基于单片机at89s52的气压检测报警系统

基于单片机at89s52的气压检测报警系统内容摘要：

测误差，温度对于传感器器件的影响很大，为此需要对 MPX5050GP 传感器的工作温度范围进行分析其正常工作范围如下图6，在图中在 0 到 80 摄氏度时显示温度误差系数为 不变化状态，在阈值外温度误差因素呈线性变化 图 6 温度对温度误差的关系 东华理工大学毕业设计（论文） 系统总体设计方案 7 A/D 转换器介绍 模数转换器的种类 非常 多，按 照 工作原理的不同，可分成间接 型 ADC 和直接 型ADC。 将 模拟量转换成数字量是模拟量输入通道的主要任务 ,能实现该特性的器件称为模数转换器 ,简称 A/D 转换器 . 间接 型 ADC 是将输入模拟 信号 转换 成中间量值对应的时间或者频率，在这个时间或频率内利用计数器对计数脉冲进行计数，经过计数器把 这些中间量转换成数字量。 常用的中间量是时间的 间接型 ADC 为 双积分型 ADC。 对于 直接 型 ADC 来说 则 是把模拟量不需中间的环节转换，不经过中间量而直接完 成数字量 的转换 ，常 见 的有并联比较型ADC 和逐次逼近型 ADC。 并联比较型 ADC：并联比较型 ADC 采用 与各比较器一起相对相比 ，输出 的各位数字信号仅 仅对比一次 并行 产生而成的 ，同时转换速度 跟 码位多少 没有多大的关系， 所以它是 转换速度 最快的一种 A/D 转换器 ，同时转换速度 跟 码位多少 没有多大的关系。 但 并联比较型 ADC 的缺点是成本高、功耗大、 电路复杂。 输出数字量位越多 ， 转换电路越复杂。 所以 该类型 ADC 适用于要求高速、低分辩率的场合。 逐次逼近型 ADC：逐次逼近型 ADC 作为直接 ADC 的一种，产生一系列的参考电压。 与并联比较 ADC 不同的是 逐次逼近型 ADC 它是逐个产生比较电压，逐次与输入模拟信号分别进行比对，以渐渐靠近的方式来进行模数的转换。 由于 逐次逼近型 ADC 每次转换 都要逐位比较，对比与并联比较型 ADC 来说转换速度偏慢，与间接型双积分 ADC转换速度快。 在位数多时， 逐次逼近型 ADC 所需的元器件比并联型比较型少的多，所以在集成 ADC 中，应用比较广泛。 双积分型 ADC： 属于间接型 ADC， 其基本原理是 两次积分的电压值，把前端信号改变成与采样电压的具有线性关系的时间的间隔。 在时间的间隔中，对计算数量的脉冲波进行计算，得到的结果同时就是 A/D 转换的输出的数字量。 它与输入模拟信号成正比。 双积分型 ADC 稳定性能非常好 ，稳定性好 ， 可以实现 很高要求 的模拟转换要求。 A/D 转换器的选择 在日常生产生活中 ,单片机获得广泛的应用 ,许多单片机内部具有 A/D转换电路 ,但此类单片机在本系统的设计中性价比不高 ,为此我们可以选择在普通单片机加个 A/D 转换电路 ,来实现模拟量到数字量的转换 ,根据转换器的接口模式 A/D 转换器可以分为两大分类串行模式和并行模式 ,并行接口为数据的各位同时进行传送 ,其特点是传输速度快 ,当传输距离长时会有干扰 ,电路复杂 .而串行接口为数据一位位按顺序传送 ,特点通讯电路简单 ,功耗低 ,性价比高。 在本设计中选择串行接口的 A/D 转换器 ADC0832。 ADC0832 的特性说明 1. ADC0832 引脚功能 ADC0832 是八位分辨率，具有双通道选择 A/D 转换芯片，其主要特点是集成度高，体积小，兼容性比较好，性价比高。 芯片的转换时间仅为 32us。 转换时间非常的短。 当东华理工大学毕业设计（论文） 系统总体设计方案 8 然为减少数据误差，可以通过双数据输出作为数据的校检来实现，其转换速度快而且稳定性比较好，通过 DI 数据输入端口，根据配置位的选择，实现通道功能的选择其引脚图如下图 7 图 7 ADC9832 引脚图 ADC0832 芯片接口说明 如下表 2 表 2 ADC0832 引脚功能 端口 功能 CS 片选功能，低电平使能 CHO 模拟输入通道 0，或作为 IN+/使用 CH1 模拟输入通道 1，或作为 IN+/使用 GND 芯片参考 0 电位（地） DI 数据信号输入，选择通道控制 DO 数据信号输出， 转换数据输出 CLK 芯片时钟输入 Vcc/REF 电源输入及参考电压输入（复用） 东华理工大学毕业设计（论文） 系统总体设计方案 9 2. ADC0832 的特点 具有 8 位分辨率； 可以实现 双通道 A/D 转换； 3. ADC0832 的配置位说明 当片选信号 CS 为低电平时， ADC0832 开始启动。 模拟通道 CH0 或 CH1 的选择及单端输入和差分输入需要通过在第 2 和第 3 个脉冲下沉之前，输入两位数据来确定其输入时序的配置位来确定，当确定输入格式，就需要分配输入通道的正负极性，对于 CH0，CH1 两个通道任何一个通道都可作为正极和负极。 下表 3 为 ADC0832 的配置位 选通 表 3 配置位的逻辑表 输入格式 配置位 选择通道位 CH0 CH1 CHO CH1 差分 L L + L H + 单端 H L + H H + 表中“ +”表示输入通道的端点是正极性；“ ”表示输入端点为负极性， H 表示高电平 L 表示低电平。 在配置位中 CH1 为 高位低位为 CH0。 ADC 的工作时序图 在下图 8 中为 ADC0832 的工作时序图。 从该图中可得知，当片选信号 CS 从高电平变为低电平的时候， ADC0832 开 始启动工作。 在此当在时钟信号 CLK 的上升沿时ADC0832 的寄存器接受 DI 端口所转移来的的数据，在第一个时钟信号周期期间，当DI 为高电位时，开始输入启动位和输入两位配置位。 当配置位确定后，同时选通输入模拟通道， ADC0832 就开始转换工作，为使选定的通道状态不变，在工作开始后需要一个时钟周期的来稳定。 从图中看出在第四个时钟时钟下降沿时 ADC0832 开始输出转换数据，数据输出按照高位顺序输出，先输出最高位（ D7~D0），两次发送的最低位为共用，当片选信号不再为低电平时， ADC0832 内部的所有的寄存器清 0，输 出变为高阻态。 当在片选信号从高电位变为低电位时， DI 中输入启动位和配置位时， ADC0832 就开始进行下一次的模拟转换。 东华理工大学毕业设计（论文） 系统总体设计方案 10 图 8 ADC0832 的工作时序图 单片机对 ADC0832 的控制 在 ADC0832 中由单片机确定片选信号，当输入 CS 片选信号为高电平时， ADC0832此芯片禁用， CLK 时钟信号和 DO/DI 的 电平可为任意值。 ADC0832 处以未工作状态。 当需要进行 A/D 转换时，单片机将片选 CS 使能端信号置为低电平并在转换正常完成时一直延续此状态， ADC0832 开始转换工作，芯片时钟输入端 CLK 接受单片机时钟信号。 DO/DI 端口中由于在通信时分时采用，不同时有效并且与单片机的接口电路为双向的，在电路设计连接中可以采用将 DO 和 DI 并联在同一数据线上使用。 在 DI 端输入通道功能选择的数据信号， DI 端必须处于高电平状态在第一个时钟脉冲的下沉之前，以确定开始工作信号，在第二 、 三个时钟 脉冲下降沿 DI 端输入两位的配置位来确定 选通通道作用。 选通功能选项如下表 4，表 5 所示 表 4 单通道输入选通 MUX Address Channel SGL/DIF ODD/SIGN 0 1 1 0 + 1 1 + 表 5 差分输入选通 MUX Address Channel SGL/DIF ODD/SIGN 0 1 0 0 + 0 1 + 在上示表 5 中，表示的为当两位配置位数据为“ 1”“ 0”时，只对 CH0 进行单通道输入转换。 当两位配置位数据为“ 1”“ 1”时，仅对 CH1 进行单通道输入转换。 在东华理工大学毕业设计（论文） 系统总体设计方案 11 表 5 中表示通道选择差分输入时的， 两位配置位的数据，当两位配置位数据为“ 0”“ 0”时， CH0 将会作为正输入端 IN+,而 CHI 将会作为负输入端 IN进行输入 ,在两位配置位为“ 0”“ 1”这种情况时， CHO 将会作为负输入端 IN， CH1 作为正输入端 IN+进行输入。 经过选通选择后，在第三个脉冲下降沿 DI 不再进行输入电平， DO/DI 端开始采用DO 进行转换数据的读取，第四个时钟脉冲下降沿 DO 端输出转换数据最高位 DATA7。 根据高位顺序，随后的每一个周期下降沿完成输出下一位的数据，到第十一个周期下降沿输出最低位数据 DATA0，从 DATA7 至 DATA0 就此 完成一个字节的数据输出。 从第十一个时钟下降沿开始输出 DATA0，随后每个时钟下降沿开始数据的输出，从低位DATA0 至 DATA7，到第 19 个脉冲下降沿时完成整个的数据的输出，完成整个模拟量到数字量的转换。 最后将 CS 片选置高电平，直接将转换的数字量进行单片机进行处理。 在本次系统设计中 ADC0832 对 CHO 进行单通道输入转换，在作为单通道模拟信号输入时， ADC0832 输入电压为 0~5V 且 8 位分辨率时的电压精度为 , 当 作为由IN+与 IN输入的输入时，可 以 将电压值设定在某一个较大范围之内，从而提高转 换的宽度。 为能 [3]得到精确的反馈信息 ， 对 IN+与 IN的 控制信号时 ， ， IN+的电压要大于 IN的电压，否 则 将无法得到正确的反馈信号，转换结果将为 00H。 AT89S52 单片机 AT89S52 单片机简介 AT89S52 为 ATMEL 公司生产的微控制器，与一般的单片机设备互相兼容，具有 [4]32个可编程 I/O 端口，完善的系统可编程 FLASH,可以满足一般嵌入式设计。 其功耗低，性价比高的特点使得在嵌入式系统中具有广泛的应用。 引脚图如图 9 东华理工大学毕业设计（论文） 系统总体设计方案 12 图 9 AT89S52 引脚分布图 AT89S52 主要功能 （ 1） 在系统可编程 Flash （ 2） 晶片内部具时钟振荡器 （ 3） 内部程序存储器为 8KB （ 4） 内部数据存储器为 256 字节 （ 5） 三级加密程序存储器 （ 6） 全双工 UART 串行通道 AT89S52 各引脚功能 表 6 AT89S52 各引脚功能表 P0 口 P0 口为 8 位漏极开路的双向 I/O 口。 作输出口时，每位 I/O 口驱动 8 个 TTL 逻辑电平。 对 P0 端口写“ 1”时，引脚用作高阻抗输入。 在程序校验时，输出指令字节。 程序校验时，需要外部上拉电阻。 P1 口 P1 口是 8 位双向 I/O 口。 其内部具有上拉电阻。 在 flash 编程和校验时， P1 口接收低 8 位地址字节。 引脚号第二功能： T2（定时器 /计数器 T2 的外部计数输入），时钟输出 T2EX（定时器 /计数器 T2 的触发控制） MOSI（在系统编程用） MISO（在系统编程用） SCK（在系统编程用） P2 口 是一个 8 位准双向 I/O 端口。 其内部带有上拉电阻。 具有两种功能，第一作为准双向 I/O 端口使用。 第二在访问片外存储器时，高 8 位地址总线。 P3 口 P3 口是一个 8 位双向 I/O 端口。 内部具有上拉电阻的。 P3 口除了作为一般的准双向 I/O 外，在 flash 编程和校验时，东华理工大学毕业设计（论文） 系统总体设计方案 13 P3 口也接收一些控制信号。 端口引脚第二功能： RXD(串行输入口 ) TXD(串行输出口 ) INTO(外中断 0) INT1(外中断 1) TO(定时 /计数器 0) T1(定时 /计数器 1) WR(外部数据存储器写选通 ) RD(外部数据存储器读选通 ) RST 复位信号端，在为高电平有效。 当在此引脚保持两个机器周期（ 24 个时钟振荡周期）以上的有效电平。