基于单片机的振动观测仪的设计与制作_毕业论文(编辑修改稿)

基于单片机的振动观测仪的设计与制作_毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

2（ 18）：振荡器反相放大器的输出端。 通过 XTAL XTAL2 外接晶振后，即可构成自激振荡器，驱动内部时钟发生器向主机提供时钟信号。 STC89C52 主要性能参数 1．具有 8k 字节可擦写 Flash ROM 2． 1000 次擦写周期 3．全静态操作： 0Hz— 24MHz 4．三级加密程序存储器 5． 256 字节片内 RAM 6． 32 个可编程 I/O口线 7． 3 个 16位定时器 /计数器 8． 6 个中断源 9．低功耗空闲和掉电方式 10．可编程串行 UART 通道 微压 传感器 SC0073 模块工作原理 传感器（ SC0073）通过力敏元件采集波形振动的模拟量通过输出端接入模数转换芯片（ ADC0804）进行转换，其输出端要通过一个 10K 的上拉电阻 接到高电平上，另一端接地。 6 图 4 SC0073模块工作原理图 SC0073 模块 性能指标 压力范围： ≤ 1Kpa 灵敏度： ≥ 非线性度： ≤ 1% 频率响应： 1— 1000HZ 标准工作电压： 3V（ DC） 扩充工作电压： （ DC） 标准负载电阻： 10K 扩充电阻： 5K20K 模数转换模块（ ADC0804） ADC0804 基本原理 ADC0804 是将模拟信号转换成数字信号（ A/D 转换器即模拟 /数字转换器），信号输入端可以是转换器的输出或传感器。 7 ADC0804 的规格及引脚图 图 5 ADC0804引脚图 CLK IN 时钟信号输入端。 CLK R :内部时钟发生器的外接电阻端，振荡无条件（ R,C）频率范围 100KHZ—1460KHZ，与 CLK IN 端配 合可由芯片自身产生时钟脉冲， 其振荡频率是 1/（ ）。 CS 片选信号输入端，低电平有效，一旦 CS 有效，表明 A/D 转换器被选中，可启动工作。 INTR A/D 转换结束信号，低电平表示本次转换已完成。 RD 外部读取转换转换后的结果控制信号的输出端。 当 RD 为 L0 时，转换后的数据才会输出，当 RD 为 HI 时， DB0DB7处于高阻抗状态。 WR启动转换器的控制输入端，既是 ADC 的转换开始（ cs =0 时），当 WR由 HI 变为 L0时，转换器被清除；当 WR回到 HI 时，开始转换。 DB0DB7:具有三态特性的 8位数字信号输出端。 VIN（ +） VIN（ ）：差动 模拟电压输入端，输入单端正电压时， VIN()应接地；当为差动输入时，直接加入 VIN(+)与 VIN()。 AGND 模拟信号接地端。 DGND 数字信号接地端。 VREF：参考电压输入端，决定量化单位。 VCC：电源电压 5V 或电路参考电压输入端。 表 3 ADC0804 转换功能 十六进 二进 与满刻度的比率 相对电压值 VREF= 8 制 制 伏 高四位字节 低四位字节 高四位电压 低四位电压 F 1111 15/16 15/256 E 1110 14/16 14/256 D 1101 13/16 13/256 C 1100 12/16 12/256 . B 1011 11/16 11/256 . A 1010 10/16 10/256 9 1001 9/16 9/256 8 1000 8/16 8/256 7 0111 7/16 7/256 . 6 0110 6/16 6/256 . 5 0101 5/16 5/256 4 0100 4/16 4/256 3 0011 3/16 3/256 2 0010 2/16 2/256 . 1 0001 1/16 1/256 . 0 0000 0 0 复位电路 该系统采用外部复位电路采用按键手动复位 [1] MCS52 单片机的上电加按键手动复位电路如下图 7所示。 当复位按键按下后，复位端通过 R2的小电阻与 +5v 电源接通，电容迅速放电，使 RST 引脚为高电平；当复位按键弹起后， +5V 电源通过大电阻 R1电阻对 c1 电容重新充电， RST 引脚端出现复位正脉冲。 其持续时间取决于 RC电路的时间常数。 1 牛昱光 .单片机原理与接口技术 [M].电子工业出版社，北京 .2020（ 12） 9 图 6 上电自动复位电路 图 7 按键手动复位电路 电源电路部分 稳压电源 LM7805[2]3 LM7805 是三端正电源稳压电路，它的封装形式为 输出，应用非常广泛。 每种类型由于内部电流的限制，以及过热保护，使它基本上不会损坏。 如果能够提供足够的散热片，它们就能够提供大于 的输出电流。 虽然是按照固定电压值来设计的。 但是当接入适当的外部器件后，就能获得各种不同的电压和电流。 如下图 8 所示， c1 、 c2 为滤波电容， vout 可以稳压在 5V,可以给单片机提供稳定的电源。 图 8 5V直流稳压电源 2 黄智伟 . 全国大学生电子设计竞赛训练教程 [M].电子工业出版社，北京 .2020(04) 10 主控电路 系统图 本系统是用微压传感器（ SC0073）模块采集波形振动的数据通过模数转换芯片（ ADC0804）进行转换，转换后的数据送入单片机的 P2 口，在经过单片机的 P3 口控制发光二极管通过串口在电脑上显示测得的波形，数码管显示测得波形的幅度。 根据系统要求及各模块所实现功能 ,设计出主控电路系统如图 3 所示： 图 3 主控电路图 11 四．系统软件设计 软件设计流程图 电路部分 串口通信工作原理 MAX232 是把 TTL 电平从 0V和 5V 转换到 3V～ 15V 或 3V～ 15V 之间。 原理图如下图9 所示，首先 TTL 电平 TXD 发送数据时，若发送低电平 0，这时 3Q 导通， PCRXD 由空闲时的低电平变高电平（如 PC 用中断接收的话会产生中断），满足条件。 发送高电平 1时， TXD 为高电平， 3Q 截止，由于 PCRXD 平时是 3V～ 15V， 通过 1D 和 7R 将其拉低 PCRXD至 3～ 15V，此时计算机接收到的就是 1。 下面再反过来， PC 发送信号，由单片机来接收信号。 当 PCTXD 为低电平 3V～ 15V 时，单片机 RXD 被 9R 拉到 5V 高电。