压力检测及LCD显示—刘智明组.doc

1、实验报告题目名称压力检测及LCD显示学生学院自动化学院专业班级12级自动化学号31120009923112000979、3112000988学生姓名刘智明、邓志豪、梁健锐2015 年 03 月 26日压力检测及 LCD显示一、 实验目的：通过学习电阻测量和LCD 实验指导书上的相关步骤，参考实验中硬件软件，通过改变压力传感器所受压力来改变电路阻值从而改变输入电压大小，作为 A/D 转换器 ADS1100 的模拟量输入，运用 ADS1100 的模数转换功能， 把转换的结果通过 LCD 模块显示出相应的压力值。通过这次实验， 对试验箱各模块有了一定的了解， 掌握了模拟量输入和数字量输出通道以及相关

2、外设的操作。二、实验设备：TIVALaunchPad，电阻测量模块，LCD 显示模块，跳线装置等。压力传感器三、设计思想：TIV ALaunchPadLCD显示作为通过对压力传感器施加压力从而改变传感器的输出电压并与基准电压作比较ADS1100的模拟量输入,经 ADS1100的 A/D转换后通过I2C,电压差值通信协议与TIV ALaunchPad 进行通信与数据交换，把结果送至示在 LCD 上。LaunchPad，再通过LaunchPad使相关信息显四、实验原理：硬件部分：1.压力传感器图 1压力传感器模块的等效原理图为电桥。当压力传感器受力发生微小形变时，应变电阻阻值发生改变，从而改变了传

3、感器的输出电压。传感器与ADS1100 相连接。2.ADS1100ADS1100 基准电压为3.3V ，Vin+ 与 Vin- 分别与压力传感器输出的正、负极相连接，传感器输出电压在ADS1100 中与基准电压比较，电压差值经过A/D 转换后通过 I2C协议送至 TIVA LaunchPad 。 TIV A LaunchPad 通过对来自 I2C 的数字信号处理计算后，在LCD 模块上显示压力传感器所受的压力。I2C 总线在传送数据过程中共有三种类型信号，它们分别是：开始信号、结束信号和应答信号。开始信号： SCL 为高电平时， SDA 由高电平向低电平跳变，开始传送数据。结束信号： SCL

4、为高电平时， SDA 由低电平向高电平跳变，结束传送数据。应答信号：接收数据的 IC在接收到 8bit 数据后，向发送数据的IC 发出特定的低电平脉冲，表示已收到数据。 CPU 向受控单元发出一个信号后，等待受控单元发出一个应答信号，CPU 接收到应答信号后， 根据实际情况作出是否继续传递信号的判断。若未收到应答信号， 由判断为受控单元出现故障。图 23.LCD 模块图 3软件部分：通过了解 CCS 的开发环境， 参考电阻测量和LCD 实验的代码， 对程序进行编写。通过 USB电脑与 LuanchPad 连接，将代码烧进LuanchPad 的内存中，按照下面代码流程图（图4）分别对各模块进行初

5、始化。图 4实验代码主要参考指导书例程的CH3 和 CH4 进行修改，程序代码见附录。五、实验总结：1.实验结果：没有受到压力时状态如图5 所示，当受到压力时如图6 所示，图 5图 6这次实验是一个模拟量输入数字量输出通道的实验，在一开始由于对实验箱和软件的不熟悉，导致所需的时间比原定的时间要长， 而且对实验的原理并不是很透彻， 只能多参考各方面内容来完成这个实验。有了这次的经验，以后的实验相信能更快完成。附录 实验代码#ifndefTARGET_IS_BLIZZARD_RA1#defineTARGET_IS_BLIZZARD_RA1#endif#ifndefPART_TM4C123GH6PM

6、#definePART_TM4C123GH6PM#endif/* Resistor Measure Application* Copyright (c) 2013-2014 China JiLiang University* All Rights Reserved.*/*!* filemain.c* version1.0* authorKai Zhang* date2013-08-22* brief恒流源、电桥电路原理检测电阻阻值模拟程序* _*|*PA6|-SCLI2C 协议时钟信号*M4 PA7|-SDAI2C 协议数据信号*PB4|-ADC0模数转换信号源* _|*/#includest

7、dint.h#includestdbool.h#includeinc/hw_memmap.h#includeinc/hw_types.h#includeinc/hw_i2c.h#includeinc/hw_ints.h#includedriverlib/interrupt.h#includedriverlib/i2c.h#includedriverlib/adc.h#includedriverlib/sysctl.h#includedriverlib/gpio.h#includedriverlib/rom.h#includedriverlib/rom_map.h#includedriverli

8、b/pin_map.h#includeLCDDriver.h/* 宏定义*/#define MIN_BRIDGE_ADC_VALUE1984/电桥测电阻的最大ADC显示值#define MAX_BRIDGE_ADC_VALUE4095/电桥测电阻的最大ADC显示值#define MAX_RESISTOR_VALUE203500/最大检测电阻值，单位m#defineSLAVE_ADDRESS0x48/ ADS1100 数据寄存器地址#defineSOURCE_OFFSET32768/* 初始化 ADC获取滚轮电压值 , 用于电桥电路测量电阻* |/|/M4PB4|-ADC0模数转换信号源/ _|

9、*/#defineADC_BASEADC0_BASE/使用 ADC0#defineSequenceNum3/使用序列 3voidInit_ADC_Detect()/ 使能 ADC0 外设ROM_SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_ADC0);/ 使能 Port B 外设端口ROM_SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOB);/ 选择 PB4作为模数装换 ADC的管脚ROM_GPIOPinTypeADC(GPIO_PORTB_BASE, GPIO_PIN_4);/ 配置采样序列的触发源和优先级ROM_ADCSequ

10、enceConfigure(ADC_BASE, SequenceNum, ADC_TRIGGER_PROCESSOR,0);/ 配置采样序列发生器的步进ROM_ADCSequenceStepConfigure(ADC_BASE, SequenceNum, 0, ADC_CTL_CH10 | ADC_CTL_IE |ADC_CTL_END);/ 使能一个采样序列ROM_ADCSequenceEnable(ADC_BASE, SequenceNum);/ 清除采样序列中断源ROM_ADCIntClear(ADC_BASE, SequenceNum);/* 初始化 AI2C 获取 ADS1100 上

11、的 ADC电压数据 , 用于恒流源测量电阻* |/|/M4PA6|-SCLI2C协议时钟信号/PA7|-SDAI2C协议数据信号/ _|*/voidInit_I2C_Comm()/ 使能 I2C1 外设SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_I2C1);/ 使能 PortA 外设端口SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOA);/ 配置 PA6、 PA7为上拉端口GPIOPadConfigSet (GPIO_PORTA_BASE, GPIO_PIN_6 | GPIO_PIN_7, GPIO_STRENGTH_2MA,

12、GPIO_PIN_TYPE_STD_WPU);/ PA6配置为 I2C 协议时钟信号、PA7 配置为 I2C 协议数据信号GPIOPinConfigure(GPIO_PA6_I2C1SCL);GPIOPinConfigure(GPIO_PA7_I2C1SDA);GPIOPinTypeI2C(GPIO_PORTA_BASE, GPIO_PIN_6 | GPIO_PIN_7);GPIOPinTypeI2CSCL(GPIO_PORTA_BASE, GPIO_PIN_6);/ 初始化 I2C 主机模块。设置总线速度和使能主机模块I2CMasterInitExpClk(I2C1_BASE,SysCtlC

13、lockGet(), false);/ 使能 I2C 主机模块I2CMasterEnable(I2C1_BASE);/* 配置 ADS1100 的配置寄存器*ST/BSY00SCDR1DR0PGA1PGA0*10011100*/voidConfigure_I2C()I2CMasterSlaveAddrSet(I2C1_BASE, SLAVE_ADDRESS, false);I2CMasterDataPut(I2C1_BASE,0x8C);I2CMasterControl(I2C1_BASE, I2C_MASTER_CMD_SINGLE_SEND);while( I2CMasterBusBusy

14、(I2C1_BASE);/* 获取 ADS1100 上采集到的 ADC数据*通信协议： 1 、设置读取的I2C 从机地址（ ADS1100 ）；*2、获取 16Bit ADC电压数据中的高8Bit；*3、获取 16Bit ADC电压数据中的低8Bit；*4、得到 ADS1100 的配置信息*/uint32_tI2C_ADC_OpReg_MSB_i;/保存通过I2C读取 ADS1100 的 16 位 AD的高字节uint32_tI2C_ADC_OpReg_LSB_i;/保存通过I2C读取 ADS1100 的 16 位 AD的高字节uint32_tI2C_ADC_ConfigReg_i;#defi

15、neDELAY_6MS(SysCtlClockGet() / 3) / 150000voidCatchI2C()/ 恒流源测电阻I2CMasterSlaveAddrSet(I2C1_BASE, SLAVE_ADDRESS, true);/#I2CMasterControl(I2C1_BASE, I2C_MASTER_CMD_BURST_RECEIVE_START);while( I2CMasterBusy(I2C1_BASE);I2C_ADC_OpReg_MSB_i =I2CMasterDataGet(I2C1_BASE);/#I2CMasterControl(I2C1_BASE, I2C_M

16、ASTER_CMD_BURST_RECEIVE_CONT);while( I2CMasterBusy(I2C1_BASE);I2C_ADC_OpReg_LSB_i =I2CMasterDataGet(I2C1_BASE);/#I2CMasterControl (I2C1_BASE, I2C_MASTER_CMD_BURST_RECEIVE_FINISH); while ( I2CMasterBusy (I2C1_BASE);I2C_ADC_ConfigReg_i =I2CMasterDataGet(I2C1_BASE);/#defineint16_tSAMPLE_NUMsample_Sourc

17、eSAMPLE_NUM;8/恒流源测电阻ADC采样值unsignedintsample_BridgeSAMPLE_NUM;/电桥测电阻ADC采样值int16_tsample_Source_Average;uint32_tsample_Bridge_Average;intsample_Index;/* 主函数*/uint32_ttemp1, temp2;charbit;uint16_taverage;int16_ttemp3;intmain ( void )bool bRefresh = false;uint32_tpui32ADC0Value1;/保存 ADC采样值unsignedcharnu

18、mber =0;CV+SysCtlClockSet (SYSCTL_SYSDIV_1 | SYSCTL_USE_OSC | SYSCTL_OSC_MAIN | SYSCTL_XTAL_8MHZ);/ 使能 LCD LCD_Enable();/ 初始化 LCD LCD_Init();/ 初始化 LCD屏做清屏工作LCD_ScreenClr();/ 初始化滚轮Init_ADC_Detect();/ 在 LCD屏的第一行和第三行分别显示“电阻：。 ”，用于观察检测电阻值LCD_Draw_Char( W ,LINE_ONE, 0 * 8);LCD_Draw_Char( E,LINE_ONE, 1 *

19、8);LCD_Draw_Char( I,LINE_ONE, 2 * 8);LCD_Draw_Char( G ,LINE_ONE, 3 * 8);LCD_Draw_Char( H,LINE_ONE, 4 * 8);LCD_Draw_Char( T,LINE_ONE, 5 * 8);LCD_Draw_Char( :,LINE_ONE, 6 * 8);LCD_Draw_Char( K,LINE_TWO, 9*8);LCD_Draw_Char( G,LINE_TWO, 10*8);/ 用于监控 IIC 的读取状况SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOF);G

20、PIOPinTypeGPIOOutput (GPIO_PORTF_BASE, GPIO_PIN_1); GPIOPinWrite (GPIO_PORTF_BASE, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_1);/ 初始化 I2C 通信协议，开启从Init_I2C_Comm();/ADS1100 读取 ADC值/ 配置 ADS1100 Configure_I2C();while(1)/ 对 while 做 125ms 的延时，每秒刷新频率为 8HzROM_SysCtlDelay( SysCtlClockGet()/3/30);/#/ 电桥测电阻ADCProcessorTrigger(ADC_

21、BASE, SequenceNum);/ 等待完成 AD转换while(! ADCIntStatus(ADC_BASE, SequenceNum, false)/ 清楚 ADC中断标志位ADCIntClear(ADC_BASE, SequenceNum);/ 读取 ADC值ADCSequenceDataGet(ADC_BASE, SequenceNum, pui32ADC0Value);/sample_Bridge_Average = pui32ADC0Value0;sample_Bridge_Average = (pui32ADC0Value0 * 3300) / 4096;/#/ 恒流源测

22、电阻CatchI2C();/ 将高 8位数据放置高 8位上temp1 = (I2C_ADC_OpReg_MSB_i & 0x000000FF) = SAMPLE_NUM)bRefresh = true;sample_Index = 0;uint32_tint32_tinti = 0;total_Bridge = 0;total_Source = 0;for(i = 0 ; i 3;sample_Source_Average = total_Source 3;total_Bridge = 0;total_Source = 0; elsesample_Index +;if (bRefresh)/

23、电阻检测转换公式/ float ResValue = (sample_Bridge_Average - MIN_BRIDGE_ADC_VALUE) * (MAX_RESISTOR_VALUE / (MAX_BRIDGE_ADC_VALUE - MIN_BRIDGE_ADC_VALUE);/#uint32_ttemp = (int) sample_Bridge_Average;inti = 0 ;unsignedchardata4 = 0;data0 = (temp / 1000);data1 = (temp / 100) % 10;data2 = (temp / 10) % 10;data3 = (temp / 1) % 10;/如果 ADC采样值发生变化则更新显示/*for(i = 0; i 4; +i)LCD_Draw_Char(., LINE_FOUR, 60 + 10 * 1);if(i 15;average = sample_Source_Average + 1 ;/判断是否是负数/if(bit)/ADC_temp = sample_Source_Average + 1;/elseADC_temp = (uint32_t)(sample_Sou