【某气压计的系统总体设计案例3700字】

某气压计的系统总体设计案例 11.1气压计方案 11.2气压计总体结构 11.3元器件的选择与介绍 31.3.1单片机的选择与简介 31.3.2传感器的选择与简介 4 6也较为复杂且性价比低1。因此，集成化的单片机出世之后，我们都选择集成化的单片机为控制器。基于对电路复杂性的考虑，所以本次设计选择自带A/D转换的转换为容易检测和传输的电流或电压信号，通过单线或I²C两种方式和微处理器连接进行数单片机传感器1.2气压计总体结构信息采集部分由BMP180芯片和AM2320芯片完成，而该系统采用STC89C52芯片作为主控芯片(CPU处理器),控制BMP180气压温度传感器和AM2320温湿度传感器进行气字气压传感器和AM2320数字温湿度传感器均是数字式传感器，输出的信号全都是数字信号，用来将待测量的气候三要素(气压、温度和湿度)转换为电压信号，再经过自身集成的模数转换功能把数字传感器输出的电压信号转换为具有一定频率的脉冲信号后由STC89C52单片机的控制和处理，避正确，然后将所有材料焊接起来，硬件连接完毕后可通过KEIL5软件进行软单片机²。硬件的组成部分有单片机微控制器、按键复位电路、测量电路、晶振电路始正常工作，测量时的气压和温度由BMP180数字气压传感器芯片进行测量，湿度由AM2320数字温湿度传感器芯片进行测量。测量要素的模拟电压信号通过BM的A/D转换后生成的数字脉冲(频率会伴随电压呈现线性变化)被传送至单片机后，经STC89C52单片机芯片会根据电压与测量结果显示在LCD1602显示器上。可手动设定气压、温度上限值，当此时气压、温5G时代是单片机大放光彩，光辉灿烂的时代。单片机微型控制器简称单片机，即把如STM32单片机、MSP430单片机、DSP、AVR、TMS等等。这些单片机和STC系列相比存器分散不集中，而且编程也需要反复选择相对应的存储。AVR单片机则不支持位操作指令，它主要是依靠字节来进行判断，以及对寄存器进行控制。与51单片机相比，它的编程语言有较大差异，并且拥有32个通用寄存器，但是前16个都不能直接与立即数打交道。而51系列单片机均可以。虽然STC单片机功能没有STM32强大，但是它是国内较为出色的单片机，集结了51单片机和AVR的优点，容易上手学习技术门槛低，学习资料多，应用广泛，低功耗，价格STC89C52采用双列直插式封装，是宏晶科技(STC)公司生产51单片机。它是一款低 (字节)的可反复擦写的Flash只读程序存储器(ROM)和512bytes(字节)的内部随机存 P31ALEPROG引脚引脚说明↵e电源输入，接+5V电源接地线外接晶振外接振荡电路输出端机复位，稳定后经一定延时后撤销复位信号。地址的低8位字节。不访问时，输出一个恒定(振荡器频率的1/6)周期正脉冲信号。外部访问允许。EA=0,从外部程序存储器读指令。EA=1,P0口1.3.2传感器的选择与简介本次设计首要解决的就是信息获得中，信息准确性与可靠性问题，这需要通过传感器来把非电学量转化为电学量，方便测传输以及处理。它是信息化时代的必须品之一，在日常生活中，如果我们仔细观察会发现，它与我们的生活密切的联系在一起，例如日常楼梯的触摸开关、菜市场里的电子秤、智能手机的触摸屏以及血压计、温度计等等都有传感器的身影。传感器的存在与发展，让产品变得更具有生命力，使产品拥有触觉、味觉以及嗅觉等感觉器由于本次设计所采用的STC89C52单片机内部没有集成ADC转换器，所以单片机需要外接一个模数转换电路。这样会增加电路的复杂性与制作成本，所以我选择使用内置ADC的新型数字气压传感器BMP测量气温以及气压信息，使用AM2320B温湿度传感器测量湿BMP180是一款由德国博世(BOSCH)公司基于MEMS推出的一款高精度(相对精度兼容BMP085,它采用LCC超薄封装，但是在尺寸与数字接□上有所改进。可以对气温 (-40-+85℃)和气压(300-1100hPa)进行实时显示，他所具备的I2C总线端口可以与单片机引脚名称引脚说明↵供电电压(1.8V-3.6V)↵I²C接口串行时钟引脚↵I²C接口串行数据引脚↵136V136VSHT11为国外盛世瑞恩公司生产的，在价格方面具有优势，且接线引脚较少，性能方面也有所区别。与同公司产品DHT11相比，感湿元件不一样，AM2320B由电容式温湿传感元件DHT11高得多(AM2320测湿精度为±3%RH,DHT11为±5%RH),价格一样，测量时的供电电流也比DHT11小(AM2320为950μA,DHT11为0.5-2.5mA),所以选择AM2320作为本设计的湿度测量元件。该产品具有响应快、较强的抗干扰能力、超小体积最优性价比等引脚名称引脚说明供电电压(3.1V-5.5V)e串行数据，双向口，用于读、写传感器数据，具体的通信时序，见通信方式的详细说明地串行时钟输入，选择通信方式，低电平为单总线，否则为I²C通信↵1.3.3显示器的选择与简介在LCD出现之前一般常用数码管作为显示器，但是数码管可以表现出来的内容十分有限，寿命也短，需要显示较多数字时，硬件电路连线方面增加了复杂度，编程上也变得复杂，制作成本较高。因此随着技术的进步，液晶屏出现后就很少再去使用数码管当作显示屏使用了。有机发光二极管(OLED)虽然在显示性能方面优于LCD(对比度是LCD的3-5倍，频响速度是LCD的千倍等)viil,但是，目前在寿命和价格上，LCD优于OLED,所以选择了LCD1602显示器。LCD1602液晶屏(LiquidCrystalDisplay),它是一种常见液晶显示模块。这款液晶屏很受人们喜爱，随着推广，使用的人数也越来越多iii。这款液晶屏的显示效率和显示速度都很好，显示器内部设有存储器，其存储器中存储了英文字母、数字以及图形等，这些数据共同构成了一个数据库，当显示器工作时，只需调用库中的数据，即可实现对显示屏的编辑，代码的驱动也很简单，只需进行初始化，然后设置显示的字符串即可控制显示屏显示想要的结果。所以这款显示屏有对比度可调、操作简单、调试方便且价格低廉、功耗低、显示的结果清晰、功能强大等的特点，非常适合本次设计。具体介绍见产品说明书。引脚图如所示，引脚说明如表2-4所示。eeee引脚引脚说明电源地3液晶对比度调节端。一般接10K滑动变阻器来调节。接正电源时对比度最低，反之，接地时对比度最高↵时执行指令双向数据端。8条数据线可用于并行操作，4条数据线可用于串行操作。[1]孙艳玲，刘亚丽.基于MPX4105芯片的数字气压计设计[J].中国仪器仪表，2007(11):62-65.[ii]赵德安.单片机原理与应用[M].北京：机械工业出版社，2009.[v]BoschSensortec.BMP180Digitalpressure[vi]广州奥松电子有限公司.温湿度模块AM2302产品手册[M].Rev1.1,2016.[vii]