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基于单片机的气压传感器研制.doc
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基于单片机的气压传感器研制.doc
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编 号:
审定成绩:
重庆邮电大学
毕业设计(论文)
设计(论文)题目:
基于单片机的气压传感器研制
学 院 名 称 :
通信与信息工程学院
学 生 姓 名 :
专 业 :
电子信息工程
班 级 :
学 号 :
指 导 教 师 :
答辩组 负责人 :
填表时间:2013 年 6 月
重庆邮电大学教务处制
重庆邮电大学本科毕业设计(论文)
-II-
摘 要
人们对气压的认识也是人类科学研究的一大进步,人们从很久以前就在研究
大气,并且有人认为有大气压值,直到马德堡半球实验,真正证明了大气压的存
在。气压的应用也是比较早的,如著名的蒸汽火车头,就是人类应用气压的一个
显著例子。气压计在现实生活中的使用并不是很明显,大部分人在一生中很少甚
至没有接触过气压传感器,但是气压传感器在某些工作领域确实是不可或缺的重
要器材,例如国防领域、工业领域、医疗领域以及气象学领域。
本设计介绍了一种基于单片机和气压传感芯片 MPX4115A 的数字式气压传
感器的软、硬件实现方法。通过气压传感芯片 MPX4115A 获得被测环境中的气
压值并输出相应的模拟电压值,此电压经过以 LM331 芯片为核心的 V/F 转换电
路输出相应数字脉冲信号,输入到单片机的计数器。单片机在单位时间内获得该
信号的脉冲数值,计算出脉冲信号的频率。根据电压与频率的线性关系计算出对
应的实际气压值,最后通过液晶显示屏 LCD1062 显示出来,并进行了软硬件调
试。
【关键词】单片机 气压传感芯片 液晶显示屏 V/F 转换芯片
重庆邮电大学本科毕业设计(论文)
-III-
ABSTRACT
Air pressure is a big step forward for the Human Sciences Research, human being
have a long history of study air pressure. The Magdeburg hemispheres experimental
proofed the existence of the air pressure. The application of air pressure is relatively
early, such as the steam engine is a notable example of human being application of air
pressure. Barometer use in real life is not very obvious, most of the people in their
lives with little or no contact with barometer. Actually, barometer is an indispensable
equipment in certain areas of work, such as the field of national defense, industrial
fields,the medical field and the field of meteorology.
This design based on microcontroller STC89C52 and pressure sensor chip
MPX4115A, and introduced how its software and hardware works. We can get analog
output voltage which corresponds to the measured pressure, by pressure sensor chip
MPX4115A. This voltage go through the V / F converter circuit unit which based on
LM331, output digital pulse signal ,then input the digital pulse signal to the
microcontroller STC89C52 counter. Microcontroller STC89C52 within a unit time
obtains the signal pulse values and calculates the frequency of the pulse signal,
Calculate the actual pressure value, according to the linear relationship between the
voltage and frequency, then display it by LCD1062.
【Key words】Microcontroller Air pressure sensor chip LCD1602
V / F converter chip
重庆邮电大学本科毕业设计(论文)
-IV-
目 录
前 言 ............................................................................................................................1
第一章 系统总体方案的设计 ....................................................................................3
第一节 整体设计思想及系统原理 ........................................................................3
第二节 实现方案 ....................................................................................................3
第三节 元件选取 ....................................................................................................4
一、 单片机的选型..............................................................................................4
二、 气压传感器..................................................................................................5
三、 V/F 转换芯片...............................................................................................6
四、 显示器..........................................................................................................6
五、 三端稳压器..................................................................................................7
第四节 本章小结 ....................................................................................................7
第二章 硬件系统的设计与实现 ................................................................................8
第一节 单片机电路 ................................................................................................8
一、 单片机概述..................................................................................................8
二、 单片机片内结构、引脚及封装..................................................................8
三、 89C52 单片机引脚功能 ............................................................................10
四、 单片机的复位电路....................................................................................12
五、 单片机的时钟电路....................................................................................12
六、 单片机电路图............................................................................................13
第二节 气压检测电路..........................................................................................14
一、 气压传感器 MPX4115A 的介绍 ..............................................................14
二、 MPX4115 的引脚及功能 ..........................................................................14
三、 电压/频率转换器.......................................................................................15
四、 气压检测部分电路图................................................................................15
第三节 液晶显示电路 ..........................................................................................16
一、 液晶显示屏介绍........................................................................................16
二、 LCD1602 介绍...........................................................................................17
三、 LCD1602 的控制.......................................................................................18
四、 LCD1602 的电路图...................................................................................19
第四节 电源电路 ..................................................................................................19
重庆邮电大学本科毕业设计(论文)
-V-
一、 78L05 的介绍 ............................................................................................19
二、 78L05 的特点 ............................................................................................20
三、 78L05 的引脚图 ........................................................................................20
四、 电源电路图................................................................................................21
第五节 总体电路 ..................................................................................................21
第六节 本章小结 ..................................................................................................22
第三章 软件系统的设计与实现 ..............................................................................23
第一节 软件系统设计的概述 ..............................................................................23
第二节 汇编语言和 C 语言开发单片机的优缺点比较 .....................................24
第三节 主要模块程序 ..........................................................................................25
一、 主程序........................................................................................................25
二、 主要子程序模块........................................................................................27
第四节 本章小结 ..................................................................................................30
第四章 系统的调试....................................................................................................31
第一节 硬件模块的测试 ......................................................................................31
一、 电源模块的测试........................................................................................31
二、 气压监测模块的测试................................................................................32
三、 单片机及 LCD1602 模块..........................................................................33
第二节 软件部分的测试 ......................................................................................34
第三节 本章小结 ..................................................................................................36
结 论..........................................................................................................................37
致 谢..........................................................................................................................38
参考文献......................................................................................................................39
附 录 ..........................................................................................................................40
一、英文原文......................................................................................................40
二、英文翻译......................................................................................................47
三、工程设计图纸..............................................................................................54
四、源程序:......................................................................................................55
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