基于51單片機(jī)控制的數(shù)字氣壓計(jì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

圖3

３．３ 單片機(jī)

本氣壓計(jì)實(shí)現(xiàn)方案需使用單片機(jī)的Ｐ１口和Ｐ３口的一部分以及一個(gè)中斷源、一個(gè)定時(shí)器和一個(gè)計(jì)數(shù)器。因此，筆者選用了ＡＴＭＥＬ的ＡＴ８９Ｃ２０５１單片機(jī)，該器件與８９Ｃ５１兼容，具有２ｋＢ的可重復(fù)編程閃存，２．７Ｖ～６Ｖ的工作電壓范圍，１２８Ｂｙｔｅ的內(nèi)部ＲＡＭ以及兩個(gè)Ｉ／Ｏ口（Ｐ１，Ｐ３）、２個(gè)１６位的計(jì)數(shù)器／定時(shí)器和６個(gè)中斷源，并可直接驅(qū)動(dòng)ＬＥＤ輸出，同時(shí)帶有可編程的串行通訊口。另外，該單片機(jī)還具有體積小，價(jià)格低等特點(diǎn)。

３．４ ＬＥＤ顯示

單個(gè)ＬＥＤ是由７段發(fā)光二極管構(gòu)成的顯示單元。有１０個(gè)引腳，對(duì)應(yīng)于７個(gè)段、一個(gè)小數(shù)點(diǎn)和兩個(gè)公共端。在顯示電路中，這些發(fā)光二極管有兩種接法：共陽(yáng)極接法和共陰極接法。本設(shè)計(jì)中需要用４個(gè)ＬＥＤ組成顯示單元，并采用動(dòng)態(tài)顯示方式。由于使用４個(gè)單個(gè)ＬＥＤ進(jìn)行顯示的連線比較復(fù)雜，同時(shí)單片機(jī)的端口驅(qū)動(dòng)能力也難以保證，而需要加入專(zhuān)門(mén)的驅(qū)動(dòng)芯片。所以，筆者采用了４個(gè)ＬＥＤ連體的、內(nèi)部已將其相應(yīng)段接好的共陽(yáng)極ＬＥＤ，它具有１２個(gè)引腳，含７個(gè)段和４個(gè)公共端，為提高數(shù)碼管的亮度，可在位選線上加入一個(gè)三極管驅(qū)動(dòng)電路。

由ＡＴ８９Ｃ２０５１控制的顯示電路如圖３所示。該顯示電路需要選取合適的電阻Ｒ和Ｒａ，才能保證ＬＥＤ的亮度，過(guò)大或者過(guò)小都無(wú)法讓?zhuān)蹋牛恼ｏ@示。設(shè)計(jì)時(shí)?。覟椋矗罚毽?Ｒａ為５１０Ω比較理想。若考慮印制板布線的方便，可以采用貼片電阻和排阻來(lái)節(jié)省空間。另外，也可以用７４ＬＳ２４４和７４ＬＳ０６構(gòu)成驅(qū)動(dòng)顯示電路，但這樣同樣要加限流電阻。因?yàn)椋罚矗蹋樱埃妒情_(kāi)漏器件，需要在輸出處加上拉電阻。

４　軟件實(shí)現(xiàn)

通過(guò)以上設(shè)計(jì)，便可通過(guò)ｆｏ來(lái)計(jì)算Ｐ的大小以得到實(shí)時(shí)的氣壓值。硬件電路設(shè)計(jì)完成之后，可使用ＡＥＤＫ５１９６ＰＨ仿真器的仿真環(huán)境進(jìn)行仿真，并可用Ｃ５１語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)處理程序。其基本程序流程如圖４所示。

程序設(shè)定：Ｔ０為定時(shí)器，基本的定時(shí)時(shí)基為５０ｍｓ。Ｔ１為計(jì)數(shù)器，運(yùn)用內(nèi)部中斷０可保證Ｔ０定時(shí)滿(mǎn)５００ ｍｓ后就讀取此時(shí)計(jì)數(shù)器的值，以計(jì)算氣壓值。如使Ｔ１、Ｔ０均工作于方式１，并在Ｐ１口送字型碼，同時(shí)可用Ｐ３．０～Ｐ３．３做位選線，那么，其相應(yīng)的函數(shù)如下：

（１）定時(shí)器Ｔ０中斷函數(shù)：

ｖｏｉｄ ｔｉｍｅｒ０(ｖｏｉｄ) ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ １ ｕｓｉｎｇ １

{ｕｉｎｔ ｘ, ｙ;

ｕｉｎｔ ｃｏｕｎｔ＿ ｐｌｕｓｅ;

ＥＴ０＝０; ／／關(guān)閉Ｔ／Ｃ０中斷

Ｔｃｏｕｎｔ＋＋; ／／中斷次數(shù)

ｉｆ?Ｔｃｏｕｎｔ ＝＝ １０){

ＴＲ１＝０; ／／停止計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)

Ｔｃｏｕｎｔ＝０;

ｘ＝ＴＨ１;

ｙ＝ＴＬ１;

ｃｏｕｎｔ_ｐｕｌｓｅ＝(ｘ＊２５６＋ｙ)＊２;

ｐｈ＝(ｕｉｎｔ)(１０ ＊ ((ｆｌｏａｔ)(ｃｏｕｎｔ ｐｕｌｓｅ＋１５２０)／１０５．９? ?? ／／計(jì)算氣壓值

ＴＨ１ ＝ ０ｘ００;　 ／／重設(shè)計(jì)數(shù)初值

ＴＬ１＝０ｘ００;

}

ＴＨ０ ＝ －５００００／２５６; ／／重設(shè)５０ｍｓ初值

ＴＬ０ ＝ －５００００％２５６;

ｉｆ(ＴＬ０!＝ ０) ＴＨ０－－;

ＥＴ０＝１;

ＴＲ１＝１;

ｒｅｔｕｒｎ;

}