畢業(yè)設(shè)計---流速壓力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

1、<p>　　流速壓力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計是利用流速傳感器、壓力傳感器、ISD1760語音芯片、LCD12864液晶顯示屏和AT89S52單片機組成的流速壓力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。流速傳感器和壓力傳感器將采集到的流速數(shù)據(jù)和壓力數(shù)據(jù)傳送給AT89S52單片機，單片機再對接收到的數(shù)據(jù)進行處理，將數(shù)據(jù)傳送到LC

2、D12864液晶顯示屏上進行顯示，同時通過用語音芯片ISD1760將當前的流速數(shù)據(jù)和壓力數(shù)據(jù)播放出來。</p><p>　　關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；流速；壓力；ISD1760；AT89S52</p><p>　　Data Acquisition System of Flow Velocity and Pressure</p><p><b>　　Abstra

3、ct</b></p><p>　　This design witch data acquisition system of flow velocity and pressure is using the velocity sensor, pressure sensor, ISD1760 pronunciation chip, LCD display and the velocity of AT89S5

4、2. Velocity sensor and pressure sensors to collect the pressure and velocity data and send to the AT89S52, AT89S52 to receive data processing, and send data to LCD12864 displayed on the LCD panel.Then the ISD1760 pronunc

5、iation chip will the current velocity data and pressure data broadcast out.</p><p>　　Key Words: Data Acquisition System; Fluid Velocity; Pressure; ISD1760; AT89S52</p><p><b>　　目 錄</b>

6、;</p><p><b>　　1引言1</b></p><p>　　1.1課題的目的和意義1</p><p><b>　　1.2課題背景1</b></p><p>　　2設(shè)計方案與選取3</p><p>　　2.1 方案比較3</p><p&g

7、t;　　2.1.1 以AT89S52單片機和超聲波測速儀的設(shè)計3</p><p>　　2.1.2 以AT89S52單片機和霍爾傳感器再加上數(shù)碼管顯示的設(shè)計3</p><p>　　2.1.3 以AT89S52單片機和霍爾傳感器再加上LCD12864液晶顯示的設(shè)計3</p><p>　　2.2 方案總結(jié)4</p><p>　　3流速壓力數(shù)

8、據(jù)采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計5</p><p>　　3．1系統(tǒng)的硬件設(shè)計框圖5</p><p>　　3．2 各單元模塊的分析5</p><p>　　3.2.1主控制模塊AT89S525</p><p>　　3.2.2晶振電路7</p><p>　　3.2.3電源電路7</p><p>　　3

9、.2.4復(fù)位電路8</p><p>　　3.2.5流速模塊8</p><p>　　3.2.6壓力傳感器10</p><p>　　3.2.7 AD轉(zhuǎn)換11</p><p>　　3.2.8 顯示模塊12</p><p>　　3.2.9 語音模塊14</p><p>　　3.2.10 無線

10、遙控模塊16</p><p>　　4流速壓力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計19</p><p>　　4.1軟件框圖19</p><p>　　4.2各軟件模塊功能19</p><p>　　4.2.1初始化20</p><p>　　4.2.2流速數(shù)據(jù)采集20</p><p>　　4.2.3壓力數(shù)

11、據(jù)采集20</p><p>　　4.2.4 AD轉(zhuǎn)換20</p><p>　　4.2.5數(shù)據(jù)處理21</p><p>　　4.2.6 LCD顯示21</p><p>　　4.2.7語音播放21</p><p><b>　　5作品調(diào)試26</b></p><p>

12、　　5.1硬件調(diào)試26</p><p>　　5.2軟件調(diào)試26</p><p><b>　　總結(jié)27</b></p><p><b>　　參考文獻28</b></p><p><b>　　致謝28</b></p><p><b>　　

13、附錄A30</b></p><p><b>　　附錄B41</b></p><p><b>　　附錄C42</b></p><p><b>　　1引言</b></p><p>　　本章將介紹本次課題的目的和意義。以及現(xiàn)代科學技術(shù)中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展歷程。<

14、;/p><p>　　1.1課題的目的和意義</p><p>　　近年來，數(shù)據(jù)采集及其應(yīng)用技術(shù)受到人們越來越廣泛的關(guān)注，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也迅速地得到應(yīng)用。在生產(chǎn)過程中，應(yīng)用這一系統(tǒng)可對生產(chǎn)現(xiàn)場的工藝參數(shù)進行采集、監(jiān)視和記錄，為提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本提供信息和手段。在科學研究中，應(yīng)用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可獲得大量的動態(tài)信息，是研究瞬間物理過程的有力工具，也是獲取科學奧秘的重要手段之一?？傊E不論在哪個應(yīng)用領(lǐng)域

15、中，數(shù)據(jù)采集與處理越及時，工作效率就越高，取得的經(jīng)濟效益就越大?，F(xiàn)如今，科技發(fā)展速度日新月異，隨著計算機被廣泛運用，數(shù)據(jù)采集在許多領(lǐng)域有著十分重要的應(yīng)用。它是連接計算機與外部物理世界的橋梁。利用各種通信方式，實現(xiàn)對現(xiàn)場環(huán)境的實時監(jiān)控及數(shù)據(jù)參數(shù)分析，通過制訂上位機(主機)與數(shù)據(jù)采集器（從機）的通信協(xié)議,實現(xiàn)兩者之間阻塞式通信交互過程。在礦業(yè)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各種行業(yè)，尤其是在對信息實時性能要求較高或者惡劣的數(shù)據(jù)采集環(huán)境中更突出其應(yīng)用的必要性。

16、例如：在礦井井下環(huán)境檢測、工業(yè)生產(chǎn)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學技術(shù)研究的各行業(yè)中，常常利用計算機對各種數(shù)據(jù)進行采集分析。這其中有很多地方需要對各種數(shù)據(jù)進行采集，如壓力、流速、液位、溫度、頻率等。通過對采集到的數(shù)據(jù)進行分析，將有極大的實際</p><p><b>　　1.2課題背景</b></p><p>　　以往工業(yè)現(xiàn)場的各種數(shù)據(jù)都是采用人工讀數(shù)和記錄，一直停留在手工和數(shù)字儀

17、表的水平，無法做到對大量的實驗數(shù)據(jù)的實時采集和分析。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合高精度、高性能的數(shù)據(jù)采集儀的應(yīng)用，使得多路數(shù)據(jù)采集實現(xiàn)了自動化，大量的數(shù)據(jù)采集和分析由計算機自動完成，提高了測量精度。而計算機已經(jīng)與儀器結(jié)合得非常緊密，已成為整個系統(tǒng)的核心，許多傳統(tǒng)儀器正在逐漸被計算機部分、甚至全部取代。把各種傳感器與計算機連接起來。</p><p>　　由于一些監(jiān)測環(huán)境的特殊性，無法做到對環(huán)境進行人工的實時監(jiān)控。因此

18、具有高效、高性能的測試方法和測試設(shè)備是井下環(huán)境數(shù)據(jù)分析所必備的，計算機雖然功能強大, 可以幫助我們解決這一難題, 但由于計算機太過笨重, 攜帶不方便, 對現(xiàn)場工況條件要求較高, 抗干擾能力較差, 通常無法勝任于條件惡劣的環(huán)境。而單片機以其集成度高、運算速度快、體積小、運行可靠、價格低廉等優(yōu)點, 在過程控制、數(shù)據(jù)采集、機電一體化方面得到了廣泛應(yīng)用。因此, 該設(shè)計采用單片機作為控制器，通過傳感器對壓力和流速數(shù)據(jù)進行采集，再利用液晶顯示屏顯示

19、數(shù)據(jù)。從而在實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集精度，運算速度的基礎(chǔ)上減小了整個產(chǎn)品的體積和成本。也提高了整個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的可靠性和整體功耗。</p><p><b>　　2設(shè)計方案與選取</b></p><p>　　對于本課題的設(shè)計，主要有三種方案，第一種方案是采用AT89S52單片機和超聲波測速儀。第二種方案是采用AT89S52單片機和霍爾傳感器再加上數(shù)碼管顯示。第三種方案是采用AT89

20、S52單片機和霍爾傳感器再加上LCD12864液晶顯示[1]。</p><p><b>　　2.1 方案比較</b></p><p>　　2.1.1 以AT89S52單片機和超聲波測速儀的設(shè)計</p><p>　　優(yōu)點：采用超聲波測速測量流速數(shù)據(jù)方便，它的原理是發(fā)射一束超聲波，在遇到流體時，超聲波會發(fā)生多普勒頻移現(xiàn)象，并有部分超聲波會放射回接收

21、端，通過計算發(fā)射出的超聲波和接收到的超聲波之間的頻率差就可以計算出流速，因此不會影響水流的流動。 </p><p>　　缺點：超聲波遇到水流所發(fā)生的多普勒頻移非常小，因此單片機的處理精度和速度要足夠快。所以在測量小流量的流體流速或流速較慢的流體流速時，AT89S52單片機就會出現(xiàn)很大的誤差。</p><p>　　2.1.2 以AT89S52單片機和霍爾傳感器再加上數(shù)碼管顯示的設(shè)計</

22、p><p>　　優(yōu)點：相對于三個方案來講，此方案的成本最低。</p><p>　　缺點：測量流速時必需在流體中加上一個帶小磁片的轉(zhuǎn)輪，流體的流動會推動轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動，而每當小磁片通過霍爾元件時就會產(chǎn)生一個脈沖信號，通過計算脈沖信號的頻率就可以測出水流的流速。因此會影響到流體的流動。而且數(shù)碼管的功耗較大，不適合長久性的數(shù)據(jù)采集。而且對多路數(shù)據(jù)的顯示的直觀性很差，會給操作人員造成不必要的麻煩，有時甚至還

23、會促使操作人員發(fā)生誤操作。</p><p>　　2.1.3 以AT89S52單片機和霍爾傳感器再加上LCD12864液晶顯示的設(shè)計</p><p>　　優(yōu)點：51單片機具有高效能，資源占用率低等特點。使用C語言編程可以實現(xiàn)豐富的功能，在Proteus仿真環(huán)境上也可以很好地體現(xiàn)出本設(shè)計欲達到的效果[2]。采用LCD12864可以實現(xiàn)中文字符的顯示，對于觀察數(shù)據(jù)有很好的幫助，而且相對功耗比較小

24、。</p><p>　　缺點：會對流體的流動產(chǎn)生影響，成本相比于數(shù)碼管也會有一定的增加。</p><p><b>　　2.2 方案總結(jié) </b></p><p>　　由于設(shè)計是屬于測量管道的流體流速，因此采用方案一用超聲波測流速會有較大的誤差，而在管道中加上一個轉(zhuǎn)輪，在本設(shè)計中不會對流體流速產(chǎn)生大的影響。而且為了方便觀察數(shù)據(jù)，采用LCD1268

25、4液晶顯示可以達到此目的。綜合各個方面，采用方案三是最理想的選擇。</p><p>　　3流速壓力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計</p><p>　　此流速壓力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用霍爾元件作為流速傳感器采集流體流速數(shù)據(jù)，用壓力傳感器加上AD0809模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片采集壓力數(shù)據(jù)，將采集到的流速數(shù)據(jù)和壓力數(shù)據(jù)發(fā)送到主控制的AT89S52單片機，AT89S52單片機再將數(shù)據(jù)進行處理，再送往LCD12864液晶顯示

26、屏顯示，同時再與ISD1760語音芯片進行通信，將當前的數(shù)據(jù)用語音播放出來。</p><p>　　3.1系統(tǒng)的硬件設(shè)計框圖</p><p>　　本系統(tǒng)的硬件設(shè)計框圖如圖3.1所示。</p><p>　　圖3.1系統(tǒng)硬件設(shè)計框圖</p><p>　　3.2 各單元模塊的分析</p><p>　　3.2.1主控制模塊AT8

27、9S52</p><p>　　本設(shè)計的主控制模塊是采用AT89S52單片機，由于AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，所以非常適用于長期的數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)。同時AT89S52單片機具有8K在系統(tǒng)可編程的Flash 存儲器。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供了高靈活、超有效

28、的解決方案[3]。</p><p>　　在本設(shè)計中AT89S52 具有以下功能：</p><p>　　采集壓力信號：通過控制AD0809模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，將采集到的模擬壓力信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。再通過算法將壓力信號轉(zhuǎn)換成實際的壓力數(shù)值。其與AD0809之間的接線如圖3.2所示，其中P1腳為AD0809的數(shù)據(jù)輸出引腳D0~D7相接，其中AD0為AD0809數(shù)據(jù)輸出引腳的高位。AD0809的第10腳

29、（CLK）與單片機的30腳（ALE）相接，6腳（START）和22腳（ALE）與單片機的P3.6腳相接，7腳（EOC）接到單片機的P3.6腳，9腳（OE）接到單片機的P3.5腳。</p><p>　　采集流速信號：將流速模塊采集到的頻率信號通過單片機內(nèi)部計數(shù)器1和定時器0進行計算，轉(zhuǎn)換成實際的流速數(shù)值。其與流速模塊之間的接線如圖3.2所示，流速模塊的數(shù)據(jù)輸出引腳接到AT89S52的P3.4引腳。</p>

30、;<p>　　控制顯示：通過并行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞娇刂芁CD12864顯示流速數(shù)據(jù)和壓力數(shù)據(jù)等。其與LCD12864之間的引腳接線如圖3.2所示，其中LCD12864的數(shù)據(jù)引腳D0~D7（7引腳到14引腳）與單片機的P2口相接，D0為低位。LCD12864的第4引腳（RS）接到單片機的P3.7引腳，第5引腳（RW）接到單片機的P3.6引腳，第6腳（E）接到單片機的P3.5引腳。第15引腳（PSB）接到單片機的P3.1引腳。&l

31、t;/p><p>　　語音播放：通過SPI通信協(xié)議與ISD1760語音芯片通信，控制語音芯片播放出指定的語音。其與語音模塊之間的引腳連接如圖3.2所示。值得注意的是，由于AT89S52單片機的P0口是開漏輸出，因此需要在P0口的各引腳接上一個5~10K的電阻。在本設(shè)計中采用了一個10K的排阻。ISD1760的第4引腳（MISO）接到單片機的P0.0引腳，第5引腳（MOSI）接到單片機的P0.1引腳，第6引腳（SCLK

32、）接到單片機的P0.2引腳，第7引腳（SS）接到單片機P0.3引腳。</p><p>　　圖3.2 主控制AT89S52芯片和引腳接法圖</p><p><b>　　3.2.2晶振電路</b></p><p>　　晶振電路以外部方式為單片機提供時鐘信號。在單片機的XTAL1和XTAL2端接一個12M的石英晶體作為定時元件，小電容取30pF。采用

33、12M晶振，則單片機的機器周期 T=為1us，頻率為12MHz，既單片機每執(zhí)行一條指令的時間為1us。這樣能使軟件程序能夠更準確地延時和執(zhí)行程序指令。其電路如圖3.3所示。</p><p>　　圖3.3 起振模塊電路</p><p><b>　　3.2.3電源電路</b></p><p>　　電源模塊考慮到單片機以及其他模塊的正常工作，故采用

34、穩(wěn)定的5V直流電源，同時為了使整個作品更具人性化，加上了一個電源開關(guān)和電源指示燈，使該作品使用起來十分方便。打開電源開關(guān)如果電源正常工作則LED電源指示燈亮，如果電源電路不正常工作，則LED電源指示燈不會亮。為了使通過LED電源指示燈的電流不會過大燒壞LED電源指示燈，采用一個10K的電阻與LED電源指示燈串聯(lián)。直流穩(wěn)壓電源是將交流電變換成功率較小的直流電，一般由變壓、整流、濾波和穩(wěn)壓等幾部分組成。整流電路用來將交流電壓變換為單向脈動的

35、直流電壓；濾波電路用來濾除整流后單向脈動電壓中的交流成分，使之成為平滑的直流電壓；穩(wěn)壓電路的作用是輸入交流電源電壓波動、負載和溫度變化時，維持輸出直流電壓的穩(wěn)定。其電路如圖3.4所示。</p><p>　　圖3.4 電源模塊電路</p><p><b>　　3.2.4復(fù)位電路</b></p><p>　　采用一個電容值為10uF的有極性電容與

36、一個阻值為10K歐姆的電阻串聯(lián)接在電源兩端，中間為RST。同時采用一個點觸型按鍵與電容相并，這種復(fù)位電路的工作原理是：通電時，電容兩端相當于是短路，于是RST引腳上為高電平，然后電源通過電阻對電容充電，RST端電壓慢慢下降，降到一定程序，即為低電平，單片機開始正常工作[4]。其電路圖如圖3.5所示。</p><p><b>　　圖3.5復(fù)位電路</b></p><p>

37、;　　當RST保持兩個機器周期以上的高電平時單片機自動復(fù)位，其復(fù)位的方式有兩種：</p><p>　　1、上電復(fù)位：上電瞬間，電容充電電流最大，電容相當于短路，RST端為高電平，自動復(fù)位；電容兩端的電壓達到電源電壓時，電容充電電流為零，電容相當于開路，RST端為低電平，程序正常運行。</p><p>　　2、手動復(fù)位：首先經(jīng)過上電復(fù)位，當按下按鍵時，RST直接與VCC相連，為高電平形成復(fù)位

38、，同時電解電容被短路放電；按鍵松開時，VCC對電容充電，充電電流在電阻上，RST依然為高電平，仍然是復(fù)位，充電完成后，電容相當于開路，RST為低電平，正常工作。</p><p><b>　　3.2.5流速模塊</b></p><p>　　本設(shè)計的流速傳感器是采用霍爾元件，如果把霍爾元件集成的開關(guān)按預(yù)定位置有規(guī)律地布置在物體上，當裝在運動物體上的永磁體經(jīng)過它時，可以從測

39、量電路上測得脈沖信號。根據(jù)脈沖信號列可以傳感出該運動物體的位移。若測出單位時間內(nèi)發(fā)出的脈沖數(shù)，則可以確定其運動速度。因此本設(shè)計中的流速傳感器是在一截管道內(nèi)加上一個貼有小磁片的轉(zhuǎn)輪，流體流動時會推動轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)輪上的小磁片每次垂直經(jīng)過霍爾元件，霍爾元件就會產(chǎn)生一個脈沖信號，通過固定的小容積來反復(fù)計量通過流量計的流體體積，再將流體體積除以進水管的表面積就可以得到流體的流速。所以，此流速模塊內(nèi)部必須具有構(gòu)成一個標準體積的空間，通常稱其為 “計

40、量空間”或“計量室”。這個空間由儀表殼的內(nèi)壁和流量計轉(zhuǎn)動部件一起構(gòu)成。結(jié)構(gòu)如圖3.6所示。流速模塊的工作原理為：流體通過流速模塊，就會在流量計進出口之間產(chǎn)生一定的壓力差。流量計的轉(zhuǎn)動部件(簡稱轉(zhuǎn)子)在這個壓力差作用下特產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，并將流體由入口排向出口。在這個過程中，流體一次次地充滿流量計的“計量空間”，然后又不斷地被送往出口。在給定流量計條件下，該計量空間的體積是確定的，進水口的橫截面積也是固定的，只要測得轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動次數(shù)。就</p

41、><p>　　設(shè)流量計計量空間體積為V，一定時間內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動次數(shù)為N，進水口的橫截面積為S，則在該時間內(nèi)流過的流體流速為：</p><p><b>　　v＝N×V/S</b></p><p>　　在電路上由于霍爾元件輸出腳為漏極輸出，所以為了使輸出信號可以被單片機識別，必須在輸出引腳與電源之間加上一個阻值為10K的上拉電阻[5]。其電路原理

42、圖如圖3.7所示。</p><p>　　圖3.6流速計結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　圖3.7流速模塊電路圖</p><p>　　3.2.6壓力傳感器</p><p>　　壓力傳感器是能夠感受規(guī)定的被測量并按照一定的轉(zhuǎn)換規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用的輸出信號的器件或裝置壓力傳感器是以壓力為被測量，進而轉(zhuǎn)換為電信號的裝置，它具有廣泛的用途。</p>

43、<p>　　在本次設(shè)計中，壓力傳感器是采用電阻應(yīng)變式傳感器，電阻應(yīng)變式傳感器是基于這樣一個工作原理：彈性體（彈性元件，敏感梁）在外力作用下產(chǎn)生彈性變形，使粘貼在他表面的電阻應(yīng)變片（轉(zhuǎn)換元件）也隨同產(chǎn)生變形，電阻應(yīng)變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化（增大或減?。?，為了使壓力測量在任何溫度下都能保持準確，在傳感器中加上一個溫度補償電路，保持壓力測量的準確性。再經(jīng)相應(yīng)的測量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號（電壓或電流），再將微弱的電信號

44、通過差動放大電路進行放大，從而完成了將外力變換為電信號的過程[6]。 由此可見，電阻應(yīng)變片、彈性體和檢測電路是電阻應(yīng)變式壓力傳感器中不可缺少的幾個主要部分。其傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3.8所示。</p><p>　　本次設(shè)計所采用的壓力傳感器的測量范圍是0——1000mm水柱，壓力傳感器的輸出的信號是模擬信號，電壓輸出范圍為0V～5V；線性度為0.2%。在1米水柱在標準條件下（即4℃，g=9.80665米/秒2），水

45、壓與壓力的對應(yīng)關(guān)系為：</p><p>　　1mH2O=0.1kgf/cm2（公斤力 /厘米2）=9.8kPa（千帕斯卡）</p><p>　　由于AT89S52單片機無法直接對模擬信號進行處理，因此需要將輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。該壓力傳感器的第2引腳為信號輸出腳，它與AD轉(zhuǎn)換模塊AD0809芯片的第26引腳（IN0）相接。同時由于進行AD轉(zhuǎn)換時需要采集輸出電壓，因此需要在

46、壓力傳感器的第2引腳（信號輸出）與第3引腳（地）之間加上一個4~10K的下拉電阻。在本設(shè)計中采用的是一個阻值為4.3K的電阻。該壓力傳感器與AD0809的引腳接線如圖3.9所示。</p><p>　　圖3.8 壓力傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　圖3.9 壓力傳感器引腳接法圖</p><p>　　3.2.7 AD轉(zhuǎn)換</p><p>　

47、　由于壓力傳感器輸出的電壓是0~5v的模擬電壓信號，單片機無法對模擬信號直接進行處理，因此需要一個將模擬信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號的器件，在本次設(shè)計中，采用的是ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。</p><p>　　ADC0809 是8 位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器。它由一個8路模擬開關(guān)、一個地址鎖存譯碼器、一個A/D 轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通8個模擬通道，允許8 路模擬量分時輸入，共用A/D 轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換

48、。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D 轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當OE 端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。</p><p>　　ADC0809 的工作原理：IN0－IN7為8 條模擬量輸入通道。在本設(shè)計中，壓力傳感器輸出的模擬信號所選擇的輸入通道為IN0。ADC0809對輸入模擬量要求，信號必需是單極性，電壓范圍是0~5V，若信號太小，必須進行放大。輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需

49、在輸入前增加采樣保持電路。有4條地址輸入和控制線，ALE為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當ALE線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將A，B，C 三條地址線的地址信號進行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。A，B 和C為地址輸入線，用于選通IN0~IN7 上的一路模擬量輸入。本設(shè)計所選擇的是IN0通道，因此A、B、C地址選擇為0、0、0。因此這三只引腳直接接地。通道選擇表如表3.1所示。ADC0809的數(shù)字量輸出及控制線為1

50、1 條。ST 為轉(zhuǎn)換啟動信號。當ST 上跳沿時，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時，開始進行A/D 轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，ST 應(yīng)保持低電平。EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。當EOC為高電平時，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進行A/D 轉(zhuǎn)換。OE為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機輸出</p><p>　　AT89S52單片機與ADC0809的之間的引腳接法如圖3.10所示。其中AD0~AD7與單片機的P1口相接，AD0為高

51、位。START和ALE引腳與單片機的P3.7引腳相接，EOC引腳與單片機的P3.6引腳相接，OE引腳與單片機的P3.5引腳相接。CLK引腳與單片機的ALE引腳相接。</p><p>　　表3.1 ADC0809通道選擇表</p><p>　　圖3.10 ADC0809與AT89S52之間引腳接線圖</p><p>　　3.2.8 顯示模塊</p>&l

52、t;p>　　本設(shè)計所采用的顯示模塊是LCD12684液晶屏，采用此液晶屏可以顯示中文字符，對于觀察者來說會更加容易。帶中文字庫的LCD12864是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為128×64, 內(nèi)置8192個16*16點漢字，和128個16*8點ASCII字符集.利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機交互

53、圖形界面?？梢燥@示8×4行16×16點陣的漢字. 也可完成圖形顯示.低電壓低功耗是其又一顯著特點。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊。</p><p>　　LCD12864的各引腳功能如表3.2所示。LCD12864與單片機AT89S52之間的引腳如圖3.11所示，其中第3引腳為顯示

54、字的對比度調(diào)整，通過調(diào)整可調(diào)電阻R18的阻值改變對比度，R18的阻值越高，對比度就越高，所顯示的字就越清楚。第4引腳（RS）與單片機的P3.7引腳相接，第5引腳（RW）與單片機的P3.6引腳相接，第6引腳（OE）與單片機的P3.5引腳相接。第7引腳到第14引腳（D0~D8）與單片機的P2口相接。第15引腳（PSB）與單片機的P3.1引腳相接。</p><p>　　圖3.11 LCD12864引腳圖</p&g

55、t;<p>　　LCD12864的每一個引腳都具有特定的功能，其中部分引腳具有第二功能，通過單片機控制各引腳，選擇LCD12864所需要的工作方式。LCD12864液晶模塊各引腳的具體功能如表3.2所示。</p><p>　　表3.2 LCD12864引腳功能</p><p>　　3.2.9 語音模塊</p><p>　　本設(shè)計語音模塊所采用的是ISD

56、1760芯片，ISD1760語音芯片是Winboad（華邦公司）推出的單片優(yōu)質(zhì)語音錄放電路，芯片內(nèi)部包含有自動增益控制、麥克風前置擴大器、揚聲器驅(qū)動線路、振蕩器與內(nèi)存等的全方位整合系統(tǒng)功能。有兩種工作模式，分別為按鍵觸發(fā)模式與SPI控制模式。鑒于兩種模式實現(xiàn)的功能一致，本設(shè)計中采用單片機輸出模擬按鍵信號實現(xiàn)對語音芯片的控制。該模式不僅有錄音和播放，還有快進、擦除、復(fù)位、音量等功能。這些功能僅僅通過按鍵就可完成。而且按鍵信號相當于一個負脈

57、沖信號，可用軟件模擬出來。</p><p>　　ISD1760語音芯片的特點： </p><p>　　·可錄、放音十萬次，存儲內(nèi)容可以斷電保留100年 </p><p>　　·兩種控制方式，兩種錄音輸入方式，兩種放音輸出方式 </p><p>　　·可處理多達 255 段以上信息 </p><

58、p>　　·有豐富多樣的工作狀態(tài)提示 </p><p>　　·多種采樣頻率對應(yīng)多種錄放時間 </p><p>　　·音質(zhì)好，電壓范圍寬，應(yīng)用靈活，價廉物美 </p><p>　　可利用振蕩電阻來自定芯片的采樣頻率，從而決定芯片的錄放時間和錄放音質(zhì)，而芯片的采樣率可以通過外部振蕩電阻來調(diào)節(jié)，ISD1760的采樣率調(diào)節(jié)表如表3.3所示。

59、</p><p>　　表3.3 ISD1760采樣頻率與震蕩電阻</p><p>　　ISD1760支持獨立按鍵模式和SPI模式，獨立按鍵模式是通過獨立按鍵控制ISD1760語音芯片進行錄音、播放、擦除、快進、復(fù)位和調(diào)節(jié)音量大小等功能。SPI模式是主控單片機與ISD1760芯片進行SPI通信，從而實現(xiàn)單片機對ISD1760芯片的控制，鑒于本設(shè)計的語音播報必需有一定的智能功能，所以選擇了IS

60、D1760芯片工作在SPI模式。</p><p>　　主控單片機AT89S52通過P0.0～P0.3與ISD1760的第4～第7引腳（SCLK，MOSI，MISO，/SS ）相連接，通過SPI協(xié)議對ISD1760進行串行通信。ISD1760作為從機，所有的操作都通過這個SPI協(xié)議來完成，包括定點播放語音等。為了兼獨立按鍵模式，一些SPI命令：PLAY，REC， ERASE，F(xiàn)WD，RESET和GLOBAL_ERA

61、SE的運行類似于相應(yīng)的獨立按鍵模式的操作。另外，SET_PLAY，SET_REC，SET_ERASE命令允許用戶指定錄音、放音和擦除的開始和結(jié)束地址。此外，還有一些命令可以訪問APC寄存器，用來設(shè)置芯片模擬輸入的方式。ISD1760的SPI模式電路如圖3.12所示。</p><p>　　圖3.12 ISD1760的SPI模式電路</p><p>　　3.2.10 無線遙控模塊</p&

62、gt;<p>　　本設(shè)計所采用的無線模塊采用的是315MHz的超再生無線模塊。無線模塊主要分為兩部分——發(fā)射模塊和接收模塊。其調(diào)制方式為ASK調(diào)制。</p><p>　　發(fā)射模塊是采用PT2262進行編碼。編碼芯片PT2262發(fā)出的編碼信號由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個完整的碼字，解碼芯片PT2272接收到信號后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對后，VT腳才輸出高電平，與此同時相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，

63、如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會連續(xù)發(fā)射。當發(fā)射機沒有按鍵按下時，PT2262不接通電源，其17腳為低電平，所以315MHz的高頻發(fā)射電路不工作，當有按鍵按下時，PT2262得電工作，其第17腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號，當17腳為高電平期間三極管導通，315MHz的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號，信號從天線L1發(fā)射出去。當17腳為低平期間315MHz的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全收控于PT2262的17腳輸出的數(shù)字

64、信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控（ASK調(diào)制）相當于調(diào)制度為100％的調(diào)幅[8]。其電路如圖3.13所示。</p><p>　　圖3.13發(fā)射模塊電路</p><p>　　接收模塊超再生檢波電路實際上是一個受間歇振蕩控制的高頻振蕩器，這個高頻振蕩器采用電容三點式振蕩器，振蕩頻率和發(fā)射器的發(fā)射頻率相一致。而間歇振蕩（又稱淬裝飾振蕩）雙是在高頻振蕩的振蕩過程中產(chǎn)生的，反過來又控制著高頻振蕩器的

65、振蕩和間歇。而間歇振蕩的頻率是由電路的參數(shù)決定的（一般為1百～幾百千赫）。這個頻率選低了，電路的抗干擾性能較好，但接收靈敏度較低：反之，頻率選高了，接收靈敏度較好，但抗干擾性能變差。</p><p>　　超再生檢波電路有很高的增益，在未收到控制信號時，由于受外界雜散信號的干擾和電路自身的熱搔動，產(chǎn)生一種特有的噪聲，叫超噪聲，這個噪聲的頻率范圍為0.3～5kHz之間，聽起來像流水似的“沙沙”聲。在無信號時，超噪聲電

66、平很高，經(jīng)濾波放大后輸出噪聲電壓，該電壓作為電路一種狀態(tài)的控制信號。</p><p>　　當有控制信號到來時，電路揩振，超噪聲被抑制，高頻振蕩器開始產(chǎn)生振蕩。而振蕩過程建立的快慢和間歇時間的長短，受接收信號的振幅控制。接收信號振幅大時，起始電平高，振蕩過程建立快，每次振蕩間歇時間也短，得到的控制電壓也高；反之，當接收到的信號的振幅小時，得到的控制電壓也低。這樣，在電路的負載上便得到了與控制信號一致的低頻電壓，這個

67、電壓便是電路狀態(tài)的另一種控制電壓[9]。電路原理圖如圖3.14所示。</p><p>　　圖3.14接收模塊電路</p><p>　　當發(fā)射模塊有按鍵按下的時候，接收模塊接收到信號。經(jīng)過解調(diào)放大之后輸入到PT2272的第14引腳，PT2272會根據(jù)接收到的信號進行解碼。解碼后第10～13引腳會輸出與發(fā)射模塊按鍵狀態(tài)一樣的數(shù)據(jù)。</p><p>　　4流速壓力數(shù)據(jù)采集

68、系統(tǒng)的軟件設(shè)計</p><p>　　4.1軟件框圖 </p><p>　　本設(shè)計的軟件流程圖如圖4.1所示，主要包括初始化、流速數(shù)據(jù)采集、壓力數(shù)據(jù)采集、AD轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理、LCD顯示、語音播放</p><p><b>　　圖4.1軟件流程圖</b></p><p>　　4.2各軟件模塊功能</p>

69、<p><b>　　4.2.1初始化</b></p><p>　　初始化主要是LCD12864的初始化，主要是向LCD12864的指令寄存器寫進0X30，設(shè)置LCD12864指令集為基本指令集。向LCD12864的指令寄存器寫進0X01，清除LCD12684的所有顯示；向LCD12864的指令寄存器寫進0X06，設(shè)置光標的移動方向以及指定顯示的移位。向LCD12864的指令寄存器寫

70、進0X0C，設(shè)置LCD12684整體顯示關(guān)、打開游標、不顯示游標的位置。軟件設(shè)置PSB引腳為高電平，此時LCD12864的數(shù)據(jù)傳輸方式為8位并行傳輸。還有就是單片機內(nèi)部定時器和計數(shù)器的初始化，設(shè)置向單片機的TMOD寄存器寫進0X15，設(shè)置單片機的計數(shù)器0以及定時器1工作，它們的都是工作在工作方式3——16位定時計數(shù)功能。設(shè)置定時器1定時時間為50ms。設(shè)置單片機外部中斷0工作，觸發(fā)方式為下降沿[10]。</p><p

71、>　　4.2.2流速數(shù)據(jù)采集</p><p>　　由于流速計是采用霍爾元件，因此所得到的信號為頻率信號，通過單片機內(nèi)部定時和計數(shù)器組成多倍周期測頻率。之所以采用多倍周期測頻率而不采用直接測量頻率，是因為直接測量頻率會有很大的誤差，而采用多倍周期測頻率則可以在很大的程度上減小誤差。在程序上，用單片機定時100ms，通過計數(shù)器算出10ms內(nèi)脈沖的個數(shù)，就可以采集到流速數(shù)據(jù)[11]。</p><

72、;p>　　4.2.3壓力數(shù)據(jù)采集</p><p>　　壓力傳感器是采用了電阻應(yīng)變式傳感器，所以采集到的信號為模擬信號，其范圍為0～5V。再將采集到的模擬信號傳輸?shù)紸D0809的第一通道（IN0）進行模數(shù)轉(zhuǎn)換。</p><p>　　4.2.4 AD轉(zhuǎn)換</p><p>　　AD轉(zhuǎn)換的目的是為了將采集到的壓力信號轉(zhuǎn)變成單片機可以識別的數(shù)字信號。ADC0809 內(nèi)部

73、帶有輸出鎖存器,可以與AT89S52 單片機直接相連。初始化時，使ST 和OE信號全為低電平。送要第一通道的地址到A，B，C 端口上，由于選擇了第一通道（IN0），所以AD0809的A、B、C端口的都為低電平，地址為0。單片機控制ST 端輸出一個至少有100ns 寬的正脈沖信號。根據(jù)EOC 信號來判斷是否轉(zhuǎn)化完畢。如果沒轉(zhuǎn)換完畢則等待，當EOC變?yōu)楦唠娖綍r，表示轉(zhuǎn)換完畢，這時0E為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)從D0～D7輸出到單片機了，值得注意的

74、是輸出數(shù)據(jù)時D0為高位，D7為低位[12]。</p><p><b>　　4.2.5數(shù)據(jù)處理</b></p><p>　　由于采集到的流速和壓力信號還不是真正的數(shù)據(jù)。必需通過程序計算，才能得到真正的流速壓力數(shù)據(jù)。由于壓力傳感器輸出的信號與實際的壓力數(shù)據(jù)是一個線性的關(guān)系，因此通過對輸出信號與實際壓力數(shù)據(jù)之間關(guān)系的計算，就可以得到實際的壓力數(shù)據(jù)。壓力傳感器輸出的模擬信號范

75、圍為0～5V，測量水壓的范圍為0～1000mm水柱，水壓與信號之間的關(guān)系為：</p><p>　　N=U/5*1000*9.8</p><p>　　其中U為壓力傳感器經(jīng)過AD0809轉(zhuǎn)換后的輸出電壓值,5為AD0809的參考電壓正5V，1000為測量水壓的范圍1000mm水柱，9.8為1mm水柱與1Pa之間的轉(zhuǎn)換系數(shù)。水壓的單位為帕（Pa）。根據(jù)表達式在編程時利用C語言直接用一條語句就可以

76、將水壓表達出來。</p><p>　　采集到的流速信號是一個頻率信號，需要利用流速傳感器輸出的信號與流體流速的關(guān)系計算出真正的流速。它們之間的關(guān)系也是一個線性關(guān)系。其關(guān)系的表達式為：</p><p><b>　　v＝N×V/S</b></p><p>　　其中N為轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動的次數(shù)，V為流速傳感器內(nèi)部“空室”的體積，V為常數(shù)3cm3。S為

77、出水管道的橫截面積，也個常數(shù)0.7cm2.因此只要利用單片機的計數(shù)功能計算出100ms內(nèi)脈沖的個數(shù)，即流體推動轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動的圈數(shù)N，就可以得到流速v。</p><p>　　4.2.6 LCD顯示</p><p>　　本設(shè)計LCD12864所采用的通信方式是并行通信，之所以采用并行通信是因為相比于串行通信，并行的通信速度會快很多。其中LCD12864的RS，RW和E引腳為指令控制引腳。通過這三個

78、端口之間的配合，可以實現(xiàn)讀數(shù)據(jù)、寫數(shù)據(jù)、讀指令和寫指令等命令。設(shè)置RS為“0”，RW為“0”時為寫指令，設(shè)置RS為“0”，RW為“1”時為讀指令，設(shè)置RS為“1”，RW為“0”時為寫數(shù)據(jù)，設(shè)置RS為“1”，RW為“1”時為讀數(shù)據(jù)。設(shè)置好指令之后單片機就向LCD12864的數(shù)據(jù)腳D0～D7輸入所需要的數(shù)據(jù)等。把壓力值和流速值顯示出來。</p><p><b>　　4.2.7語音播放</b>&l

79、t;/p><p>　　語音是先錄到ISD1760芯片中，再通過單片機與ISD1760芯片通信將需要的語音播放出來。為了使單片機能與ISD1760通信，單片機必須遵照ISD1760的SPI串行接口操作協(xié)議：</p><p>　　(1) 一個SPI處理開始于/SS管腳的下降沿。 </p><p>　　(2) 在一個完整的SPI指令傳輸周期，/SS管腳必須保持低電平。 <

80、;/p><p>　　(3) 數(shù)據(jù)在SCLK的上升沿鎖存在芯片的MOSI管腳，在SCLK的下降沿從MISO管腳輸出，并且首先移出低位。 </p><p>　　(4) SPI指令操作碼包括命令字節(jié)，數(shù)據(jù)字節(jié)和地址字節(jié)，這決定于1760指令類型。 </p><p>　　(5) 當命令字及地址數(shù)據(jù)輸入到MOSI管腳時，同時狀態(tài)寄存器和當前行地址信息從MISO管腳移出。 <

81、/p><p>　　(6) 一個SPI處理在/SS變高后啟動。 </p><p>　　(7) 在完成一個SPI命令的操作后，會啟動一個中斷信息，并且持續(xù)保持為低，直到芯片收到CLR_INT命令或者芯片復(fù)位。 </p><p>　　(8) MOSI數(shù)據(jù)格式，MOSI是SPI接口的“主機輸出從機接收端”。數(shù)據(jù)在SCLK的上升沿鎖存進芯片，并且低位首先移出。ISD1760的SP

82、I指令格式依賴于命令的類型， 根據(jù)不同類型的命令，指令可能是兩個字節(jié)，也可能多達7個字節(jié)。MOSI的一般序列由表4.1列出，送到芯片的第一個字節(jié)是命令字節(jié)，這個字節(jié)確定了芯片將要完成的任務(wù)。其中命令字節(jié)的C4確定LED功能是否被激活。當C4=1，LED指示被開啟，功能開啟后，每一個SPI指令啟動后，LED燈會閃亮一下。在命令字節(jié)之后，與之相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)字節(jié)有可能包括對用來存儲信息進行精確操作的起始和結(jié)束地址。</p><

83、;p>　　多數(shù)的指令為兩個字節(jié)，需要地址信息的指令則為七個字節(jié)。例如 LD_APC 指令為三個字節(jié)，在其第二和第三字節(jié)是指令的數(shù)據(jù)字節(jié)。有兩種11位地址的設(shè)置，即<S10:S0>和<E10:E0>，作為二進制地址的存放位置。芯片存儲地址從第一個提示音的地址0x0000開始計算，但是 0x000-0x00F地址平均保留給了4個提示音。從0x010地址開始，才是非保留的存儲區(qū)域，即真正的錄音區(qū)。</p&g

84、t;<p>　　表4.1 MOSI 數(shù)據(jù)時序表</p><p>　　(9) MISO數(shù)據(jù)格式。MISO即1760的“主機接收從機發(fā)送”管腳，數(shù)據(jù)在SCLK的下降沿從 MISO管腳輸出，并且低位首先移出。MISO的一般序列由表4.2列出，對應(yīng)每一個指令，MISO會伴隨著指令碼的輸入，在前兩個字節(jié)返回芯片當前的狀態(tài)和行地址信息<A10:A0>。而 RD_STATUS，RD_PLAY_PNTR

85、，RD_REC_PNTR和RD_APC這些命令會在前兩個字節(jié)之后產(chǎn)生額外的信息。</p><p>　　表4.2 MISO數(shù)據(jù)時序表</p><p>　　在輸出信息中，第一字節(jié)的狀態(tài)位提供了重要的信息，該信息標明了上一個SPI命令發(fā)送后的結(jié)果。例如，第一字節(jié)中的0位（command error bit）用來指示芯片是否接收了上一個SPI命令。而<A10:A0>地址位則給出了當

86、前地址。第一和第二個數(shù)據(jù)字節(jié)的內(nèi)容取決于上一個SPI命令。第五，第六和第七字節(jié)則是重復(fù)SR0狀態(tài)寄存器的內(nèi)容。</p><p>　　(10)SPI協(xié)議格式</p><p>　　圖4.2 SPI時序圖</p><p>　　一個SPI命令總是由第一個命令字節(jié)開始。其SPI的時序如圖4.2所示。命令字節(jié)中的bit4位（LED）是具有特殊用途的。這個bit4位可以控制LED

87、的輸出。如果使用者想開啟這個操作LED的功能，那么所有的SPI命令字都要將這個bit4位置1。在SPI模式下，存儲位置都可以通過行地址很容易地進行訪問。主控單片機可以訪問任何行地址，包括存儲SE音效的行地址（0x000－0x00F）。像SET_PLAY，SET_REC和SET_ERASE這些命令需要一個精確地起始地址和結(jié)束地址。如果開始地址和結(jié)束地址相同，那么ISD1760將只在這一行進行操作。SET_ERASE操作可以精確地擦除在起始

88、地址和結(jié)束地址間的所有信息。SET_REC操作從起始地址開始錄音，并結(jié)束于結(jié)束地址，并且在結(jié)束地址自動加上EOM標志。同理，SET_PLAY操作從起始地址播放語音信息，在結(jié)束地址停止播放。另外，SET_PLAY，SET_REC和SET_ERASE命令有一個先入先出的緩存器，使得從一個存儲塊到下一個存儲塊之間實現(xiàn)無縫轉(zhuǎn)移。這個先入先出的緩存器只有在相同類型的SET命令下才有效。也就是說SET_PLAY在SET_</p>&l

89、t;p>　　要使單片機播放出隨機的數(shù)據(jù)，首先要將0~9以及千、百、十、點等語句分段錄到ISD1760固定的儲存區(qū)里，再通過單片機與ISD1760進行ISP通信協(xié)議控制ISD1760語音芯片播放所需要的語音[13]。</p><p><b>　　5作品調(diào)試</b></p><p><b>　　5.1硬件調(diào)試</b></p>&l

90、t;p>　　根據(jù)畫好的電路原理圖焊接各單元模塊的電路。用萬用表檢測電源線與地線之間是否短路。排除短路現(xiàn)象之后接上5V直流電源，觀察電源模塊上的電源指示燈是否亮起。接著用示波器檢測起振模塊是否工作，正常情況下晶振的起振的波形是一個頻率為12MHz的正弦波，接著檢測單片機是否工作，主要是檢測單片機第40腳（VCC）與第20腳（GND）之間的電壓是否為5V。再檢測復(fù)位模塊，在沒按下復(fù)位按鍵之前用萬用表測量RST是否為低電平，按下復(fù)位按鍵

91、之后RST引腳變成高電平，單片機重新啟動。打開水泵的控制開關(guān)，發(fā)現(xiàn)沒有采集到流速數(shù)據(jù)，觀察到轉(zhuǎn)輪有轉(zhuǎn)動，但單片機采集不到流速信號。檢查了很久，想了也久也沒有找到問題的所在，于是再次查閱霍爾元件的技術(shù)手冊，發(fā)現(xiàn)霍爾元件信號輸出引腳必須加一個阻值為5K左右的上拉電阻，加上之后發(fā)現(xiàn)問題解決了，單片機可以采集到流速數(shù)據(jù)。在檢查壓力模塊時，發(fā)現(xiàn)壓力數(shù)據(jù)不正確！改變水壓的壓力，發(fā)現(xiàn)壓力數(shù)據(jù)不是按線性增加的，而是無規(guī)律的變化著。通過查閱相關(guān)資料，發(fā)現(xiàn)

92、AD0809的輸出的數(shù)據(jù)的高低位與單片機P口的高低位接反了！經(jīng)過改正之后問題也順利解決。調(diào)節(jié)LCD12864第3腳的可調(diào)電阻，將LCD12</p><p><b>　　5.2軟件調(diào)試</b></p><p>　　在Keil軟件上根據(jù)軟件流程圖用C語言編寫程序，編譯程序，更改錯誤的語句直到無錯誤為止。接著生產(chǎn)一個HEX文件，用燒錄器將生產(chǎn)的HEX文件燒錄到AT89S52

93、單片機中。再把單片機接到硬件電路上檢測程序。發(fā)現(xiàn)顯示的流速數(shù)據(jù)和壓力數(shù)據(jù)不正常，與實際值之間存在差異。經(jīng)過多次的檢查程序與算法，也找不出問題的所在。上網(wǎng)搜索類似問題，發(fā)現(xiàn)單片機在處理浮點數(shù)據(jù)問題上會不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失。改用成整型數(shù)據(jù)之后，問題得到解決，不過采用整型數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的精確度會有所下降。但是不會對整個系統(tǒng)功能產(chǎn)生大的影響。經(jīng)過檢查其它模塊正常工作。整個硬件調(diào)試結(jié)束。</p><p><b>

94、　　總 結(jié)</b></p><p>　　本設(shè)計本著方便、實用性、易于擴展的指導思想，采用AT89S52為中央處理器加上各種外圍電路構(gòu)成了整個單片機控制系統(tǒng)。在設(shè)計中運用霍爾元件測量流速，使用電阻應(yīng)變式傳感器測量壓力，采用LCD12684作為數(shù)據(jù)顯示，經(jīng)過設(shè)計、制作和調(diào)試，最終實現(xiàn)了當初設(shè)定所要達到的技術(shù)指標。</p><p>　　本次設(shè)計的具體步驟如下：</p>

95、<p>　　1、系統(tǒng)整體設(shè)計，根據(jù)設(shè)計要求，選擇合理可行的設(shè)計總體方案，實現(xiàn)系統(tǒng)功能。</p><p>　　2、元件選擇，根據(jù)需求分析選擇電子元器件，以達到設(shè)計的目的。</p><p>　　3、硬件設(shè)計，用Protel軟件畫好電路原理圖[14]。</p><p>　　4、軟件設(shè)計，畫好程序流程圖，設(shè)計主程序和子程序。</p><p>

96、;　　5、焊接電路板，把電子元件焊接到做好的電路板上，對電路進行檢查。</p><p>　　6、在仿真器上對系統(tǒng)進行軟、硬件調(diào)試，修改錯誤或改進缺陷，找出硬件錯誤。</p><p>　　7、對整個系統(tǒng)進行聯(lián)合調(diào)試，使系統(tǒng)達到本次設(shè)計的設(shè)計要求。</p><p>　　此次制作讓我明白到在平時學習的理論知識在此時通過實際的動手操作得到加強和提高。同時讓我明白到一個道理，

97、就是——盡信書不如無書。對于書本的理論知識，我們在學習的同時應(yīng)該多提出疑問，對懷疑的地方，應(yīng)該通過實際的動手去驗證。俗話說實踐出真知，只有通過實際的操作，才能弄清誰是誰非。對于錯誤的地方，我們應(yīng)該及時改正，用另外可行的方案去實現(xiàn)功能。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]求是科技編著.單片機典型模塊設(shè)計實例導航2版［M］．北京：人民

98、郵電出版社.2004．</p><p>　　[2]周潤景，張麗娜，丁莉．基于PROTEUS的電路及單片機系統(tǒng)設(shè)計與仿真 2版［M］．北京：北京航空航天大學出版社．2007．</p><p>　　[3]余發(fā)山.單片機原理及及應(yīng)用技術(shù)［M］.中國礦業(yè)大學出版社.2003．</p><p>　　[4]Muhammad Ali Mazidi, Janice Mazidi,

99、Janice Gillispie Mazidi．The 8051 Microcontroller and Embedded Systems［M］.USA：Prentice Hall.1999．</p><p>　　[5]Gene H Miller. Microcomputer Engineering［M］.USA：Prentice Hall.2003.</p><p>　　[6]張迎新.單

100、片機初級教程-單片機基礎(chǔ)2版［M］.北京: 北京航空航天大學出版社．2006.</p><p>　　[7]余孟嘗.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程3版［M］．北京：高等教育出版社.2006．</p><p>　　[8] Floyd TL.Electronic Devices Prentice Hill［M］.USA： Prentice Hall .1999.</p><p>

101、;　　[9]邵世凡.模擬電子技術(shù)［M］.杭州：浙江大學出版社.2007．</p><p>　　[10]楊振江，杜鐵軍，李群．流行單片機實用子程序及應(yīng)用實例［M］.西安：西安電子科技大學出版社.2002．</p><p>　　[11]劉鯤，孫春亮.單片機C語言入門［M］.北京：人民郵電出版社.2008．</p><p>　　[12]張俊謨.單片機中級教程［M］.北京航

102、空航天大學出版.2006． </p><p>　　[13]Brian W Kernighan,Dennis M Ritchie. C Programming Language［M］.USA：Prentice Hall.1988.</p><p>　　[14]于學禹.Protel2004電路設(shè)計入門與應(yīng)用［M］.北京：機械工業(yè)出版.2007．</p><p><

103、b>　　致 謝</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計得以成功實現(xiàn)。還得感謝我的指導老師——xx老師！感謝xx老師提供的技術(shù)支持！感謝我的父母！感謝他們提供的物資支持！感謝我的朋友！感謝他們提供的精神支持！最后當然還得感謝一下參考書籍的作者。感謝網(wǎng)友，在我碰到問題時，互聯(lián)網(wǎng)上網(wǎng)友的解答都可以讓我找到解決問題的辦法。</p><p><b>　　附錄A</

104、b></p><p><b>　　程序：</b></p><p>　　#include<regx52.h></p><p>　　#include<intrins.h></p><p>　　#include<absacc.h></p><p>　　#defi

105、ne lcd_data P0</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define LCM_DATA P2</p><p>　　#define BUSY_FLAG P2^7</p><p>

106、　　#define PORT P0</p><p>　　sbit LCM_E=P3^5;</p><p>　　sbit LCM_RW=P3^6;</p><p>　　sbit LCM_RS=P3^7;</p><p>　　sbit LCM_RET=P3^0;</p><p>　　sbit CONTR=P3^3;<

107、/p><p>　　sbit SS=P0^3;</p><p>　　sbit SCLK=P0^2;</p><p>　　sbit MOSI=P0^1;</p><p>　　sbit MISO=P0^0;</p><p>　　sbit ST=P3^6;</p><p>　　sbit EOC=P3^3;&

108、lt;/p><p>　　sbit OE=P3^1;</p><p>　　uchar statu;</p><p>　　uchar StartAdr,EndAdr;</p><p>　　uchar data tab[10]={'0','1','2','3','4',&#

109、39;5','6','7','8','9'};</p><p>　　uchar a=0,b=0,c=0,d=0,e=0,f=0,g=0,h=0,i=0,j=0,k=0;</p><p>　　uint count=0,teep=0,LS=0,num=0,how=0;</p><p>　　uint