/频率(V/F)转换模块转换为数字脉冲,通过单片机对此脉冲序列的计数等处理后获得实际的气压值,并通过数码管显示电路显示,检测数据是否超出限定值。
但这样的话,程序复杂,不易于实时检测。
最后确定设计采用第 1 方案,即 系统是由 89C51 单片机,传感器,A/D 转换芯片组成的系统 -4- 微机检测系统课程设计说明书2.2 系统总体框图 LED 数码 MPX4250 A/D 模 P1.0-P1.7 P0.0-P0.7 管显示 传感器 数转换 P2.4P2.5 声 光 报 警 AT89C51 单片机 图 2-1 系统总体框图 批注 A3: 框图中 需标注端口 当程序启动后,程序进入初始化阶段。
当传感器检测汽车胎压模拟电压信号经过整形滤波之后输入 ADC0804 芯片等待 A/D 转换,单片机控制 A/D 转换,读取 A/D 转换结果数字量,通过数据处理送入 LED 数码管显示其胎压值。
检测胎压值是否在限定值内,若超出限定值,单片机控制声光报警,提醒驾驶者。
A/D 转换数字量输入单片机 P1 口,单片机 P3.0 控制 ADC0804 芯片 CS 片选端,P3.6控制 ADC0804 芯片 WR 写输入控制端,P3.7 控制 ADC0804 芯片 RD 读输入控制端。
采用动态扫描显示共阴极 LED 数码管单片机 P2.0P2.3 控制 LED 数码管位选端,P0控制 8 段 LED 数码管段选端。
单片机 P2.4、P2.5 分别控制输入警告信号和红色 LED 警告灯。
批注 A4: 每个图均需要解释说明 -5- 微机检测系统课程设计说明书3 系统硬件设计3.1 AT89C51 单片机 AT89C51 是 一 种 带 4K 字 节 闪 烁 可 编 程 可 擦 除 只 读 存 储 器 ( FPEROM—FalshProgrammable and Erasable Read Only Memory)的低电压,高性能 CMOS 8 位微处理器,俗称单片机。
AT89C2051 是一种带 2K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除 100 次。
该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能 8 位 CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL 的 AT89C51 是一种高效微控制器,AT89C2051是它的一种精简版本。
AT89C51 单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
图 3-1 89C51 单片机引脚图 89C51 单片机与早期 Intel 的 8051/8751/8031 芯片的外部引脚和指令系统完全兼容,只不过用 Flash ROM 替代了 ROM/EPROM 而已1。
89C51 单片机内部结构如图所示。
批注 A5: 引用标号格式正确 并 且引用标号顺序正确 -6- 微机检测系统课程设计说明书 图 3-2 89C51 单片机内部结构示意图 各引脚的功能如下: VCC:供电电压。
GND:接地。
P0 口:P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口,每脚可吸收 8TTL 门电流。
当 P1 口的管脚第一次写 1 时,被定义为高阻输入。
P0 能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。
在 FIASH 编程时,P0 口作为原码输入口,当 FIASH 进行校验时,P0 输出原码,此时 P0 外部必须被拉高2。
P1 口:P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,P1 口缓冲器能接收输出4TTL 门电流。
P1 口管脚写入 1 后,被内部上拉为高,可用作输入,P1 口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。
在 FLASH 编程和校验时,P1 口作为低八位地址接收。
P2 口:P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,P2 口缓冲器可接收,输出 4 个TTL 门电流,当 P2 口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。
并因此作为输入时,P2 口的管脚被外部拉低,将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时,P2 口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2 口 -7- 微机检测系统课程设计说明书输出其特殊功能寄存器的内容。
口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制 P2信号。
P3 口:P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口,可接收输出 4 个 TTL 门电流。
当 P3 口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。
作为输入,由于外部下拉为低电平,P3 口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。
RST:复位输入。
当振荡器复位器件时,要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在 FLASH 编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。
在平时,ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的 1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个 ALE 脉冲。
如想禁止 ALE 的输出可在 SFR 8EH 地址上置 0。
此时, ALE 只有在执行 MOVX,MOVC 指令是 ALE 才起作用。
另外,该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁止,置位无效。
PSEN :外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期 批注 A6: 红色突显 为公式字体两次 PSEN 有效。
但在访问外部数据存储器时,这两次有效的 PSEN 信号将不出现。
格式 当 EA : EA 保持低电平时,则在此期间 CPU 只访问外部程序存储器 , (0000H-FFFFH)不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式 1 时, EA 将内部锁定为 RESET;当 EA 端保持高电平时,则执行内部程序存储器中的程序。
在 FLASH 编程期间,此引脚也用于施加12V 编程电源(VPP)。
XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2:来自反向振荡器的输出。
-8- 微机检测系统课程设计说明书3.2 ADC0804 芯片 所谓 A/D 转换器就是模拟/数字转换器(ADC),是将输入的模拟信号转换成数字信号。
信号输入端可以是传感器或转换器的输出,而 ADC 的数字信号也可能提供给微处理器,以便广泛地应用。
ADC0804 芯片是 8 位 COMS 逐次逼近型的 A/D 转换器 图 3-3 ADC0804 芯片引脚图ADC0804 芯片参数:工作电压:5V,即 VCC5V。
模拟输入电压范围:0~5V,即 0≤Vin≤5V。
分辨率:8 位,即分辨率为 1/21/256,转换值介于 0~255 之间。
转换时间:100us(fck 640KHz 时)。
转换误差:±1LSB。
参考电压:2.5V,即 Vref2.5V。
ADC0804 的转换原理:参考电平经 256R 电阻网络输出一个模拟电压 VcVc 与输入模拟 当 量 Vx 在比较器中进行比较。
VcgtVx 时 若 ,该位 Di0; Vc≤Vx 则 Di1,且一直保存到比较结束。
照此处理,从 D7D0 比较 8 次,逐次逼近型寄存器中的数字量,即与模拟量 Vx 所相当的数 字量等值。
此数字量送入后存入锁存器,并同时发出转换结束信 号 -9- 微机检测系统课程设计说明书ADC0804 各个管脚的作用:D0-D7:八位数字量输出端; CLK:为芯片工作提供工作脉冲,计算方式:fck1/1.1×R×C) CS :片选信号; WR :写信号输入端; RD :读信号输入端; INTR :转换完毕中断提供端; 其他管脚连接图,是供电和提供参考电压的管脚输入端。
图 3-4 ADC0804 驱动电路图 - 10 - 微机检测系统课程设计说明书3.3 MPX4250 气压传感器 MPX4250传感器是一种先进的单片硅绝对压力集成传感器,传感器集成芯片上双极运算放大器电路和薄膜电阻器网络提供一个高水平的模拟输出信号. 传感器测量范围:15250 kPa,输出电压:0.24.7V,输入电压可与单片机或微处理器进行A / D转换。
这项专利、单元素传感器结合了先进微加工技术、薄膜金属化和双极处理提供一个精确的、高水平的模拟输出信号应用压力成正比。
图3-5 MPX5500芯片引脚图 MPX4250芯片特性:在0°到85°
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