青岛理工大学琴岛学院毕业论文（设计）
3相关电路设计
3.1复位电路的设计
为确保微机系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分，复位电路的第一功能是上电复位。由于微机电路是时序数字电路，它需要稳定的时钟信号，因此在电源上电时，只有当VCC超过4.75V低于5.25V以及晶体振荡器稳定工作时，复位信号才被撤除，微机电路开始正常工作。
复位电路工作原理图所示，VCC上电时，C充电，在10K电阻上出现电压，使得单片机复位；几个毫秒后，C充满，10K电阻上电流降为0，电压也为0，使得单片机进入
工作状态。工作期间，按下S，C放电。 S松手，C又充电，在10K电阻上出现电压，
使得单片机复位。几个毫秒后，单片机进入工作状态。如图3-1所示
图3-1 复位电路
3.2 电源电路的设计
由于工作场所的特殊性，压力测量仪的电源一般采用外接直流电来供电，像蓄电池之类的外接电源。矿井下用的蓄电池一般为24V，而单片机工作电源为5V，所以我们需要一个把27V转换成5V直流电，具体用到的芯片是ＭＣ７８０５ＡＣＴ，这是一个直流５Ｖ稳压块。如图3-2所示。
图3-2 电源电路
3.3 报警电路的设计
随着时代的不断进步，人们对自己所处环境的安全性提出了更高的要求。本次设计
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考虑到实用和成本低廉因素选用了蜂鸣器和发光二极管组成的声光报警电路。
蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。蜂鸣器分为有源和无源两种，它们从外观上看，两种蜂鸣器好像一样，但仔细看，两者的高度略有区别，有源蜂鸣器高度为9mm，而无源蜂鸣器的高度为8mm。如将两种蜂鸣器的引脚都朝上放置时，可以看出有绿色电路板的一种是无源蜂鸣器，没有电路板而用黑胶封闭的一种是有源蜂鸣器。如图3-3所示。
图3-3 声光报警电路
3.4软件设计理论
单片机控制系统中通常要用到AD转换，根据输出格式，常用的AD转换方式可分为并行AD和串行AD。并行方式一般在转换后可直接接收，但芯片的引脚比较多；串行方式所用芯片引脚少，封装小，但需要软件处理才能得到所需要的数据。可是单片机I/O引脚本来就不多，使用串行器件可以节省I/O资源。
ADC0832是８位逐次逼近模数转换器，可支持两个单端输入通道和一个差分输入通道。相同功能的器件还有ADC0834，ADC0838，ADC0831。所不同的是它们的输入通道数量不同。它们的通道选择和配置都是通过软件设置。
单片机串行工作方式时 ,串行口是作为同步移位寄存器使用。这时以P3.3端作为数据移位的入口和出口 ,而由P3.6端提供移位时钟脉冲。单片机串行口方式 0与 ADC0832的接口,单片机P2.0接ADC0832 的CS,P3.6接0832的CLK作为时钟信号输出端 ,P3.7 接 0832的 DO和DI作为启动位、配置位的发送端以及 A/D转换后输出数据的接收端。由于 ADC0832在 CS变低后的前 3个周期内,DO端为高阻态;转换开始后 ,DI线禁止 ,因此 ,DI端和 DO端可连接在一起。ADC0832的时钟频率最高为 400kHz,单片机晶振可选
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用 4MHz,在 TXD的输出频率为 4MHz/12 =333. 3kHz,符合要求。ADC0832输出的串行数据共 15位 ,由两段 8位数据组成 ,前一段是最高位在先 ,后一段是最高在后 ,两段数据的最低位共用。只有在时钟的下降沿 ,ADC0832的串行数据才移出一位。由单片机控制时钟信号的发送 ,并由P3.6发出 ,以达到控制 ADC0832输出数据位的目的。为了得到一列完整的 8位数据 ,单片机分两次采集含有不同位的数据 ,再合成一列完整的 8位数据。
ADC0832通过内部多路器来控制选择通道，处理器的控制命令通过DI引脚输入。如下流程图所示，当模拟信号输入开始后，首先是CS使能信号也就是片选信号有效，这时是低电平有效，如果片选是高电平时停止转换。当时钟信号有效时输入通道的控制字来确定所选择的通道，读取数据后就开始将模拟量转换位数字量，A/D转换结束后，单片机读取数值，如果没转换完，又回到使能开始。
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结 论
在设计中遇到不少困难，这对自己是一个考验，刚开始拿到题目的时候头绪并不是很多，通过查阅资料对整个系统有了一定的认识。单片机的相关内容在大三的课程学过，但是学得并不是很深，在设计前我重新学习了一遍单片机的知识，包括芯片接口和51系列单片机的指令等。好多芯片都是我们第一次接触，所以得重新学习它们的功能和使用方法。除学习芯片功能外，主要了解了对芯片串行输出的控制，这里的软件设计是一个难点，我们这次用的是用AltiumDesigner绘图软件，我们以前学过但是学的不够深，这对我来说是个难点，但是通过看书和同学老师的帮忙，使得我画好了原理图。我认为我们专业学习硬件知识相对比软件多，所以在软件设计方面我还有很大不足。
本次设计是基于单片机的矿井单体支柱支撑压力检测仪的设计，具有针对性，专为 井下做业而设计。由于矿井下复杂的地理环境，巷道多支柱也多，一旦支柱所承受的压力超出它的上限造成塌方，那么造成的事故真是不堪设想，所以在井下做业的同时我们必须考虑到其安全性。本设计就是为了达到井下能够安全生产尽量减少事故发生的目标，研制一种能够检测矿井支柱压力并且超速报警的一种自动化装置。这种测压仪能够将检测到的压力值显示出来，一旦超出预定值就报警。同时把压力值存入可移动存储器，由工作人员带回地面，进行绘图、分析。
通过本次设计，让我对选择芯片、设计原理图、绘制PCB图，焊接电路板、编程调试、完成实现这一整套的设计装置的过程有了深刻地了解，并且亲自动手，体会到中间制作过程中的乐趣。在制作过程中了解到许多芯片的功能及应用，还有显示驱动电路等等。在计算、绘图、编制技术文件、制作、调试实验系统等方面的能力增强，使设计、调试等方面的基本功得到了训练，提高了自身素养和分析问题、解决问题的实际工作能力。虽然我们是一个人一个课题，可是大家都相互帮助，很顺利的完成了此次设计。
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致 谢
经过一学期的忙碌，本次毕业论文设计已经接近尾声，作为一名普通大学生的毕业论文，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及一起工作的同学们的帮助，想要完成这个设计是有点困难的。
在论文写作过程中，得到了老师的耐心的指导。她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给与我和同组同学以无微不至的关怀，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 同时还要感谢同班同学的帮助，给我设计的软件和硬件上帮了很多。才能使设计得以圆满的完成。
在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!最后我还要感谢我的母校青岛理工大学琴岛学院几年来对我的栽培。
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