1、單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)1/15單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)2/15設(shè)計(jì)一壓力測控系統(tǒng)，系統(tǒng)的具體要求如下：設(shè)計(jì)一壓力測控系統(tǒng)，系統(tǒng)的具體要求如下： 1 1）壓力檢測）壓力檢測 檢測來自壓力傳感器輸出的電壓信號(hào)（檢測來自壓力傳感器輸出的電壓信號(hào)（0 05v5v），通過），通過a/da/d轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 2 2）工程變換）工程變換 將轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行工程變換，即將轉(zhuǎn)換結(jié)果再轉(zhuǎn)換為壓力大?。▋H保留整數(shù)部將轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行工程變換，即將轉(zhuǎn)換結(jié)果再轉(zhuǎn)換為壓力大?。▋H保留整數(shù)部分）。分）。 3 3）鍵盤）鍵盤 用于設(shè)置壓力的報(bào)警值。用于設(shè)置壓力的報(bào)警值。 4 4）數(shù)碼）數(shù)碼ledled顯示

2、顯示 用于顯示壓力報(bào)警值的上限和下限，并顯示當(dāng)前壓力值。壓力值在用于顯示壓力報(bào)警值的上限和下限，并顯示當(dāng)前壓力值。壓力值在0 0100100之間。之間。 5 5）報(bào)警控制）報(bào)警控制 當(dāng)前壓力值超過報(bào)警值時(shí)，通過蜂鳴器報(bào)警，并控制電機(jī)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。當(dāng)前壓力值超過報(bào)警值時(shí)，通過蜂鳴器報(bào)警，并控制電機(jī)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。壓力值低于下限時(shí)，合上控制電機(jī)正轉(zhuǎn)的繼電器，控制電機(jī)正轉(zhuǎn)，壓力升高，壓壓力值低于下限時(shí)，合上控制電機(jī)正轉(zhuǎn)的繼電器，控制電機(jī)正轉(zhuǎn)，壓力升高，壓力值升高到正常范圍后，打開正轉(zhuǎn)繼電器，電機(jī)停轉(zhuǎn)；壓力值高于上限時(shí)，合上力值升高到正常范圍后，打開正轉(zhuǎn)繼電器，電機(jī)停轉(zhuǎn)；壓力值高于上限時(shí)，合上控制電

3、機(jī)反轉(zhuǎn)的繼電器，控制電機(jī)反轉(zhuǎn)，壓力值下降到正常范圍后，打開反轉(zhuǎn)繼控制電機(jī)反轉(zhuǎn)的繼電器，控制電機(jī)反轉(zhuǎn)，壓力值下降到正常范圍后，打開反轉(zhuǎn)繼電器，電機(jī)停轉(zhuǎn)。沒有超過報(bào)警值時(shí)，繼電器都打開，電機(jī)不轉(zhuǎn)。電器，電機(jī)停轉(zhuǎn)。沒有超過報(bào)警值時(shí)，繼電器都打開，電機(jī)不轉(zhuǎn)。 6 6）上位機(jī)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)）上位機(jī)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)通過計(jì)算機(jī)顯示當(dāng)前的壓力值以及報(bào)警值。通過計(jì)算機(jī)顯示當(dāng)前的壓力值以及報(bào)警值。 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)3/151 1單片機(jī)選型單片機(jī)選型 進(jìn)行單片機(jī)選型時(shí)，應(yīng)盡量了解較多種類單片進(jìn)行單片機(jī)選型時(shí)，應(yīng)盡量了解較多種類單片機(jī)的性能指標(biāo)和包含的資源。根據(jù)系統(tǒng)的要求，選機(jī)的性能指標(biāo)和包含的資源。根據(jù)系統(tǒng)的

4、要求，選用合適的單片機(jī)。目前許多單片機(jī)具有較高的集成用合適的單片機(jī)。目前許多單片機(jī)具有較高的集成度，因此，如果有模擬量檢測的要求時(shí)，應(yīng)盡量選度，因此，如果有模擬量檢測的要求時(shí)，應(yīng)盡量選擇帶有擇帶有a/da/d轉(zhuǎn)換模塊的單片機(jī)。并且，應(yīng)該注意所轉(zhuǎn)換模塊的單片機(jī)。并且，應(yīng)該注意所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的應(yīng)用場合，選擇適當(dāng)?shù)男酒燃墸ㄜ娪迷O(shè)計(jì)系統(tǒng)的應(yīng)用場合，選擇適當(dāng)?shù)男酒燃墸ㄜ娪眉墶⒐I(yè)級和商用級）。級、工業(yè)級和商用級）。 stc12c5410ad單片機(jī)片內(nèi)集成了單片機(jī)片內(nèi)集成了8通道通道10位位高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器，并且，具有較多的通用高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器，并且，具有較多的通用i/o和片和片上外設(shè)（定時(shí)器、上外設(shè)（定時(shí)器

5、、uart等），因此，在本系統(tǒng)的等），因此，在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，可以采用設(shè)計(jì)中，可以采用stc12c5410ad作為系統(tǒng)的檢測作為系統(tǒng)的檢測與控制中心。與控制中心。 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)4/152 2人機(jī)接口的設(shè)計(jì)選型人機(jī)接口的設(shè)計(jì)選型 系統(tǒng)要求使用鍵盤設(shè)置壓力的報(bào)警上限值和下系統(tǒng)要求使用鍵盤設(shè)置壓力的報(bào)警上限值和下限值，使用限值，使用led進(jìn)行顯示。在此，使用進(jìn)行顯示。在此，使用4個(gè)按鍵作個(gè)按鍵作為系統(tǒng)鍵盤，選用為系統(tǒng)鍵盤，選用8位位led顯示，用以顯示壓力的顯示，用以顯示壓力的報(bào)警值（上限、下限）、當(dāng)前值和當(dāng)前時(shí)間。報(bào)警值（上限、下限）、當(dāng)前值和當(dāng)前時(shí)間。 傳統(tǒng)的鍵盤和傳統(tǒng)的鍵盤和l

6、ed顯示電路設(shè)計(jì)，一般采用掃顯示電路設(shè)計(jì)，一般采用掃描的方式。即，鍵盤采用掃描方式，描的方式。即，鍵盤采用掃描方式，led顯示采顯示采用動(dòng)態(tài)掃描方式。鍵盤和用動(dòng)態(tài)掃描方式。鍵盤和led設(shè)計(jì)時(shí)，公用其中設(shè)計(jì)時(shí)，公用其中的某些口線。在本例中，鍵盤采用掃描方式，而的某些口線。在本例中，鍵盤采用掃描方式，而led采用串行并行轉(zhuǎn)換芯片采用串行并行轉(zhuǎn)換芯片74hc595進(jìn)行顯示。進(jìn)行顯示。 除了除了led顯示外，常見的信息顯示方式還有顯示外，常見的信息顯示方式還有l(wèi)cd顯示（即液晶顯示）。限于篇幅，有關(guān)顯示（即液晶顯示）。限于篇幅，有關(guān)lcd顯示的內(nèi)容，放在與本教材配套的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中講顯示的內(nèi)容，放在與本

7、教材配套的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中講解。解。 為了顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)，設(shè)計(jì)一個(gè)運(yùn)行指為了顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)，設(shè)計(jì)一個(gè)運(yùn)行指示燈。當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，能夠以一定的頻率閃爍。示燈。當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，能夠以一定的頻率閃爍。單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)5/153 3繼電器控制繼電器控制 單片機(jī)單片機(jī)i/o引腳本身的驅(qū)動(dòng)能力有限，因此，一般情況下，引腳本身的驅(qū)動(dòng)能力有限，因此，一般情況下，不能使用單片機(jī)的不能使用單片機(jī)的i/o引腳直接控制繼電器。在常見的控制系引腳直接控制繼電器。在常見的控制系統(tǒng)中，往往利用單片機(jī)統(tǒng)中，往往利用單片機(jī)i/o引腳加上驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)小功率繼電引腳加上驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)小功率繼電器，這個(gè)小功率繼電器

8、作為中間繼電器，再用中間繼電器驅(qū)器，這個(gè)小功率繼電器作為中間繼電器，再用中間繼電器驅(qū)動(dòng)控制大功率繼電器。使用中間繼電器控制大功率繼電器的動(dòng)控制大功率繼電器。使用中間繼電器控制大功率繼電器的方法，在一般的電器控制教材上都有詳細(xì)的介紹，在此從略。方法，在一般的電器控制教材上都有詳細(xì)的介紹，在此從略。連接單片機(jī)連接單片機(jī)i/o引腳和中間繼電器的驅(qū)動(dòng)電路，可以使用現(xiàn)成引腳和中間繼電器的驅(qū)動(dòng)電路，可以使用現(xiàn)成的集成驅(qū)動(dòng)電路，如的集成驅(qū)動(dòng)電路，如uln2803，也可以利用分離元件自行設(shè)，也可以利用分離元件自行設(shè)計(jì)。為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力，在單片機(jī)的計(jì)。為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力，在單片機(jī)的i/o引腳和中間

9、引腳和中間繼電器之間最好采用光電隔離技術(shù)。由于本系統(tǒng)只需要控制繼電器之間最好采用光電隔離技術(shù)。由于本系統(tǒng)只需要控制兩個(gè)繼電器，因此，這里的驅(qū)動(dòng)電路使用分離元件進(jìn)行設(shè)計(jì)。兩個(gè)繼電器，因此，這里的驅(qū)動(dòng)電路使用分離元件進(jìn)行設(shè)計(jì)。單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)6/154 4上位機(jī)監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)上位機(jī)監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)和單片機(jī)的串行通信可以采用計(jì)算機(jī)和單片機(jī)的串行通信可以采用rs-232、rs-422或或rs-485總線標(biāo)準(zhǔn)接總線標(biāo)準(zhǔn)接口。口。 從硬件上講，計(jì)算機(jī)的串行口是從硬件上講，計(jì)算機(jī)的串行口是rs232電平的，而單片機(jī)的串口是電平的，而單片機(jī)的串口是ttl電電平的。因此，要實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與計(jì)算機(jī)之

10、間的串行通信，必須通過電路實(shí)現(xiàn)平的。因此，要實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的串行通信，必須通過電路實(shí)現(xiàn)ttl電平和電平和232電平的轉(zhuǎn)換。常用的電平轉(zhuǎn)換集成電路是電平的轉(zhuǎn)換。常用的電平轉(zhuǎn)換集成電路是max232。 從軟件的角度講，要實(shí)現(xiàn)上位機(jī)監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)，需要掌握目前流行的基從軟件的角度講，要實(shí)現(xiàn)上位機(jī)監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)，需要掌握目前流行的基于于windows操作系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)?？梢赃x擇較容易上手的操作系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)?？梢赃x擇較容易上手的visual basic開發(fā)環(huán)境，開發(fā)環(huán)境，進(jìn)行監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)。當(dāng)然，如果還涉及到數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)和管理問題，如每隔進(jìn)行監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)。當(dāng)然，如果還涉及到數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)和管理

11、問題，如每隔一定的時(shí)間，將壓力值存入到數(shù)據(jù)庫，并且具備數(shù)據(jù)查詢功能，則可以選擇數(shù)一定的時(shí)間，將壓力值存入到數(shù)據(jù)庫，并且具備數(shù)據(jù)查詢功能，則可以選擇數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序的強(qiáng)大開發(fā)工具據(jù)庫應(yīng)用程序的強(qiáng)大開發(fā)工具powerbuilder。至于如何在。至于如何在powerbuilder中實(shí)現(xiàn)中實(shí)現(xiàn)串行通信功能以及數(shù)據(jù)庫的開發(fā)設(shè)計(jì)等問題，可以參考由機(jī)械工業(yè)出版社出版串行通信功能以及數(shù)據(jù)庫的開發(fā)設(shè)計(jì)等問題，可以參考由機(jī)械工業(yè)出版社出版的的powerbuilder數(shù)據(jù)庫開發(fā)技術(shù)數(shù)據(jù)庫開發(fā)技術(shù)（陳桂友等編著）一書。（陳桂友等編著）一書。單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)7/151 1cpucpu基本單元電路基本單元電路p

12、02p03vccc30.1fxtal27xtal18pwm0/pca0/cex0/p3.76vcc32gnd16p1.2/adc222p0.06p0.110p0.223p0.326p2.32rxd/p3.04txd/p3.15p1.4/ss/adc425p1.5/mosi/adc527p1.6/miso/adc628p1.7/sclk/adc729stc12c5410adrxdtxdc115pfc215pf11.0592mhzain2spiclkmosip00p01negativepwmp2.131p21p2.2 1p22p2.617p26p2.718p27p2.515 positivep1.

13、020p1.121runalarm+c910frst3r261k單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)8/152 2聲光報(bào)警電路聲光報(bào)警電路vd2vd1vccrunvd5+c14vccu2bellr4vt1r1r2r21alarmpwmvcc47f1k1k1k1k單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)9/153 3rs232rs232通信接口電路通信接口電路 c7c11c9c10c8vcc162738495db9c1+1c1-3c2-5gnd15v-6v+2vcc16tiout14r1in13r1out12t1in11c2+4u3max232rxdtxd1f1f1f1f1f單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)10/154

14、 4繼電器控制電路圖繼電器控制電路圖 u5tlp521-1negativer81krly25vspdtvt38050vd41n4007u4tlp521-1positiver5390r61krly15vspdtvt28050vd31n4007vccr7390vccvccvcc單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)11/155 5鍵盤和顯示控制電路鍵盤和顯示控制電路 dpgfedcba/sclr10qa15vcc16qb1sck11qc2ser14qd3rck12qe4/g13qf5qg6gnd8qh774hc595spiclkmosip27vccgndp21u64758a)dig7dig6dig4dig3

15、dig2dig1dig0/sclr10qa15vcc16qb1sck11qc2ser14qd3rck12qe4/g13qf5qg6gnd8qh774hc595spiclkmosip26vccgndp22u75.1k8b)dig5vt49012vt59012vt69012vt79012vccdig0dig1dig2dig3com0com1com2com3vt89012vt99012vt109012vt119012vccdig4dig5dig6dig7com4com5com6com7c)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)12/155 5鍵盤和顯示控制電路鍵盤和顯示控制電路 abcdefgdpcomabd

16、cefgdpds0abcdefgdpabcdefgdpcomabdcefgdpds7abcdefgdpd)com0com7s1s2s3s4vccp00p01p02p03gnd10k43304鍵盤電路圖鍵盤電路圖 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)13/15 單片機(jī)的檢測報(bào)警程序采用單片機(jī)的檢測報(bào)警程序采用c語言編寫。語言編寫。 系統(tǒng)采用每系統(tǒng)采用每10ms循環(huán)采樣的方式采集壓力信循環(huán)采樣的方式采集壓力信號(hào)（在此假設(shè)采用號(hào)（在此假設(shè)采用8位轉(zhuǎn)換精度）。使用定時(shí)器位轉(zhuǎn)換精度）。使用定時(shí)器0實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)10毫秒的定時(shí)。報(bào)警聲音通過毫秒的定時(shí)。報(bào)警聲音通過pwm控制蜂鳴器控制蜂鳴器發(fā)出，監(jiān)測的壓力值超過上限時(shí)，發(fā)出上限報(bào)警聲發(fā)出，監(jiān)測的壓力值超過上限時(shí)，發(fā)出上限報(bào)警聲音（高音調(diào)）；監(jiān)測的壓力值低于下限時(shí)，發(fā)出下音（高音調(diào)）；監(jiān)測的壓力值低于下限時(shí)，發(fā)出下限報(bào)警聲音（低音調(diào)）。不管發(fā)生哪種報(bào)警，報(bào)警限報(bào)警聲音（低音調(diào)）。不管發(fā)生哪種報(bào)警，報(bào)警指示燈閃爍（亮指示燈閃爍（亮500ms，滅，滅500ms，通過對定時(shí)器，通過對定時(shí)器0的中斷計(jì)數(shù)的中斷計(jì)數(shù)50次實(shí)現(xiàn)）。如果沒有報(bào)警，則不出現(xiàn)次實(shí)現(xiàn)）。如果沒有報(bào)警，則不出現(xiàn)報(bào)警聲音和閃爍信號(hào)。系統(tǒng)運(yùn)行指示燈通過對定時(shí)報(bào)警聲音和閃爍信號(hào)。系統(tǒng)運(yùn)行指示燈通過對定時(shí)器器0的中斷計(jì)數(shù)的中斷計(jì)數(shù)50次實(shí)現(xiàn)定時(shí)輸出高低脈沖控制次實(shí)現(xiàn)定時(shí)輸出高低脈沖控制d1。 單片