課程設(shè)計(jì)便攜式電子胎壓計(jì)設(shè)計(jì)

1、 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書課程名稱設(shè)計(jì)題目便攜式電子胎壓計(jì)設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生姓名班級(jí)學(xué)號(hào)完成日期xxxxxxxxxxxxxx電氣學(xué)院目錄第一章:緒 論.111 便攜式電子胎壓計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)背景及應(yīng)用前景.112 便攜式電子胎壓計(jì)系統(tǒng)的概述.2第二章:系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì).321 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案論證.3211方案一.3212方案二.3213方案三.322 系統(tǒng)配置.423硬件與軟件功能的簡(jiǎn)要介紹.524 系統(tǒng)的基本構(gòu)架.5第三章:系統(tǒng)的硬件的設(shè)計(jì).631系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì).6311系統(tǒng)電路相關(guān)知識(shí)和原理.632重要元件的說(shuō)明.7321HT46R71D單片機(jī).7322 NPC1210壓力傳感器.12323A/D轉(zhuǎn)換芯片TLC

2、1549.12324 LCD.14325普通運(yùn)放的儀表放大器LM358.16第四章: 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì).1941 軟件的設(shè)計(jì)思想.17411系統(tǒng)各功能模塊的設(shè)計(jì)思想.17412軟件系統(tǒng)框圖.1842 設(shè)計(jì)環(huán)境及開(kāi)發(fā)工具.19421設(shè)計(jì)環(huán)境.19422運(yùn)行環(huán)境.1943 主要程序流程圖.19431A/D轉(zhuǎn)換流程圖.20432LCD動(dòng)態(tài)顯示流程圖.21433數(shù)據(jù)處理程序流程圖.2244 主程序.23第五章:心得體會(huì).24參考文獻(xiàn).25第一章 緒 論11便攜式電子胎壓計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)背景及應(yīng)用前景 如今，隨著高速高速網(wǎng)的蓬勃興起，交通的日益發(fā)達(dá)，車輛行駛的速度不斷攀升，交通隱患的防范問(wèn)題迫在眉睫，如今車胎漏

3、氣和爆炸等原因造成的交通事故，很多是由于胎壓不正常而引起的。研究汽車輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，就針對(duì)現(xiàn)代汽車行駛時(shí)的經(jīng)濟(jì)性、安全性和操縱穩(wěn)定性具有尤為重要的現(xiàn)實(shí)意義。 輪胎氣壓影響著汽車的使用性能和輪胎的的使用壽命。當(dāng)前，輪胎爆炸，疲勞駕駛超速行駛已經(jīng)成為高速公路事故的三大殺手。其中，輪胎爆炸由于其不可預(yù)測(cè)性和無(wú)法控制而成為首要因素。有人曾經(jīng)用一句話來(lái)概括輪胎的重要性：當(dāng)一個(gè)人做到汽車?yán)锩嬉院?，這個(gè)人實(shí)際上就已經(jīng)交給了汽車；一旦汽車行駛起來(lái)，這個(gè)人實(shí)際上就全部交給了汽車。在汽車的高速行駛過(guò)程中，輪胎故障是所有駕駛者最為擔(dān)心和最難預(yù)防的，也是突發(fā)性交通事故發(fā)生的重要原因。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在中國(guó)高速公路上發(fā)生的交

4、通事故有70%是由于爆炸引起的，而在美國(guó)這一比例則高達(dá)80%。怎樣防止爆胎已成為安全駕駛的一個(gè)重要課題。據(jù)國(guó)家橡膠輪胎質(zhì)量監(jiān)督中心的專家分析，保持標(biāo)準(zhǔn)的汽車輪胎氣壓正常與穩(wěn)定和及時(shí)發(fā)現(xiàn)車胎漏氣是防止爆胎的關(guān)鍵。而汽車輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)（Tire Pressure Monitoring System ,簡(jiǎn)稱TPMS）毫無(wú)疑問(wèn)將是理想的工具。在客車和輕型客車上必須安裝輪胎氣壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（TPMS）以便在輪胎氣壓低于規(guī)定時(shí)發(fā)出警報(bào)。于是，汽車輪胎壓力檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。12便攜式電子胎壓計(jì)系統(tǒng)的概述我們采用半導(dǎo)體壓力傳感器NPC1210，將我們要測(cè)量的胎壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，此電壓信號(hào)極為微弱，因此我們必

5、須將其通過(guò)運(yùn)算放大器LM358，將其放大才能夠?yàn)槲覀兯谩Ｓ纱宋覀儗⒎糯蠛蟮碾妷盒盘?hào)由HT46R71D將其進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，再由軟件部分將我們所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最后由驅(qū)動(dòng)部分將其送入顯示部分進(jìn)行數(shù)碼顯示。此便攜式電子胎壓計(jì)由壓力傳感器、微控制器、LCD顯示器等構(gòu)成。在開(kāi)始測(cè)量時(shí)打開(kāi)氣閥并把測(cè)量結(jié)果進(jìn)行處理和顯示。整個(gè)測(cè)量過(guò)程由HT46R71D控制并完成各種計(jì)算，其中重要的進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換以及LCD顯示器動(dòng)態(tài)顯示的軟件處理.這也是我們研究的重點(diǎn)和關(guān)鍵所在，下面將作詳細(xì)說(shuō)明。第二章 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)2. 1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案論證211方案一：采用模擬分立元件以及相關(guān)芯片，如電容、電感或晶體管等非線形元

6、件、以及MAX138等相關(guān)功能芯片，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的胎壓的測(cè)量及顯示，該方案設(shè)計(jì)電路簡(jiǎn)單易懂，操作簡(jiǎn)單，且價(jià)格便宜，但采用分立元件分散性大，不便于集成數(shù)字化，而且測(cè)量誤差大。212方案二：采用集成的單片機(jī)主控，通過(guò)壓力傳感器將胎壓信號(hào)送入帶A/D轉(zhuǎn)換的單片機(jī)中，以及在相關(guān)模擬分立元件的輔助下進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換以及其它的數(shù)據(jù)處理，將處理的結(jié)果送顯示部分進(jìn)行顯示。原理原理框圖如下：壓力傳感器微處理器HT46R71D顯示器 圖2-1 方案二原理圖2. 1. 3. 方案三：采用單片機(jī)主控，通過(guò)壓力傳感器、A/D轉(zhuǎn)換采集數(shù)據(jù)信息，經(jīng)過(guò)含有單片機(jī)的檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)，將結(jié)果傳送到單片機(jī)控制的主控器，數(shù)據(jù)通過(guò)顯示器顯示。原

7、理框圖如下：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制的檢測(cè)系統(tǒng)單片機(jī)控制的主控制器A/D轉(zhuǎn)換器壓力傳感器顯示器總線圖2-2 方案三原理圖綜上所述，方案三電路雖然與方案二類似，都較方案一調(diào)整方便、可兼顧的指標(biāo)多，但方案三利用PC機(jī)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)軟件操作，在操作運(yùn)行復(fù)雜，并且性價(jià)較底，因?yàn)楹馁M(fèi)較大，所以在實(shí)際應(yīng)用中一般不用，所以我們選擇第二種方案。22系統(tǒng)配置 我們以HT46R71D單片機(jī)為整個(gè)系統(tǒng)的核心，通過(guò)傳感器對(duì)胎壓信號(hào)的采集、放大等處理完成胎壓參數(shù)的自動(dòng)獲取，以及進(jìn)行數(shù)字顯示等等。HT46R71D單片機(jī)中自帶有比較器，因此它給我們的設(shè)計(jì)提供了很大的方便。我們可以直接利用其一端輸入我們的胎壓轉(zhuǎn)換后發(fā)電壓信號(hào)，另一端輸入我們的標(biāo)

8、準(zhǔn)波形電壓信號(hào)將其進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。在此過(guò)程當(dāng)中我們還必需利用HA0105S單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器對(duì)其進(jìn)行度量，再使用軟件模塊對(duì)起進(jìn)行處理，即得到了我們的 A/D 轉(zhuǎn)換的結(jié)果。進(jìn)行多次A/D轉(zhuǎn)換后，我們就可以采集到一序列的數(shù)據(jù)，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，把其送入顯示模塊進(jìn)行顯示，進(jìn)而達(dá)到了我們對(duì)整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求。23硬件與軟件功能的簡(jiǎn)要介紹 一個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)很大部分決定于我們的硬件設(shè)計(jì)。有了足夠的硬件資源，軟件設(shè)計(jì)的功能才有實(shí)現(xiàn)的可行性。在硬件的設(shè)計(jì)上最為重要的是傳感器和出處理器單片機(jī)的選擇，當(dāng)然電源的穩(wěn)定性和可靠性也非常關(guān)鍵。在硬件設(shè)計(jì)中我們采用NPC1210型壓阻式傳感器，由硅光電

9、池供電，在沒(méi)有使用時(shí)會(huì)自動(dòng)將轉(zhuǎn)化后的電能儲(chǔ)存在蓄電池中，這款蓄電池的蓄電能力將可以提供給我們4次左右的測(cè)試電量。當(dāng)輸入一個(gè)為P的壓力時(shí)，經(jīng)NPC1210壓阻式傳感器將壓力P轉(zhuǎn)化為模擬電信號(hào)I進(jìn)入放大器，再由HT46R71D的比較端口將其進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，再有軟件部分將我們所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最后由驅(qū)動(dòng)部分將其送入顯示部分進(jìn)行LCD顯示。24系統(tǒng)的硬件基本構(gòu)架設(shè)計(jì)要求：測(cè)量范圍1001000KPa；綜合測(cè)量誤差優(yōu)于3%；測(cè)量結(jié)果LCD實(shí)時(shí)顯示；30秒無(wú)操作自動(dòng)關(guān)機(jī)；低電壓報(bào)警；所以我們?cè)O(shè)計(jì)的便攜式電子胎壓計(jì)的系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖如下圖所示：顯示器A/D轉(zhuǎn)換器壓力傳感器 微處理器HA0105S圖2-3系統(tǒng)

10、基本結(jié)構(gòu)圖第三章 系統(tǒng)的硬件的設(shè)計(jì)31系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 3.1.1系統(tǒng)電路相關(guān)知識(shí)和原理3.1.1.1何謂胎壓 不同類型的車胎，在出廠之前都有一個(gè)標(biāo)定的額定壓力，這個(gè)額定壓力就是胎壓。在這個(gè)壓力之下，會(huì)使汽車的負(fù)載能力、驅(qū)動(dòng)動(dòng)力、燃料消耗量和駕駛舒適性都綜合達(dá)到最優(yōu)。低于或高于這個(gè)額定壓力的一定范圍，都會(huì)導(dǎo)致輪胎故障。常見(jiàn)的輪胎故障有：溫度效應(yīng)故障，自然壓力流失，穿刺導(dǎo)致的緩慢壓力下降，爆胎等。3.1.1.2如何將胎壓轉(zhuǎn)換成電壓知道了胎壓計(jì)的原理之后，我們選購(gòu)壓力傳感器，主要的目的是想要將胎壓這個(gè)物理量轉(zhuǎn)換成電壓的訊號(hào)，它的工作原理是透過(guò)pump的充氣、漏氣來(lái)調(diào)整氣體的壓力。因?yàn)閴毫ψ寜毫鞲衅?/p>

11、內(nèi)部的材料發(fā)生形變，在經(jīng)過(guò)惠司登電橋后反應(yīng)出相對(duì)的電壓差，反過(guò)來(lái)我們也可以從其電壓的變化知道當(dāng)時(shí)的壓力。3.1.1.3如何將訊號(hào)表達(dá)我們將獲得的胎壓訊號(hào)經(jīng)由A/D Converter的轉(zhuǎn)換，再將其轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)顯示在LCD顯示器上。3.1.2 系統(tǒng)硬件整體組成便攜式電子胎壓計(jì)由壓力傳感器，電磁氣閥、微控制器、LCD顯示器等構(gòu)成。在開(kāi)始測(cè)量時(shí)，打開(kāi)氣閥， HT46R71D將A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)與處理，以便得到我們需要的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行LCD動(dòng)態(tài)顯示。3.2.2 系統(tǒng)電路圖動(dòng)作說(shuō)明 壓力通過(guò)壓力傳感NPC1210壓力傳感器將壓力轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)送給A/D轉(zhuǎn)換器TLC1549，TLC1549生成的數(shù)據(jù)

12、送入單片機(jī)HT46R71D，經(jīng)過(guò)單片機(jī)處理在LCD上顯示出來(lái)。33重要元件的說(shuō)明 331 HT46R71D單片機(jī)HT46R71D是8位高性能精簡(jiǎn)指令集單片機(jī)，專門為需要帶LCD顯示，A/D轉(zhuǎn)換的產(chǎn)品而設(shè)計(jì)。 低功耗、I/O使用靈活、計(jì)數(shù)器、振蕩類型選擇、雙積分A/D轉(zhuǎn)換、LCD顯示、暫停和喚醒功、看門狗定時(shí)器，使這款單片機(jī)可以廣泛應(yīng)用于需要帶LCD顯示的A/D轉(zhuǎn)換產(chǎn)品中，例如傳感器信號(hào)處理、測(cè)量?jī)x器、消費(fèi)類產(chǎn)品、子系統(tǒng)控制等。引腳圖：引腳描述：特點(diǎn)：· 工作電壓:f SYS=4MHz: 2.2V5.5V· 10個(gè)雙向輸入/輸出口和2個(gè)ADC輸入· 1個(gè)外部中斷輸入

13、引腳，它與I/O口復(fù)用· 1個(gè)8位和1個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，具有溢出中斷和7級(jí)預(yù)分頻器· 10×3段的LCD驅(qū)動(dòng)· 2K×14帶有部分鎖存功能的程序存儲(chǔ)器· 32×8數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器· 帶運(yùn)放的雙積分?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器· 看門狗定時(shí)器（電源可來(lái)自調(diào)整器輸出）· 蜂鳴器輸出· 內(nèi)置12kHz RC振蕩· RC 振蕩· HALT和喚醒功能可降低功耗· 穩(wěn)壓器（3.3V）和充電泵· 內(nèi)置參考電壓源（1.5V）· 4層硬件堆棧· 位操作指令

14、3; 查表指令，表格內(nèi)容字長(zhǎng)14位· 系統(tǒng)頻率為4MHz時(shí)，指令周期為1s· 63條指令· 指令執(zhí)行時(shí)間為1或2個(gè)指令周期· 低電壓復(fù)位/檢測(cè)功能· 48-pin SSOP封裝工作原理：HT46R71D 為雙積分模/數(shù)轉(zhuǎn)換型單片機(jī)，芯片內(nèi)含有放大器，電壓跟隨器，積分器和比較器。充電時(shí)，內(nèi)部多路開(kāi)關(guān)切換到放大器輸出端，經(jīng)由積分電路為充放電電容Vc 充電；放電時(shí)，多路開(kāi)關(guān)切換到VDSO，Vc 即開(kāi)始放電，當(dāng)其電壓降至1/6VDSO 時(shí)，比較器即輸出低電平，視為放電結(jié)束。HT46R71D 的內(nèi)建3.3V 基準(zhǔn)電壓可作為Sensor 的電壓源，VOBG

15、P PIN 可為Sensor 提供1.5V 的參考電壓。其中，VDOPAO = VOBGP+(VA-VB)*(R2/R1)= 1.5V+10*(VA-VB) (and R1=R3, R2=R4 )本裝置所選用Sensor 規(guī)格為：3.3V 工作電壓下滿量程（100PSI）輸出60mV。V-T 表格以0710 為首地址，以（Sensor 輸出電壓/5mV+10H）作為偏移地址，共包含13 組數(shù)據(jù)。在量測(cè)輪胎氣壓時(shí)，與所制表格數(shù)劇相同充電時(shí)間下，每量測(cè)一組放電時(shí)間，即可查表來(lái)確定與其值相近的表格偏移地址和數(shù)值，計(jì)算后，Sensor 輸出電壓值需取至小數(shù)點(diǎn)后兩位，以增加準(zhǔn)確度。再經(jīng)單位轉(zhuǎn)換，取運(yùn)算結(jié)

16、果的高三位有效值于LCD 顯示。功能描述： MCU 未上電或休眠狀態(tài)下，接通電源或按SELECT鍵，叫醒MCU，系統(tǒng)點(diǎn)亮工作指示燈，同時(shí)測(cè)量空載氣壓值，并保存此校準(zhǔn)值（校準(zhǔn)值需經(jīng)計(jì)算后以Sensor 輸出電壓值形式保存）。 若無(wú)按鍵，則取10 次放電時(shí)間的平均值作為此次測(cè)量的Tc 值（放電時(shí)間Tc 1S 鐘刷新測(cè)量一次），查表計(jì)算，并進(jìn)行校準(zhǔn)，取運(yùn)算結(jié)果的高三位有效值于LCD 顯示；若檢測(cè)到按鍵發(fā)生，則進(jìn)入相應(yīng)的按鍵處理流程。 若顯示數(shù)據(jù)大于999，則顯示“-”，表示測(cè)試值超出顯示的數(shù)值范圍。 MCU 工作狀態(tài)下，若60S 沒(méi)有檢測(cè)到按鍵，則關(guān)閉LCD 顯示，置0 驅(qū)動(dòng)LED 的IO 口，MC

17、U 進(jìn)入睡眠狀態(tài)。參考程序：MAIN:CALL INI_RAM ;CALL INI_IO ;initial IOSET F_ON ;MAIN_LOOP1: ;CLR R_1SCLR DATA0CLR DATA1CLR DATA2XMOV R_TO0, 10 ;MAIN_LOOP2: ;CALL SBR_ADC ;CLR CXADDM DATA0, R_TMR1LXADCM DATA1, R_TMR1HCLR R_TMR1HXADCM DATA2, R_TMR1HSDZ R_TO0JMP MAIN_LOOP2 ;XMOV DATA4, 10CLR DATA5CLR DATA6CALL UNBIN

18、_DIV_24 ;XMOV R_TMR1L, TO0 ;XMOV R_TMR1H, TO1 MAIN_LOOP3:CALL SBR_TABLE ;CALL SBR_CALT ;CALL SBR_DIS ;CLR WDTSZ F_ HALT ;JMP L_ HALT ;CALL SBR_KEY_ SCAN ;CALL SBR_KEY_ JUMP ;INC R_1SNEJMP R_1S, 50 ;JMP MAIN_LOOP1 ;JMP MAIN_LOOP3 ;332 NPC1210壓力傳感器 傳感器以及電路的工作原理：采用Nova sensor公司的壓阻式傳感器。代號(hào)為1210（單引壓管的為121

19、0，其余兩個(gè)是形成差動(dòng)的410/1220型）。其主要特點(diǎn)是： 低成本，可互換性； 雙列直插式（DIP）結(jié)構(gòu)，可用于印刷電路板（PCB）安裝；可測(cè)液、氣等兼容介質(zhì)；壓力范圍：01000Kpa；高精度：±0.1%。1210芯片的主要工作原理： 在芯片的上方有一個(gè)引壓管（差壓的為兩個(gè)引壓管，以達(dá)到相互補(bǔ)償?shù)窒糠终`差的作用）。通過(guò)這個(gè)引壓管將被測(cè)量引入到電路來(lái)。在芯片的內(nèi)部有一個(gè)電橋 ，當(dāng)壓力引入或者壓力改變的時(shí)候，電橋上的四個(gè)電阻中的一個(gè)或者幾個(gè)當(dāng)有輸入的時(shí)候，由于本次實(shí)驗(yàn)采用的是單引壓管，所以：V0（U0/4）*（R1/R1）。沒(méi)有形成差動(dòng)，故將增加一定的誤差。 333A/D轉(zhuǎn)換芯片T

20、LC1549 1概述TLC1549是美國(guó)德州儀器公司生產(chǎn)的10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器。它采用CMOS工藝，具有內(nèi)在的采樣和保持，采用差分基準(zhǔn)電壓高阻輸入，抗干擾，可按比例量程校準(zhǔn)轉(zhuǎn)換范圍，總不可調(diào)整誤差達(dá)到±1LSB Max（4.8mV）等特點(diǎn)。 11 TLC1549的引腳及功能 TLC1549是10位串行A/D轉(zhuǎn)換器。各引腳及功能如下：（1）REF+：基準(zhǔn)電壓的“+”端，通常接+VCC。（2）ANAL IN：模擬信號(hào)輸入端，使用要求被測(cè)量信號(hào)要有大于10mA的電流驅(qū)動(dòng)能力。（3）REF-：基準(zhǔn)電壓的“-”端，通常接GND。（4）GND：模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的接地端。（5）CS（-）片選信號(hào)端，

21、低電平有效。（6）DATAOUT：轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出端，當(dāng)CS（-）=0時(shí)，在時(shí)鐘的作用下，將數(shù)據(jù)從高位到低位依次輸出；當(dāng)CS（-）=1時(shí)，呈高阻態(tài)。（7）I/O CLOCK：時(shí)鐘輸入端，允許的最大時(shí)鐘頻率為2.1MHZ。在時(shí)鐘的下跳沿輸出數(shù)據(jù)。（8）Vcc :電源輸入端，電壓范圍：+2.5VVcc+5.5V。1.2 TLC1549與單片機(jī)的連接工作原理：在芯片選擇（CS）無(wú)效情況下，I/O CLOCK 最初被禁止且DATA OUT 處于高阻狀態(tài)。當(dāng)串行接口把CS拉至有效時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)序開(kāi)始允許I/O CLOCK 工作并使DATA OUT 脫離高阻狀態(tài)。串行接口然后把I/O CLOCK 序列提供給I/O

22、 CLOCK 并從DATA OUT 接收前次轉(zhuǎn)換結(jié)果。I/O CLOCK 從主機(jī)串行接口接收長(zhǎng)度在10和16個(gè)時(shí)鐘之間的輸入序列。開(kāi)始10個(gè)I/O 時(shí)鐘提供采樣模擬輸入的控制時(shí)序。在CS的下降沿，前次轉(zhuǎn)換的MSB出現(xiàn)在DATA OUT端。10位數(shù)據(jù)通過(guò)DATA OUT 被發(fā)送到主機(jī)串行接口。為了開(kāi)始轉(zhuǎn)換，最少需要10個(gè)時(shí)鐘脈沖。如果I/O CLOCK 傳送大于10個(gè)時(shí)鐘長(zhǎng)度，那么在的10個(gè)時(shí)鐘的下降沿，內(nèi)部邏輯把DATA OUT 拉至低電平以確保其余位的值為零。在正常進(jìn)行的轉(zhuǎn)換周期內(nèi)，規(guī)定時(shí)間內(nèi)CS端高電平至低電平的跳變可終止該周期，器件返回初始狀態(tài)（輸出數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容保持為前次轉(zhuǎn)換結(jié)果）。

23、由于可能破壞輸出數(shù)據(jù)，所以在接近轉(zhuǎn)換完成時(shí)要小心防止CS被拉至低電平。 13應(yīng)用介紹1）TLC1549的理想轉(zhuǎn)換特性。(1) 此曲線基于下列假設(shè)：VREF+和VREF-已被調(diào)整以便從數(shù)字0至1跳變的電壓（VZT）為0.0024V，滿度跳變電壓（VFT）為4.908V。1LSB=4.8mV。(2) 滿度值（VFS）是指其額定中點(diǎn)（midstep）值具有最高的絕對(duì)值的那級(jí)臺(tái)階。零度值（VZS）是指其額定中點(diǎn)（midstep）值等于零的那級(jí)臺(tái)階。334 LCD 在日常生活中，我們對(duì)液晶顯示器并不陌生。液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通過(guò)器件，如在計(jì)算器、萬(wàn)用表、電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都

24、可以看到，顯示的主要是數(shù)字、專用符號(hào)和圖形。在單片機(jī)的人機(jī)交流界面中，一般的輸出方式有以下幾種：發(fā)光管、LED數(shù)碼管、液晶顯示器。發(fā)光管和LED數(shù)碼管比較常用，軟硬件都比較簡(jiǎn)單，在前面章節(jié)已經(jīng)介紹過(guò)，在此不作介紹，本章重點(diǎn)介紹字符型液晶顯示器的應(yīng)用。 液晶是一種有機(jī)復(fù)合物，液晶顯示器（英文全稱為L(zhǎng)iquid Crystal Display，簡(jiǎn)稱LCD）具有低輻射、體積小、能耗低的優(yōu)點(diǎn)。 以1602LCD為例：l 1602LCD主要技術(shù)參數(shù)： l 顯示容量:16×2個(gè)字符 l 芯片工作電壓:4.55.5V l 工作電流:2.0mA(5.0V)l

25、模塊最佳工作電壓:5.0V l 字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm 引腳功能說(shuō)明 第1腳：VSS為地電源。 第2腳：VDD接5V正電源。 第3腳：VL為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。 第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。 第5腳：R/W為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平

26、R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。 第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。 第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。 第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負(fù)極。335 普通運(yùn)放的儀表放大器LM358 3.3.5.1概述(Description): LM358內(nèi)部包括有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無(wú)關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大

27、器的場(chǎng)合。    LM358的封裝形式有塑封8引線雙列直插式和貼片式。3.3.5.2特性(Features):內(nèi)部頻率補(bǔ)償 直流電壓增益高(約100dB) 單位增益頻帶寬(約1MHz) 電源電壓范圍寬：?jiǎn)坞娫?330V)；雙電源(±1.5一±15V) 低功耗電流，適合于電池供電 低輸入偏流 低輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電流 共模輸入電壓范圍寬，包括接地 差模輸入電壓范圍寬，等于電源電壓范圍輸出電壓擺幅大 第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)41軟件的設(shè)計(jì)思想4.1.1系統(tǒng)各功能模塊的設(shè)計(jì)思想4.1.1.1初始化模塊 通過(guò)對(duì)單片機(jī)各個(gè)端口的設(shè)置，以及定時(shí)器工

28、作方式和串行口工作方式的選擇，并對(duì)定時(shí)器和串行口進(jìn)行初始化用以實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)和各個(gè)功能模塊芯片之間通訊聯(lián)絡(luò)的設(shè)定。同時(shí)開(kāi)辟緩存區(qū)。在主程序模塊中我們關(guān)鍵是使單片機(jī)初始化，以及分配地址空間交代程序中各個(gè)變量等等。其中最為關(guān)鍵的是連接子程序的各個(gè)功能模塊。4.1.1.2 A/D轉(zhuǎn)換模塊單片機(jī)接受傳感器的電壓值為模擬信號(hào)，它要和A/D轉(zhuǎn)換模塊的鋸齒波發(fā)生裝置發(fā)送過(guò)來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)相比較，即通過(guò)P1.0和P1.1引腳進(jìn)行比較，同時(shí)開(kāi)發(fā)定時(shí)器0，當(dāng)待測(cè)模擬信號(hào)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)時(shí)，P3.6引腳信號(hào)將會(huì)發(fā)生變化，此時(shí)的定時(shí)器0的值通過(guò)量綱轉(zhuǎn)化就得到了相應(yīng)的數(shù)字信號(hào).4.1.1.3數(shù)據(jù)處理模塊數(shù)據(jù)處理模塊主要是

29、對(duì)A/D轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行多次采集，并且對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，此處理過(guò)程主要是對(duì)采集的據(jù)進(jìn)行最值的選起，以及相應(yīng)的移位處理，并且把處理好的數(shù)據(jù)送入相應(yīng)的緩沖區(qū)，為后面的顯示模塊作好準(zhǔn)備。 4.1.1.4顯示模塊 用 ATHT46R71D 單片機(jī)的 P0.0/AD0P0.7/AD7 端口接顯示器的 ah 端，8 位顯示器的 S1S8 通過(guò) 74LS138 譯碼器的 Y0Y7 來(lái)控制選通每個(gè)顯示器的位選端。ATHT46R71D 單片機(jī)的 P1.0P1.2 控制 74LS138 的 A，B，C端子。由于我們選用的顯示器為4位，所以我們可以直接把P1.2接低電平上。能夠比較平滑地看到拉幕的效果。在數(shù)據(jù)

30、的顯示模塊中，我們采用的是LCD動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)顯示的方式。其具體的實(shí)現(xiàn)過(guò)程在上述設(shè)計(jì)思想中詳細(xì)的說(shuō)明。7段顯示器選用共陽(yáng)連接方式，通過(guò)口輸出編碼后的段碼，對(duì)應(yīng)筆畫為“高電平“時(shí)點(diǎn)亮。位碼要由譯碼決定：“”時(shí)點(diǎn)亮；“”時(shí)點(diǎn)亮。 4.1.2軟件系統(tǒng)框圖 便攜式電子胎壓計(jì)系統(tǒng)模塊組成 基于單片機(jī)的胎壓檢測(cè)系統(tǒng)初始化模塊A/D轉(zhuǎn)換模塊數(shù)據(jù)處理模塊顯示模塊 圖4-1軟件系統(tǒng)框圖4.2設(shè)計(jì)環(huán)境及開(kāi)發(fā)工具4.2.1 設(shè)計(jì)環(huán)境 在軟件設(shè)計(jì)中，遵循模塊化設(shè)計(jì)思想，采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方案，使之具有良好的模塊性、可修改性及可移植性。根據(jù)MCU系統(tǒng)所完成的任務(wù)，對(duì)于人機(jī)交流環(huán)節(jié)采取直觀易懂，操作簡(jiǎn)單的圖形界面。4.2.2

31、運(yùn)行環(huán)境軟件：操作系統(tǒng)Windows 95/98 或Windows NT 3.51以上版本。硬件：結(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)部分以ATHT46R71D為核心。4. 3主要程序流程圖4. 3 .1 A/D轉(zhuǎn)換流程圖片選有效，啟動(dòng)轉(zhuǎn)換讀取前兩位數(shù)據(jù)前兩位數(shù)據(jù)送R3讀取后8位數(shù)據(jù)后8位數(shù)據(jù)送R4關(guān)閉轉(zhuǎn)換，時(shí)鐘低電平子程序返回圖4-2 A/D轉(zhuǎn)換流程圖4. 3 .2 LCD動(dòng)態(tài)顯示程序模塊流程圖 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置動(dòng)態(tài)掃描次數(shù)查表顯示十位數(shù) 查表顯示個(gè)位數(shù) 查表顯示小數(shù)掃 描 次 數(shù) 是 否 到 N Y恢 復(fù) 現(xiàn) 場(chǎng)中 斷 返 回圖4-3 LCD動(dòng)態(tài)顯示程序模塊流程圖4. 3 .3 數(shù)據(jù)處理顯示程序模塊流程圖圖4-4數(shù)據(jù)處理顯示程序模塊流程圖轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)后8位除64H商送40H，余數(shù)送44H（44H）除10，商送41H，余數(shù)送42H轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)前2位是否為1？轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)前2位是否為2？轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)前2位是否為3？十進(jìn)制調(diào)整42H內(nèi)容加6十