基于MCS-51單片機(jī)的壓力傳感器實(shí)驗(yàn)

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1、 燕山大學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 題目： 壓力傳感器實(shí)驗(yàn) 學(xué)院（系）： 里仁學(xué)院 年級(jí)專業(yè)： 儀表10-2 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 教師職稱： 燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 院（系）：電氣工程學(xué)院 基層教學(xué)單位：儀器科學(xué)與工程系 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 專

2、業(yè)（班級(jí)） 設(shè)計(jì)題目 壓力傳感器實(shí)驗(yàn) 設(shè) 計(jì) 技 術(shù) 參 數(shù) 研究壓力傳感器電路的工作原理和弱信號(hào)傳感器電路。熟悉A/D變換電路的工作原理。利用試驗(yàn)板上提供的壓力傳感器電路，完成壓力的采樣和顯示。 設(shè) 計(jì) 要 求 設(shè)計(jì)測(cè)量和顯示的硬件電路；編制相應(yīng)的程序。 工 作 量 設(shè)計(jì)的內(nèi)容滿足課程設(shè)計(jì)的教學(xué)目的與要求，設(shè)計(jì)題目的難度和工作量適合學(xué)生的知識(shí)和能力狀況，工作量飽滿。 工 作 計(jì) 劃 查閱資料進(jìn)行設(shè)計(jì)準(zhǔn)備、設(shè)計(jì)硬件電路、編制程序，編制程序、驗(yàn)證設(shè)計(jì)、撰寫任務(wù)書。 參 考 資 料 單片微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)及其應(yīng)用 張淑清 國(guó)防

3、工業(yè)出版社 單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù) 張淑清 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)匯編 指導(dǎo)教師簽字 基層教學(xué)單位主任簽字 說(shuō)明：此表一式四份，學(xué)生、指導(dǎo)教師、基層教學(xué)單位、系部各一份。 年 月 日 摘要 此次設(shè)計(jì)是基于8051單片機(jī)的壓力檢測(cè)系統(tǒng)，簡(jiǎn)要介紹了壓力傳感器電路的工作原理和弱信號(hào)傳感器電路以及A/D變換電路的工作原理,通過(guò)壓力傳感器將需要測(cè)量的位置的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器進(jìn)行信號(hào)放大，送至8位A／D轉(zhuǎn)換器ADC0808，然后將模擬信

4、號(hào)轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)單片機(jī)轉(zhuǎn)換成LED顯示器可以識(shí)別的信息，最后顯示輸出。 關(guān)鍵詞： 8051單片機(jī) 壓力傳感器 A/D變換電路 LED顯示器 目錄 摘要---------------------------- -------------------------------------------------------------------------2 關(guān)鍵字---------------- ----------------------------------------

5、------------------------------------------2 第一章 總體設(shè)計(jì)方案及模塊劃分---------------------------------------------------------------4 1.1總體設(shè)計(jì)方案--------------------------------------------------------------------------------4 1.2模塊劃分--------------------------------------------------------------------

6、------------------4 1.3設(shè)計(jì)框圖如下圖所示-----------------------------------------------------------------------5 第二章各模塊設(shè)計(jì)參數(shù)-------------------------------------------------------------------------------5 2.1傳感器元件模塊------------------------------------------------------------------------------5 2.

7、2 A/D轉(zhuǎn)換模塊---------------------------------------------------------------------------------8 2.3控制器處理模塊-----------------------------------------------------------------------------14 第三章 壓力傳感器實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集、顯示及程序---------------------------------------------20 3.1數(shù)據(jù)采集及顯示-------------------------

8、----------------------------------------------------20 3.2程序設(shè)計(jì)--------------------------------------------------------------------------------------20 第四章 心得體會(huì)--------------------------------------------------------------------------------------29 參考文獻(xiàn)資料-------------------------------------

9、-----------------------------------------------------30 第一章總體設(shè)計(jì)方案及模塊劃分 1.1 總體設(shè)計(jì)方案 本次設(shè)計(jì)是基于8051單片機(jī)的測(cè)量與顯示。電路采用ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，ADC0809是CMOS工藝，采用逐次逼近法的8位A/D轉(zhuǎn)換芯片，片內(nèi)有帶鎖存功能的8路模擬電子開(kāi)關(guān)，先用ADC0809的轉(zhuǎn)換器對(duì)各路電壓值進(jìn)行采樣，然后將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)單片機(jī)轉(zhuǎn)換成LED顯示器可以識(shí)別的信息，最后顯示輸出。本次設(shè)計(jì)是以單片機(jī)組成的壓力測(cè)量，系統(tǒng)中必須有前向通道作為電信號(hào)的輸入通道，用

10、來(lái)采集輸入信息。壓力的測(cè)量，需要傳感器，利用傳感器將壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后，再經(jīng)放大并經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后才能由計(jì)算機(jī)進(jìn)行有效處理。然后用LED進(jìn)行顯示。本設(shè)計(jì)的最終結(jié)果是，將軟件下載到硬件上調(diào)試出來(lái)了需要顯示的數(shù)據(jù)，當(dāng)輸入的模擬信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)候，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后，LED將顯示不同的數(shù)值。 1.2 模塊劃分 （1） 傳感器元件模塊 傳感器元件主要是對(duì)壓力這樣的物理量轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。 （2） A/D轉(zhuǎn)換電路模塊 A/D轉(zhuǎn)換電路是將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，便于單片機(jī)的處理。 （3） 控制器處理模塊 控制器是通過(guò)51系列單片機(jī)對(duì)數(shù)字信號(hào)，按照預(yù)定目的

11、進(jìn)行處理。 （4） 顯示與報(bào)告模塊 顯示與報(bào)告是對(duì)于最終輸出結(jié)果進(jìn)行直觀的表達(dá)。 1.3設(shè)計(jì)框圖如下圖所示： 圖1.3.1 設(shè)計(jì)框圖 第二章 各模塊設(shè)計(jì)參數(shù) 2.1傳感器元件模塊 壓力傳感器是壓力檢測(cè)系統(tǒng)中的重要組成部分，由各種壓力敏感元件將被測(cè)壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成容易測(cè)量的電信號(hào)作輸出，給顯示儀表顯示壓力值，或供控制和報(bào)警使用。力學(xué)傳感器的種類繁多，如電阻應(yīng)變片壓力傳感器、半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器等。 而電阻應(yīng)變式傳感器具有悠久的歷史。由于它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、使用方

12、便、性能穩(wěn)定、可靠、靈敏度高動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、適合靜態(tài)及動(dòng)態(tài)測(cè)量、測(cè)量精度高等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此是目前應(yīng)用最廣泛的傳感器之一，本實(shí)驗(yàn)采用電阻應(yīng)變式傳感器作為壓力傳感器。 壓力傳感器構(gòu)成： 電阻應(yīng)變式傳感器由彈性元件和電阻應(yīng)變片構(gòu)成，當(dāng)彈性元件感受到物理量時(shí)，其表面產(chǎn)生應(yīng)變，粘貼在彈性元件表面的電阻應(yīng)變片的電阻值將隨著彈性元件的應(yīng)變而相應(yīng)變化。通過(guò)測(cè)量電阻應(yīng)變片的電阻值變化，可以用來(lái)測(cè)量位移加速度、力、力矩、壓力等各種參數(shù)。 壓力傳感器的工作原理： 本質(zhì)上是惠斯通電橋，這里采用的是最常見(jiàn)的電阻應(yīng)變片式的壓力傳感器。它得到廣泛應(yīng)用的原因是溫度特性好，減小溫度變化帶來(lái)的誤差。膜片上的壓力使得電

13、橋不平衡，從而產(chǎn)生一個(gè)差動(dòng)的輸出信號(hào)，這種結(jié)構(gòu)的基本特性之一是它的差動(dòng)輸出電壓U與偏置電壓U成正比關(guān)系，這種關(guān)系隱含壓力測(cè)量精度直接決定偏置電源的容限值，當(dāng)四個(gè)橋臂電阻達(dá)到相應(yīng)的關(guān)系時(shí)，電橋輸出為零，或則就有電壓輸出同時(shí)，它也能提供一種溫度補(bǔ)償最通用的方法。本實(shí)驗(yàn)研究壓力傳感器電路如圖2.1.1所示，為壓力傳感器的電路，其由三部分組成（1）電源電路部分；（2）電橋電路部分；（3）放大電路部分。 圖2.1.1壓力傳感器電路 如圖示，傳感器采用恒壓源供電，為+15V，經(jīng)過(guò)與分壓(電容起濾波作用)，點(diǎn)5、6、7三點(diǎn)處有相同

14、電壓: (2.1.1) 根據(jù)上式，帶入數(shù)據(jù) ， ，，求得。 經(jīng)過(guò)電路電橋部分，簡(jiǎn)化如下圖2.1.2 UO 圖2.1.2壓力傳感器電橋電路 設(shè)橋臂電阻分別為， ，，則當(dāng)壓力傳感器受力時(shí),電阻變化對(duì)應(yīng)的輸出電壓值為，由于<<1，則上式可化簡(jiǎn)為 (2.1.2) 帶入電阻、電壓值得 .

15、 （2.1.3） 最后經(jīng)過(guò)放大部分，如圖2.1.3，為壓力傳感器的微弱電壓輸出的放大電路。分析它是一個(gè)差分放大電路,其放大倍數(shù)為 ,那么放大后的電壓值為 又，選定材料，這里取，代入式（4.1.3）得.因?yàn)锳∕D轉(zhuǎn)換器的最大輸入電壓為5v，所以該壓力傳感器的測(cè)量范圍為0~80N。 UO UO 圖2.1.3放大電路 2.2. A/D轉(zhuǎn)換模塊 模擬量輸入通道的任務(wù)是將模

16、擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。能夠完成這一任務(wù)的器件稱之為模數(shù)轉(zhuǎn)換器，簡(jiǎn)稱A/D轉(zhuǎn)換器。本次設(shè)計(jì)的中A/D轉(zhuǎn)換器的任務(wù)是將放大器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換位數(shù)字量進(jìn)行輸出。 A/D轉(zhuǎn)換電路的核心元件是ADC0808芯片 ADC0808是ADC0809的簡(jiǎn)化版本，功能基本相同。一般在硬件仿真時(shí)采用ADC0808進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，實(shí)際使用時(shí)采用ADC0809進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。ADC0809是帶有8位A/D轉(zhuǎn)換器、8路多路開(kāi)關(guān)以及微處理機(jī)兼容的控制邏輯的CMOS組件。它是逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，可以和單片機(jī)直接接口。 2.2.1 ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) 由下圖可知，ADC0809由一個(gè)8路模擬開(kāi)關(guān)、一個(gè)

17、地址鎖存與譯碼器、一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開(kāi)關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)OE端為高電平時(shí)，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。 圖2.2.1 2.2.2 ADC0809的引腳結(jié)構(gòu) ADC0809各腳功能如下： D7-D0：8位數(shù)字量輸出引腳 IN0-IN7：8位模擬量輸入引腳 VCC：+5V工作電壓 GND：地 REF（+）：參考電壓正端 REF（-）：參考電壓負(fù)端 START：A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)輸入

18、端。當(dāng)ST上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，ST應(yīng)保持低電平。 ALE：地址鎖存允許信號(hào)輸入端，高電平有效。當(dāng)ALE線為高電平時(shí)，地址鎖存與譯碼器將A，B，C三條地址線的地址信號(hào)進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進(jìn)入轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出引腳。當(dāng)EOC為高電平時(shí)，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。 OE：輸出允許控制端，用以打開(kāi)三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器。 CLK：時(shí)鐘信號(hào)輸入端（一般為500KHz）。 A、B、C：地址輸入線，用于選通IN0－IN7上的一路模擬量輸入。 ADC0809對(duì)輸入模擬量要求：信號(hào)單極性，電壓

19、范圍是0－5V，若信號(hào)太小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過(guò)程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。 2.2.3 ADC0809應(yīng)用說(shuō)明 1） ADC0809內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與AT89S51單片機(jī)直接相連。 2） 初始化時(shí)，使ST和OE信號(hào)全為低電平。 3） 送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到A，B，C端口上。 4） 在ST端給出一個(gè)至少有100ns寬的正脈沖信號(hào)。 5） 是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)EOC信號(hào)來(lái)判斷。 6） 當(dāng)EOC變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，這時(shí)給OE為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機(jī)了。 （4） ADC08

20、09工作時(shí)序圖 在ALE=1期間，模擬開(kāi)關(guān)的地址（ADDC、ADDB和ADDA）存入地址鎖存。輸入啟動(dòng)信號(hào)START的上升沿復(fù)位ADC0809，下降沿啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。EOC為輸出的轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，正在轉(zhuǎn)換時(shí)為0，轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)為1。OE為輸出允許控制端，在轉(zhuǎn)換完成后用來(lái)打開(kāi)輸出三態(tài)門，以便從ADC0809輸出這次轉(zhuǎn)換的結(jié)果。 ADC0809的時(shí)序圖如下圖 2.2.4.接口電路的設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)電路及接線如下圖示 ： 連線 連接孔1 連接孔2 1 IN0 壓力傳感器輸出 2 AD_CS CS2 圖2.2.3

21、接線框圖 圖2.2.4 實(shí)驗(yàn)電路連線圖 A/D轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)及連線圖如上圖所示，AD0809的工作過(guò)程如下：首先用指令選擇0809的一個(gè)模擬輸入通道，當(dāng)執(zhí)行MOVX @DPTR,A時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)給START引腳送入脈沖，開(kāi)始對(duì)選中通道轉(zhuǎn)換。當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束后發(fā)出結(jié)束信號(hào)，置EOC引腳信號(hào)為高電平，該信號(hào)可以作為中斷申請(qǐng)信號(hào)，當(dāng)讀允許信號(hào)到，OE端有高電平，則可以讀出轉(zhuǎn)換的數(shù)字量，利用MOVX A,@DPTR把該通道轉(zhuǎn)換結(jié)果讀到累加器A中。轉(zhuǎn)換電壓為0—5V，調(diào)節(jié)橋路中的

22、電位器，使其輸出電壓為0—5V，可以在較小范圍內(nèi)波動(dòng)，當(dāng)滿量程輸出時(shí)對(duì)應(yīng)八個(gè)1的輸出，由于前邊計(jì)算的電壓變化和電阻變化成正比關(guān)系，而且電阻變化和應(yīng)變成正比，進(jìn)而得出的壓力和電壓是成正比的。傳感器橋路輸出的電壓經(jīng)過(guò)比例變換后轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼的形式送入P0口。 其程序框圖如下： 等待中斷 初始化程序 初始化LCD 進(jìn)入開(kāi)機(jī)界面 開(kāi)始 清屏 啟動(dòng)AD0809 工程量代換轉(zhuǎn)換為壓力值 將結(jié)果分位成十進(jìn)制 調(diào)用LCD顯示子程序（先顯示最高位） 產(chǎn)生中斷

23、 圖五 主程序流程圖 圖六 中斷子程序 2.3控制器處理模塊 本實(shí)驗(yàn)采用8051單片機(jī)，其管腳圖如下： 圖4.4.1 8051管腳圖 其管腳功能如下： 1.電源 （1）VCC - 芯片電源，接+5V； （2）VSS - 接地端； 2.時(shí)鐘 XTAL1、XTAL2 - 晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。 3.控制線（4根） （1）ALE/PROG:地址鎖

24、存允許/片內(nèi)EPROM編程脈沖。 ① ALE功能：用來(lái)鎖存P0口送出的低8位地址。 ② PROG功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，此引腳輸入編程脈沖。 （2）PSEN:外ROM讀選通信號(hào)。 （3）RST/VPD:復(fù)位/備用電源。 ① RST（Reset）功能：復(fù)位信號(hào)輸入端。 ② VPD功能：在Vcc掉電情況下，接備用電源。 （4）EA/Vpp:內(nèi)外ROM選擇/片內(nèi)EPROM編程電源。 ① EA功能：內(nèi)外ROM選擇端。 ② Vpp功能：片內(nèi)有EPROM

25、的芯片，在EPROM編程期間，施加編程電源Vpp。 4.I/O線 80C51共有4個(gè)8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32個(gè)引腳。P3口還有 第二功能，用于特殊信號(hào)輸入輸出和控制信號(hào)（屬控制總線）。 2.4顯示與報(bào)告模塊-----------LCD1602的顯示操作 2.4.1四種基本操作 LCD有四種基本操作，具體如表2.4.1所示。 表2.4.1　LCD與單片機(jī)之間有四種基本操作 RS R/W 操作 0 0 寫命令操作(初始化，光標(biāo)定位等) 0 1 讀狀態(tài)操作(讀忙標(biāo)志位) 1 0 寫數(shù)據(jù)操作

26、(要顯示內(nèi)容) 1 1 讀數(shù)據(jù)操作(可以把顯示存儲(chǔ)區(qū)中的數(shù)據(jù)反讀出來(lái)) (1)讀狀態(tài)字 執(zhí)行讀狀態(tài)字操作，如表2.4.2滿足RS=0，R/W=1。根據(jù)管腳功能，當(dāng)為有效電平時(shí)，狀態(tài)命令字可從LCD模塊傳輸?shù)綌?shù)據(jù)總線。同時(shí)可以保持一段時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)讀狀態(tài)字的功能。讀狀態(tài)字流程如圖2.4.1所示。 圖2.4.1　讀入狀態(tài)字流程圖 (2)命令字 表2.4.2所示為命令字，其主要介紹了指令名稱、控制信號(hào)及控制代碼。其指令名稱是指要實(shí)現(xiàn)的功能；控制代號(hào)是采用的十六進(jìn)制的數(shù)值表示的。 1）清零操作是指輸入某命令字后即能將整個(gè)屏幕顯示的內(nèi)容全部清除； 2）歸home位：將光標(biāo)送到初始

27、位；其中的＊號(hào)為任意，高低電平均可； 3）輸入方式：設(shè)光標(biāo)移動(dòng)方向并指定整體顯示，是否移動(dòng)。I/D=0：減量方式，S=1：移位方式，S=0：不移位； 4）顯示狀態(tài)：D指設(shè)置整體顯示開(kāi)關(guān)；C指設(shè)置光標(biāo)顯示開(kāi)關(guān)；B指設(shè)置光標(biāo)的字符閃耀； 5）光標(biāo)畫面滾動(dòng)：R/L指右移或左移；S/C指移動(dòng)總體或光標(biāo)； 6）功能設(shè)置：DL接口數(shù)位，L指顯示行數(shù)，F(xiàn)顯示字型；如DL=1：8位=0，4位N=1：2行=0：1行，G=1：510=0：57(點(diǎn)陣) 7）CGRAM地址設(shè)制：相當(dāng)于一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，可以在其中選擇所需要的符號(hào)； 8）DDRAM地址設(shè)制：顯示定位； 9）讀BF和AC：B為最高位忙的標(biāo)志，F(xiàn)為

28、標(biāo)志位； 10）寫數(shù)據(jù)：將數(shù)據(jù)按要求寫入到對(duì)應(yīng)的單元； 11）讀數(shù)據(jù)：讀相應(yīng)單元內(nèi)的數(shù)據(jù)； 表2.4.2　命令字 指令名稱 控制信號(hào) 控制代碼 RS RW D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 清屏 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 歸HOME位 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 輸入方式設(shè)制 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 顯示狀態(tài)設(shè)制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 無(wú)標(biāo)畫面滾動(dòng) 0 0 0 0 0 1 S/C

29、 RL * * 功能設(shè)置 0 0 0 0 1 DL N F * * CGRAM地址設(shè)制 0 0 0 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0 DDRAM地址設(shè)制 0 0 1 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 讀BF和AC 0 1 BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 寫數(shù)據(jù) 1 0 數(shù) 據(jù) 讀數(shù)據(jù) 1 1 數(shù) 據(jù) (3)寫命令字 由表2.4.2可知當(dāng)RS=0，R/W=0時(shí)，才可以通過(guò)單片機(jī)或用戶指令把數(shù)據(jù)寫到LCD模塊，此時(shí)就對(duì)LCD進(jìn)行調(diào)制?？刹捎貌?/p>

30、詢方式：先讀入狀態(tài)字，再判斷忙標(biāo)志位，最后寫命令字。圖2.4.2所示為寫命令字的流程圖。 圖2.4.2　寫命令字流程圖 1）定義光標(biāo)位置 顯示數(shù)據(jù)的某位，就是把顯示數(shù)據(jù)寫在相應(yīng)的DDRAM地址中，DDRAM地址占7位。Set　DDRAM　address命令如表2.4.3所示。光標(biāo)定位，寫入一個(gè)顯示字符后，DDRAM地址會(huì)自動(dòng)加1或減1，加或減由輸入方式設(shè)置。 表2.4.3　Set DDRAM address命令 RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 1 AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC

31、1 AC0 第1行DDRAM地址與第2行DDRAM地址并不連續(xù)，如表2.4.4所示。 表2.4.4　DDRAM地址 row 1 2 3 4 5 … 14 15 16 line1 80H 81H 82H 83H 84H … 8dH 8eH 8fH line2 0c0H 0c1H 0c2H 0c3H 0c4H … 0cdH 0ceH 0cfH 2）1602LCD的一般初始化（復(fù)位）過(guò)程 延時(shí)15mS 寫指令38H（不檢測(cè)忙信號(hào)） 延時(shí)5mS 寫指令38H（不檢測(cè)忙信號(hào)） 延時(shí)5mS 寫指令38H（不檢測(cè)忙信號(hào)）

32、 以后每次寫指令、讀/寫數(shù)據(jù)操作均需要檢測(cè)忙信號(hào) 寫指令38H：顯示模式設(shè)置 寫指令08H：顯示關(guān)閉 寫指令01H：顯示清屏 寫指令06H：顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置 寫指令0CH：顯示開(kāi)及光標(biāo)設(shè)置 2.4.2 LCD顯示程序設(shè)計(jì) LCD顯示程序的設(shè)計(jì)一般先要確定LCD的初始化、光標(biāo)定位、確定顯示字符后，顯示流程如圖2.4.4顯示。 圖2.4.4　LCD顯示程序流程圖 2.4.3 AD0809接口電路及LCD接口電路 第三章 壓力傳感器實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集、顯示及程序 3.1數(shù)據(jù)采集及顯示 數(shù)據(jù)處理子程序是整個(gè)程序的核心。主要用來(lái)調(diào)整輸入值系數(shù)，使輸出滿足量程要求。

33、另外完成A/D的采樣結(jié)果從十六進(jìn)制數(shù)向十進(jìn)制數(shù)形式轉(zhuǎn)化。系數(shù)轉(zhuǎn)換在IN0輸入的數(shù)最大為5V，要求壓力200pa對(duì)應(yīng)的是5V，將系數(shù)進(jìn)行一定倍數(shù)的變換，并用小數(shù)點(diǎn)位置的變化體現(xiàn)這一過(guò)程。數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換：在二進(jìn)制數(shù)制中，每向左移一位表示數(shù)增加兩倍。要求壓力80N對(duì)應(yīng)的是5V，而壓力與電壓的變換是線性關(guān)系，對(duì)應(yīng)AD轉(zhuǎn)換器的輸出為八個(gè)1，當(dāng)有一定的壓力值輸入時(shí)，對(duì)應(yīng)這個(gè)關(guān)系轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的二進(jìn)制代碼送入P0口。然后再反過(guò)來(lái)應(yīng)用這個(gè)變化關(guān)系，經(jīng)最終得到的數(shù)值進(jìn)行二進(jìn)制到BCD碼轉(zhuǎn)化，然后逐位在LED數(shù)碼管上顯示。 數(shù)據(jù)采集用A/D0809芯片來(lái)完成，主要分為啟動(dòng)、讀取數(shù)據(jù)、延時(shí)等待轉(zhuǎn)換結(jié)束、讀出轉(zhuǎn)換結(jié)果、

34、存入指定內(nèi)存單元、繼續(xù)轉(zhuǎn)換（退出）幾個(gè)步驟。ADC0809初始化后，就具有了將某一通道輸入的0～5模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的數(shù)字量00H—FFH，然后再存入存儲(chǔ)器的指定單元中。在控制方面有所區(qū)別?？梢圆捎贸绦虿樵兎绞?，延時(shí)等待方式和中斷方式。 顯示子程序是字符顯示，首先調(diào)用事先編好數(shù)碼管顯示子程序。初始化命令，然后輸出顯示命令。在顯示過(guò)程中一定要調(diào)用延時(shí)子程序。當(dāng)輸入通道采集了一個(gè)新的過(guò)程參數(shù)，當(dāng)有壓力信號(hào)輸入時(shí)，調(diào)用顯示子程序在數(shù)碼管上顯示。 3.2程序設(shè)計(jì) ; ADResult EQU 40H RS BIT P2.0;定

35、義LCM的接腳RS、R/W、Enable為P2.0、P2.1、P2.2 R_W BIT P2.1 ENABLE BIT P2.2 DB0_DB7 DATA P1 ;DB0-DB7的接腳為P1來(lái)控制,以方便程式的撰寫與維護(hù) ;*------------------------------------------------------------------------ ORG 0000H

36、 ;通知編譯器下面的程式由程式記憶體 　;地址1000H開(kāi)始存放 AJMP START ;跳到標(biāo)記start處執(zhí)行程式 ORG 000BH ;跳到中斷服務(wù)程式 AJMP INSERS ORG 0013H AJMP INT ORG 30H ;通知編譯器下面的程式由程式記憶體地址0030H開(kāi)始

37、存入。 START: NOP MOV TMOD,#0 ;初始化TO MOV TL0,#0 MOV TH0,#0 SETB EA SETB ET0 SETB

38、 TR0 　　SETB EX1 　　SETB IT1 MOV R5,#50 ;設(shè)定延時(shí)次數(shù)。 MOV SP,#60H ;設(shè)定MCS-51從內(nèi)容資料記憶體地址61H開(kāi)始存放堆棧資料。 　　CALL Initial ;調(diào)用啟動(dòng)LCM的子程式 　　CALL CLS ;調(diào)用清除顯示器的子程式

39、 MOV A,#10000000B ;將二進(jìn)制10000000的值放入累加器內(nèi)，代表設(shè)定DDRAM的地址為00H， ;即將光標(biāo)移到第一行第一個(gè)列的位置上。 CALL Write_instruction ;　　　調(diào)用寫指令碼子程式 MOV DPTR,#LINE3 ;將第一行字串在程式記憶體中的起始地址存入DPTR CALL STR

40、ING ;調(diào)用STRING子程式，將字串顯示到LCM MOV A,#11000010B ;將二進(jìn)制11000000的值放入累加器內(nèi)，代表設(shè)定DDRAM的地址為40H， ;即將光標(biāo)移到第二行第三個(gè)列的位置上 CALL Write_instruction ;調(diào)用寫指令碼子程式 MOV DPTR,#LINE4 ;將第二行字串

41、在程式記憶體中的起始 :地址存DPTR。 CALL STRING CALL DELAY0 CALL CLS ;調(diào)用清除顯示器的子程式 MOV A,#10000000B ;將二進(jìn)制10000000的值放入累加器內(nèi)，代表設(shè)定DDRAM的地址為00H， ;即將光標(biāo)移到第一行第一個(gè)列的位

42、置上。 CALL Write_instruction ;調(diào)用寫指令碼子程式。 MOV DPTR,#LINE1 ;將第一行字串在程式記憶體中的起始地址存入DPTR CALL STRING ;調(diào)用STRING子程式，將字串顯示到LCM MOV A,#11000010B ;將二進(jìn)制11000000的值放入累加器內(nèi)，代表設(shè)定DDRAM的地址為40H，

43、 ;即將光標(biāo)移到第二行第三個(gè)列的位置上 CALL Write_instruction ;調(diào)用寫指令碼子程式。 CALL 　AD0809Read ;啟動(dòng)AD0809 ;--------------------------------------------- LOOP: SJMP LOOP SJMP LOOP;JNB IE1, LOOP ;查詢等待 ;CLR IE1

44、 ;SJMP INT ;-------------------------------------------- LINE1: DB " Pressure: ",00H ;在LCM第一行顯示字串"LCD Testing___" LINE2: DB "0123456789.",00H ;在LCM第二行顯示壓力數(shù)據(jù)，保留三位小數(shù) LINE3: DB "Welcome To ",00H LINE4: DB "LiRen College!",00H ;---------------

45、--------------------------------------------------- ;ADC0809啟動(dòng)程序 ;------------------------------------------------------------------ AD0809Read: MOV DPTR, #8000H MOV A, #00 MOVX @DPTR,A ; 起動(dòng) A/D MOV A, #40h DJNZ ACC, $ ; 延時(shí) > 100us ;*************

46、********************************************************* ;工程量代換:B存高八位，A存低八位 ;程序中除以256相當(dāng)于右移八位,即高八位變?yōu)檎麛?shù)位,低八位變?yōu)樾?shù)位 ;最后結(jié)果為: B存整數(shù)部分，A存小數(shù)部分 ;********************************************************************** DAIHUAN: MOV B,#200 MOV A,ADResult MUL AB MOV 51H,A ;小數(shù)部分 MOV 50

47、H,B ;整數(shù)部分 RET ;------------------------------------------------------------------ ;INT1查詢服務(wù)子程式 ;------------------------------------------------------------------ INT: MOV DPTR,#8000H MOVX A, @DPTR ; 讀入結(jié)果 CALL CLS MOV A,#10000000B ;將二進(jìn)制10000000的值放入累加器內(nèi)，代表設(shè)

48、定DDRAM的地址為00H， ;即將光標(biāo)移到第一行第一個(gè)列的位置上。 CALL Write_instruction ;調(diào)用寫指令碼子程式。 MOV DPTR,#LINE1 ;將第一行字串在程式記憶體中的起始地址存入DPTR CALL STRING ;調(diào)用STRING子程式，將字串顯示到LCM MOV A,#11000010B

49、 ;將二進(jìn)制11000000的值放入累加器內(nèi)，代表設(shè)定DDRAM的地址為40H， ;即將光標(biāo)移到第二行第三個(gè)列的位置上 CALL Write_instruction ;調(diào)用寫指令碼子程式。 MOV A,#50H MOV ADResult, A CALL DAIHUAN MOV DPTR,#LINE2 ;將第二行字串在程式記憶體中的起始地址存DPTR。 CALL DAT

50、E ;調(diào)用DATE子程式，將數(shù)據(jù)顯示到LCM RETI ;------------------------------------------------------------------ ;TO中斷服務(wù)子程式 ;------------------------------------------------------------------ INSERS: MOV TH0,#0 MOV TL0,#0

51、 DJNZ R5,NO MOV R5,#50 NO: RETI ;------------------------------------------------------------------ ;Initial子程序 設(shè)定LCM使用8BITS匯流排,顯示兩行, ;使用5*7字型,顯示器要顯示 光標(biāo)要顯示但不閃爍 ;-----------------------------

52、------------------------------------- Initial: MOV A,#00111000B ; CALL Write_instruction ; 第一次設(shè)置顯示模式 MOV A,#00111000B ; CALL Write_instruction ; 第二次設(shè)置顯示模式 MOV A,#00111000B ;

53、 CALL Write_instruction ; 第三次設(shè)置顯示模式 MOV A,#00111000B ; CALL Write_instruction ; 第四次設(shè)置顯示模式 MOV A,#00001110B ; CALL Write_instruction ; 設(shè)置光標(biāo) MOV A,#00000110B ;

54、 CALL Write_instruction ; 設(shè)置LCD數(shù)據(jù)指針自動(dòng)加一 RET ;----------------------------------------------------------------- ;CheckBusy子程序 ;等待LCM有空可以執(zhí)行下一行命令 ;----------------------------------------------------------------- CheckBusy: PUSH ACC

55、 ;將累加器ACC的內(nèi)容放到堆棧內(nèi), ;以免破壞原來(lái)的ACC的資料 CheckBusyLoop: CLR ENABLE ;設(shè)定E=0,禁能讀模式 SETB R_W ;設(shè)定R/W=1,選擇讀模式 CLR RS ;設(shè)定RS=0,選擇指令寄存器IR SETB

56、 ENABLE ;將P3.3腳設(shè)定為1,使能LCM MOV A,DB0_DB7 ;將存在ACC內(nèi)的資料經(jīng)由P1存入ACC中 ;以便查封第7位元及BF是否為0什么 CLR ENABLE ;將P3.3腳設(shè)定為0 MOV A,#00H JB ACC.7,CheckBusyL

57、oop ; 判斷由LCM讀入資料的第7位及BF ;是否為1,若等于1表示LCM忙碌中,CPU ;跳到標(biāo)記CheckBusyLoop繼續(xù)執(zhí)行程序 POP ACC ;將累加器ACC內(nèi)容從堆棧區(qū)取出 CALL DELAY ;調(diào)用延遲子程序,延時(shí)約數(shù)個(gè)mS

58、 RET ;返回主程序 ;----------------------------------------------------------------- ;Write_instruction子程序 ;將ACC內(nèi)的資料輸入到LCM的IR寄存器 ;----------------------------------------------------------------- Write_instruction: CALL CheckBusy ;調(diào)用CheckBusy子程序確定LCM

59、可以執(zhí)行指令 CLR ENABLE ;設(shè)定E=0,禁能LCM CLR R_W ;設(shè)定R/W=0,選擇寫模式 CLR RS ;設(shè)定RS=0,選擇指令寄存器IR SETB ENABLE ;將P3.3腳設(shè)定為1,使能LCM MOV DB0_DB7,A ;將存在ACC內(nèi)的指令碼經(jīng)由P1輸出到LCM

60、 CLR ENABLE ;將P3.3設(shè)定為0,MCS-51向LCM存取資料后, ;必須將LCM的E腳輸出0,讓LCM禁能(Disable) ;不做介面的資料傳送或設(shè)定 RET ;返回主程序 ;----------------------------------------------------------------- ;WriteLCDData子程

61、序 ;將ACC內(nèi)的資料輸入到LCM的DR寄存器 ;----------------------------------------------------------------- WriteLCDData: CALL CheckBusy ;調(diào)用CheckBusy子程序,確定LCM可以執(zhí)行指令 CLR ENABLE ;設(shè)定E=0,禁能LCM CLR R_W ;設(shè)定R/W=0,選擇寫模式

62、 SETB RS ;設(shè)定RS=1,選擇U寄資料存器DR SETB ENABLE ;將P3.3腳設(shè)定為1,使能LCM MOV DB0_DB7,A ;將存在ACC內(nèi)的指令碼經(jīng)由P0輸出到LCM CLR ENABLE RET ;返回主程序 ;-----------------------------------------

63、------------------------ ;CLS子程序 清除LCM的顯示字幕 ;----------------------------------------------------------------- CLS: MOV A,#01H CALL Write_instruction RET ;--------------------------------------------------------------

64、--- ;DATE子程序 ;壓力數(shù)據(jù)的掃描顯示 ;----------------------------------------------------------------- DATE: PUSH ACC ;入棧累加器A PUSH PSW ;入棧PSW中的CY HIG:MOV R1,#50H MOV A,@R1 CJNE A,#64H,CJ1 ;判斷是否等于100,等于100則直接顯示100 MOV A,#01H MOVC A,@A+DPTR LCALL WriteLCDData DEC A LCALL WriteL

65、CDData LCALL WriteLCDData SJMP XSD CJ1: JC SHI ;判斷是否大于100 大于100則繼續(xù)執(zhí)行分位操作 MOV B,#64H ;否則跳轉(zhuǎn)到十位分位程序 DIV AB ;除法做分位處理 MOVC A,@A+DPTR LCALL WriteLCDData MOV A,B SHI: CLR C CJNE A,#0AH,CJ2 ;判斷是否等于10等于10則直接顯示10 MOV A,#01H MOVC A,@A+DPTR LCALL WriteLCDData DEC A L

66、CALL WriteLCDData SJMP XSD CJ2: JC GEE ;判斷是否大于10 MOV A,B ;否則跳轉(zhuǎn)到個(gè)位顯示程序 GEE: MOV B,#0AH DIV AB MOVC A,@A+DPTR LCALL WriteLCDData MOV A,B MOVC A,@A+DPTR LCALL WriteLCDData XSD: MOV A,#0AH ;小數(shù)點(diǎn)顯示程序 MOVC A,@A+DPTR LCALL WriteLCDData LOWER: INC R1 ;小數(shù)位顯示程序 分位原理同上 MOV A,@R1 MOV B,#64H DIV AB MOVC A,@A+DPTR LCALL WriteLCDData MOV A,B MOV B,#0AH DIV AB MOVC A,@A+DPTR LCALL WriteLCDData MOV A,B MOVC A,@A+DPTR LCALL WriteLCDData PO