屏进行读取显示数据图错误!文档中没有指定样式的文字。-7显示电路VO□接电源时对比度最弱，对比度太低，显示很浅会导致显示以配置PO□为准双向口，这样就不要接上拉电阻，可以减少电路复杂性也节约制作成本，可通过P0□将其数据传送至液晶显示器显示。RS接P2^5□写指令。RW接直接加上‘0’传送给液晶显示即可。该显示屏在使用前要对模块进行初始化，初始化结束后，可以对坐标和字符进行设置，来实现想要的要求。在显示屏显示过字符后，会自动向右移动，移动的位置正好够放下一个字符，依次来实现屏幕的滚动效果。在屏幕显示字符之前还需要对显示屏进行状态监测，只有在显示屏是非工作状态下，才可以开始显示字符。所示。51单片机通电后引脚默认是高电平，并且I/O□输出的最大电流为10mA左右。但是，有源蜂鸣器电流小于25mA,所以想要驱使蜂鸣器鸣器实现了报警功能，就需要使用8550三极管对电流进行放大。8550为低电平导通，所以需要1K欧姆电阻限流保护单片机输入输出口，可以使其具有稳定性，主要用于气压和温度超过上下限时进行报警提醒。单片机的按键扫描电路是由3个轻触开关进行并联所组成的电路，电路如图错误!文档中没有指定样式的文字。-9所示。按键开关的检测原理其实就是高低电平检测。轻触按键的一端接地另一端连接到MCU的双向I/O端口。可通过软件编程，实现按下键K2进入气压和温度上限值设置，在继续按下按键K2选择设置气压还是温度，按下按键K3实现上限值加1操作，按下按键K4实现上限值减1操作。由于开关闭合过程会产生抖动产生误差，编写程序时会写入一个延时函数，起延时消抖作用。没有采用硬件消抖的原因是，硬件电路电阻与电容元件会增加成本和电路复杂性，所以我们使用软件消抖。在编写按键函数时，需要写一个延时消抖作用的函数5,提高精确性。本次设计的温度上限与气压上限就是通过按键进行5V电源下载程序接口单片机报警电路1602液晶W传感器图错误!文档中没有指定样式的文字。-10气压计硬件仿真图动的步骤为：LCD1602液晶屏初始化，BMP180气压传感器检测当前气压与温度，AM2320软件和AltiumDesigner20软件对整个系统进行原理图的仿真和C语言控制程序的编程。由2.1.1关于AltiumDesigner20介绍BUG都是为都是为了能够更好为使用者服务，它功能也越来越丰富，简化了电路设计的设计流程6。具体绘制电路原理图操作如下：1.创建一个新的文件夹，用于存放有关本次设计2.打开AltiumDesigner20,依次点击File、New、Project,书写工程名字，点击保存路径，这样就创建出了PrjPCB,再继续点击File、New、Schematic创建原理图文2.1.2关于Keil5uVision5介绍期[错误!未定义书签,容易理解。Keil5uVision5软件提供了包括C编译器、宏汇编、链接器、库管理以及一个功能强大的仿真调试器等7。通过一个集成开发环境(μVision)将这些部分紧密的组合在一起。运行Keil5软件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。Keil1.打开Keil5uVision5软件，首先点击projrct,在里面新建一个工程，保存到上文3.写好的程序可以点击编译，运行一下看4.需要点击魔法棒工具，在output里面选择生成HEX文件。软件设计主程序开始开始否是按键扫描是结束图错误!文档中没有指定样式的文字。-11主程序流程图LCD1602初始化否LCD清屏是显示?是否图错误!文档中没有指定样式的文字。-12显示子程序流程图2.2.3温湿度检测模块AM2320初始化初始化等待(恒定采集周期)无响应数据校验更新湿度发送给单片机返回2.2.4气压检测模块BMP180开始开始否是蜂鸣器报警否关闭蜂鸣器、指示灯是指示灯1亮否是图错误!文档中没有指定样式的文字。-15报警模块流程图开始开始键2是否按下按键2设置返回图错误!文档中没有指定样式的文字。-16按键扫描程序[3]彭军.传感器与检测技术[M].西安：西安电子科技大学出版社，2003.[4]JianWU,HouW,ZhengB.ATemperatureControlKnowledge&Technology,2011.[5]JingZhang.DesignofHighPrecisionDigitalBarometer[P].Proceedingsofthe2017.[6]杨学存，刘飞.基于Proteus+Keil5