基于单片机的气压检测装置的设计(4)

2019-04-08 21:42

图12 LED数码管

要使数码管显示出相应的数字或字符,必须使段数据口输出相应的字形编码。共阴极和共阳极数码管的字形编码各不相同,见表6所示:

表6 LED的16进制ASCII码表

显示字符 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 共阳极字符 COH F9H A4H BOH 99H 92H 82H F8H 80H 90H 共阴极字符 3FH 06H 5BH 4FH 66H 6DH 7DH 07H 7FH 6FH

显示字符 A B C D E F P H L “灭” 共阳极字符 88H 83H C6H A1H 86H 8EH 8CH 89H C7H FFH 共阴极字符 77H 7CH 39H 5EH 79H 71H 73H 76H 38H 00H (2)四位一体共阳数码管

数码管内部有4个单个数码管共用a~dp这8根数据线,为人们的使用提供了方便,因为里面有4个数码管,所以它有4个公共端,加上a~dp,共有12个引脚。数码管的外部引脚与位选、段选对应如下: A—11;B—7;C—4;D—2;E—1;F—10;G—5;BIT1—6;BIT2—8;BIT3—9;BIT4—12;DP—3;如下图所示:

图13 四位一体数码管

数码管的驱动是指每个数码管的每一个段码即七段都是由一个单片机的I/O端口进行驱动,也可以使用译码器译码进行驱动如BCD码二—十进制。它的优点是编程简单,显示的亮度高,它的缺点是占用的I/O端口多,如果要驱动6个数码管静态显示则需要6×8=48根I/O端口来驱动,因为一个51单片机可用的I/O端口只有32个,在实际应用中必须要增加译码驱动器进行驱动,这样做增加了硬件电路的复杂性。

3 压力检测系统的软件设计

3.1系统主程序设计

主程序的主要功能是负责实时检测、读出并处理MPX4115的测量的气压值,实时显示压力。其流程图如图14所示,主程序见附录Ⅱ。

数据采集 开始 系统初始化 处理读到的数据 不报警 否 若气压值大于95kpa或小于20kpa 是 报警 送LED数码管显示

3.2 A/D转换器的软件设计

结束 图14 系统主程序流程图

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转换方式可分为串行AD和并行AD。串行方式所用到的芯片引脚比较少,而且封装小,但是所需要的数据必须通过软件处理才能得到。并行方式一般在转换后可直接接收,但是芯片的引脚相对来说就会比较多。而单片机I/O引脚本来就不是很多,使用串行器件可以节省I/O资源。所以本设计使用串行方式。

ADC0832是一个8位逐次逼近型模数转换器,可支持两个单端输入通道和一个差分输入通道。与它有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,通道选择和配置都是通过软件设置的。其流程图如下:

初始化函数 开 始

A/D转换 将转换后的电压转换成压力 返回

3.3 LED数码管显示程序设计

图15 A/D转换子程序流程图

在本次设计中用的是7SEG-MPX4-CA(4位共阳极7段式数码显示管)亦即相应的单片机P1.0、P1.1、P1.2、P1.3为高电平,数码管才能点亮。 (1)动态扫描显示原理

①P1.3、P1.2、P1.1、P1.0输出低电平,关闭所有数码管;

②显示个位——把要显示的数据送到P0.0~P0.7,P1.3送高电平,延时5豪秒(时间不能太长,否则数码管会闪烁),P1.3送低电平;

③显示十位——把要显示的数据送到P0.0~P0.7,P1.2送高电平,延时5豪秒(时间不能太长,否则数码管会闪烁),P1.2送低电平;

④显示百位——把要显示的数据送到P0.0~P0.7,P1.1送高电平,延时5豪秒(时间不能太长,否则数码管会闪烁),P1.1送低电平;

⑤显示千位——把要显示的数据送到P0.0~P0.7,P1.0送高电平,延时5豪秒(时间不能太长,否则数码管会闪烁),P1.0送低电平。

⑥以此顺序循环,把它做成子程序,在主循环中调用。

(2)LED显示流程图

调用显示子程序

开始 系统初始化 调用压力子程序

图16 LED显示流程图

4 创建Hex程序与系统仿真分析

4.1 Keil C51 Windows集成开发环境

Keil C51是目前世界上最优秀、最强大的51单片机开发应用平台之一。它集编辑、编译、仿真于一体,支持汇编、PL/M语言和C语言的程序设计,界面友好,易学易用

创建Hex程序步骤:

(1) 创建一个工程项目文件;

(2) 为工程选择目标器件;

(3) 为工程项目设置软硬件调试环境; (4) 创建源程序文件并输入程序代码; (5) 保存创建的源程序项目文件; (6) 把源程序文件添加到项目中; (7) 编译生成hex程序文件;

[11]

4.2 系统仿真分析

在proteus里画出电路原理图,然后再把HEX程序文件导入单片机里即实现了结果仿真,调节压力传感器的上下箭头数码管就会显示不同的值,若压力值大于110kpa或者小于15kpa,则蜂鸣器会报警。

当调节气压传感器的值为103.2时,那么数码管就会显示相应的压力值,并且蜂鸣器会发出声音进行报警。如图17所示:


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