压强、温度测试与显示WORD(共22页)

1、 吕梁(l lin)学院压强、温度(wnd)测试与显示 专业(zhuny)：物理系 物理学 学生(xu sheng)姓名: 陈剑文（组长） 组员(z yun)：马腾 王光军 指导教师：摘要随着我国经济快速发展，在很多经济领域都需要测量温度与压强，例如火箭的返回舱等。而目前(mqin)生活中测压强普遍用测压计，测温度普遍用温度计，这种方法存在精准度差等特点。我们组设计(shj)项目：以STC89C52单片机为控制；通过数字式气温(qwn)气压模块测量温度与压强；然后将温度、压强等参数在LCD1602液晶屏上进行显示。课题完成了单片机，数字式气温气压模块，LCD1602液晶屏采购接口电路的设计和连

2、接以传感器和电路的安装位置和方式的安排，并完成了整个硬件的安装工作。除此之外，还对整个控制软件进行设计和程序的编制以及程序的调试，并最终完成了软件和硬件的融合，基本实现了测试及显示要求实现的预期的功能。关键词：温度 压强 单片机 数字式气温气压模块 LCD1602液晶屏目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc239306421 1系统(xtng)方案4 HYPERLINK l _Toc239306422 1.1 LCD1602液晶(yjng)显示(xinsh)的论证与选择4 HYPERLINK l _Toc239306423 1.2 数字式气温气压BMP085模

3、块的论证与选择4 HYPERLINK l _Toc239306424 1.3 控制系统的论证与选择4 HYPERLINK l _Toc239306438 2电路与程序设计5 HYPERLINK l _Toc239306439 2.1电路的设计5 HYPERLINK l _Toc239306440 2.1.1系统总体框图5 HYPERLINK l _Toc239306441 2.1.2 LCD1602液晶显示子系统框图与电路原理图5 HYPERLINK l _Toc239306442 2.1.3 数字式气温气压BMP085子系统框图与电路原理图6 HYPERLINK l _Toc23930644

4、3 2.1.4电源6 HYPERLINK l _Toc239306444 2.2程序的设计7 HYPERLINK l _Toc239306445 3.2.1程序功能描述与设计思路7 HYPERLINK l _Toc239306446 3.2.2程序流程图 PAGEREF _Toc239306446 h 3 HYPERLINK l _Toc239306447 3测试方案与测试结果 PAGEREF _Toc239306447 h 3 HYPERLINK l _Toc239306448 3.1测试方案 PAGEREF _Toc239306448 h 3 3.2测试结果与分析 HYPERLINK l

5、_Toc239306453 附录1：电路原理图 PAGEREF _Toc239306453 h 5 HYPERLINK l _Toc239306454 附录2：源程序 PAGEREF _Toc239306454 h 61系统(xtng)方案本系统(xtng)主要由LCD1602显示(xinsh)模块、数字式气温气压BMP085模块、控制系统模块、电源模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。1.1 LCD1602液晶显示的论证与选择方案一：数码管显示方案二：LCD1602液晶显示 系统采用1602液晶显示，它可以显示2*16个字符，同时只用11个I/O端口，它不仅节省了单片机的资源，相比较数码管

6、液晶显示更加直观、节能，同时在硬件上面液晶的驱动电路比数码管简单的多，故采用LCD显示。综合以上两种方案，选择方案二。Lcd1602基本操作时序如下表所示 1 读状态 输入：RS=L,RW=H，E=H输出：D0-D7=状态字2写指令 输入：RS=L,RW=L，D0-D7=指令码，E=脉冲输出：无3读数据 输入：RS=H，RW=H,E=H输出：D0-D7=数据4写数据 输入：RS=H，RW=1，D0-D7=数据，E=H输出：无1.2 数字式气温气压BMP085模块的论证与选择方案一：BMP180方案二：BMP085 BMP085与BPP180都遵从I2C协议，BMP085 是一款高精度、超低能耗

7、的压力传感器，可以应用在移动设备中。它的性能卓越，绝对精度最低可以达到0.03hPa，并且耗电极低，只有3A。 BMP085采用强大的8-pin陶瓷无引线芯片承载（LCC）超薄封装，可以通过I2C总线直接与各种微处理器相连。综合以上二种方案，选择方案二。BMP085数字式气温气压传感器主要特点:(1). 压力范围：300 1100hPa（海拔9000米至-500米）(2). 电源电压：1.8V 3.6V（VDDA） 1.62V 3.6V（VDDD） LCC8封装：无铅陶瓷(toc)载体封装（LCC）(3). 尺 寸： 5.0mmx5.0 x1.2mm(4). 低功耗： 5A 在标准(biozh

8、n)模式 高精度: 低功耗模式(msh)下，分辨率为0.06hPa（0.5米） 高线性模式下，分辨率为0.03hPa（0.25米）(5). 含温度输出 IIC接口 温度补偿(6). 反应时间：7.5ms 待机电流：0.1A 无需外部时钟电路1.3 控制系统的论证与选择 STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash HYPERLINK /view/87697.htm t _blank 存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、非常有效的解决方案。具有以下标准功能：8

9、k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线， HYPERLINK /view/1313309.htm t _blank 看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，三个16 位 HYPERLINK /view/281961.htm t _blank 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工 HYPERLINK /view/1060187.htm t _blank 串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种 HYPERLINK /view/37.htm t _blank 软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM

10、、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结， HYPERLINK /view/1012.htm t _blank 单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。2电路(dinl)与程序设计2.1电路(dinl)的设计2.1.1系统(xtng)总体框图系统总体框图如图（a）所示电源电源 单片机STC89C52 数字式气温气压模块LCD1602液晶屏 图（a） 系统总体框图 2.1.2 LCD1602液晶显示子系统框图与电路原理图LCD1602液晶显示子系统框图 图(b) LCD1602液晶显示子系统框图LCD

11、1602液晶显示子系统电路图（c） LCD1602液晶(yjng)显示(xinsh)子系统电路(dinl)2.1.3 数字式气温气压BMP085模块子系统框图与电路原理图数字式气温气压BMP085模块子系统框图 图（d） 数字式气温气压BMP085模块子系统框图数字式气温气压BMP085模块子系统电路 图（e） 数字式气温(qwn)气压BMP085模块(m kui)子系统电路(dinl)2.1.4电源电源由变压部分、滤波部分、稳压部分组成。为整个系统提供5V或者12V电压，确保电路的正常稳定工作。这部分电路比较简单，都采用三端稳压管实现，故不作详述。2.2程序(chngx)的设计2.2.1程序

12、功能描述(mio sh)与设计思路1、程序功能(gngnng)描述1）显示部分：在LCD1602液晶显示温度与气压。2、程序设计思路用单片机STC89C52控制，通过数字式气温气压BMP085传感器，将 温度与气压值通过LCD1602液晶上显示出来。2.2.2程序流程图1、LCD1602液晶子程序流程图 图（f）主程序流程图图（g）3测试方案(fng n)与测试结果3.1测试(csh)方案硬件(yn jin)测试：按电路图组装硬件。软件仿真（由于proteus没有BMP085模块，用MPX4250代替）图（h）3.2 测试结果(ji gu)及分析根据上述测试数据，lcd1602可以显示(xin

13、sh)温度与压强示数，由此可以得出(d ch)以下结论：1、本项目电路图设计正确。2、本项目C程序编写正确。3、本项目可以实现硬件与软件联调。综上所述，本设计达到设计要求。附录(fl)一电路(dinl)原理图：图（i）附录(fl)22.1源程序：/*/ BMP085 IIC测试程序/ 使用(shyng)单片机STC89C51 / 晶振：11.0592M/ 编译(biny)环境 Keil uVision4/*#include #include #include #include #include /Keil library #define uchar unsigned char#define u

14、int unsigned int#define DataPort P2 /LCD1602数据端口sbit SCL=P10; /IIC时钟引脚定义sbit SDA=P11; /IIC数据引脚定义sbitLCM_EN =P00; /Lcd1602命令端口sbitLCM_RS =P02; /Lcd1602命令端口sbitLCM_RW =P01; /Lcd1602命令端口#defineBMP085_SlaveAddress 0 xee /定义器件在IIC总线中的从地址 #define OSS 0typedef unsigned char BYTE;typedef unsigned short WORD

15、;uchar ge,shi,bai,qian,wan,shiwan; /显示变量int dis_data; /变量short ac1;short ac2; short ac3; unsigned short ac4;unsigned short ac5;unsigned short ac6;short b1; short b2;short mb;short mc;short md;void delay(unsigned int k);void InitLcd(); /初始化lcd1602void WriteDataLCM(uchar dataW);void WriteCommandLCM(uc

16、har CMD,uchar Attribc);void DisplayOneChar(uchar X,uchar Y,uchar DData);void conversion(long temp_data);void Single_Write(uchar SlaveAddress,uchar REG_Address,uchar REG_data); ucharSingle_Read(ucharREG_Address); voidMultiple_Read(uchar,uchar); /*void Delay5us();void Delay5ms();void BMP085_Start();vo

17、id BMP085_Stop();void BMP085_SendACK(bit ack);bit BMP085_RecvACK();void BMP085_SendByte(BYTE dat);BYTE BMP085_RecvByte();void BMP085_ReadPage();void BMP085_WritePage();/*void conversion(long temp_data) shiwan=temp_data/100000+0 x30 ; temp_data=temp_data%100000; wan=temp_data/10000+0 x30 ; temp_data=

18、temp_data%10000; qian=temp_data/1000+0 x30 ; temp_data=temp_data%1000; bai=temp_data/100+0 x30 ; temp_data=temp_data%100; shi=temp_data/10+0 x30 ; temp_data=temp_data%10; /取余运算(yn sun) ge=temp_data+0 x30; /*/void delay(unsigned int k) unsigned int i,j; for(i=0;ik;i+) for(j=0;j121;j+) ; /*/void WaitF

19、orEnable(void) DataPort=0 xff; LCM_RS=0;LCM_RW=1;_nop_(); LCM_EN=1; _nop_();_nop_(); while(DataPort&0 x80); LCM_EN=0 ;/*/void WriteCommandLCM(uchar CMD,uchar Attribc) if(Attribc)WaitForEnable(); LCM_RS=0;LCM_RW=0; _nop_(); DataPort=CMD;_nop_(); LCM_EN=1;_nop_();_nop_();LCM_EN=0;/*/void WriteDateLCM(

20、uchar dataW) WaitForEnable(); LCM_RS=1;LCM_RW=0; _nop_(); DataPort=dataW;_nop_(); LCM_EN=1; _nop_();_nop_();LCM_EN=0;/*/void InitLcd() WriteCommandLCM(0 x38,1); WriteCommandLCM(0 x08,1); WriteCommandLCM(0 x01,1); WriteCommandLCM(0 x06,1); WriteCommandLCM(0 x0c,1);/*/void DisplayOneChar(uchar X,uchar

21、 Y,uchar DData) Y&=1; X&=15; if(Y)X|=0 x40; X|=0 x80; WriteCommandLCM(X,0); WriteDataLCM(DData);/*延时5微秒(STC90C52RC12M)*/void Delay5us() _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_no

22、p_();_nop_();_nop_();_nop_();/*延时5毫秒(STC90C52RC12M)*/void Delay5ms() WORD n = 560; while (n-);/*起始信号*/void BMP085_Start() SDA = 1; /拉高数据线 SCL = 1; /拉高时钟(shzhng)线 Delay5us(); /延时 SDA = 0; /产生(chnshng)下降沿 Delay5us(); /延时 SCL = 0; /拉低时钟线/*停止(tngzh)信号*/void BMP085_Stop() SDA = 0; /拉低数据线 SCL = 1; /拉高时钟线

23、Delay5us(); /延时 SDA = 1; /产生(chnshng)上升沿 Delay5us(); /延时/*发送应答(yngd)信号*/void BMP085_SendACK(bit ack) SDA = ack; /写应答(yngd)信号 SCL = 1; /拉高时钟线 Delay5us(); /延时 SCL = 0; /拉低时钟线 Delay5us(); /延时/*接收应答信号*/bit BMP085_RecvACK() SCL = 1; /拉高时钟线 Delay5us(); /延时 CY = SDA; /读应答信号 SCL = 0; /拉低时钟线Delay5us(); /延时re

24、turn CY;/*向IIC总线发送一个字节数据*/void BMP085_SendByte(BYTE dat) BYTE i; for (i=0; i8; i+) /8位计数器 dat = 1; /移出数据的最高位 SDA = CY; /送数据口 SCL = 1; /拉高时钟线 Delay5us(); /延时 SCL = 0; /拉低时钟线 Delay5us(); /延时 BMP085_RecvACK();/*从IIC总线接收(jishu)一个字节数据*/BYTE BMP085_RecvByte() BYTE i; BYTE dat = 0; SDA = 1; /使能内部(nib)上拉,准备

25、读取数据, for (i=0; i8; i+) /8位计数器 dat = 1; SCL = 1; /拉高时钟(shzhng)线 Delay5us(); /延时 dat |= SDA; /读数据 SCL = 0; /拉低时钟线 Delay5us(); /延时 return dat;/*读出BMP085内部数据,连续两个*/short Multiple_read(uchar ST_Address) uchar msb, lsb;short _data; BMP085_Start(); /起始信号 BMP085_SendByte(BMP085_SlaveAddress); /发送设备地址+写信号 B

26、MP085_SendByte(ST_Address); /发送存储单元地址 BMP085_Start(); /起始信号 BMP085_SendByte(BMP085_SlaveAddress+1); /发送设备地址+读信号msb = BMP085_RecvByte(); /BUF0存储 BMP085_SendACK(0); /回应ACK lsb = BMP085_RecvByte(); BMP085_SendACK(1); /最后一个数据需要回NOACKBMP085_Stop(); /停止信号 Delay5ms(); _data = msb 15;x2 = (long) mc 4);conversion(temperature);DispalyOneChar(4,0,T); /温度(wnd)显示DispalyOneChar(5,0,:);DispalyOneChar(7,0,bai);DispalyOneChar(8,0,shi);DispalyOneChar(9,0,.);DispalyOneChar(10,0,ge);DispalyOneChar(11,0,0XDF); /温度单位DispalyOneChar(12,0,C); b6 = b5 - 4000; x1 = (b2 * (