基于單片機的振動觀測儀的設計與制作_畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 相放大器的內部時鐘發生器的輸入端。 XTAL2（ 18）：振蕩器反相放大器的輸出端。通過 XTAL XTAL2 外接晶振后，即可構成自激振蕩器，驅動內部時鐘發生器向主機提供時鐘信號。 STC89C52主要性能參數 1．具有 8k 字節可擦寫 Flash ROM 2． 1000 次擦寫周期 3．全靜態操作： 0Hz— 24MHz 4．三級加密程序存儲器 5． 256 字節片內 RAM 6． 32 個可編程 I/O 口線 7． 3個 16 位定時器 /計數器 8． 6個中斷源 9．低功耗空閑和掉電方式 10．可編程串行 UART 通道 微壓 傳感器 SC0073 模塊工作原理 傳感器（ SC0073）通過力敏元件采集波形振動的模擬量通過輸出端接入模數轉換芯片（ ADC0804）進行轉換，其輸出端要通過一個 10K 的上拉電阻 接到高電平上，另一端接地。 6 圖 4 SC0073模塊工作原理圖 SC0073模塊 性能指標 壓力范圍： ≤ 1Kpa 靈敏度： ≥ 非線性度： ≤ 1% 頻率響應： 1— 1000HZ 標準工作電壓： 3V（ DC） 擴充工作電壓： （ DC） 標準負載電阻： 10K 擴充電阻： 5K20K 模數轉換模塊（ ADC0804） ADC0804基本原理 ADC0804 是將模擬信號轉換成數字信號（ A/D 轉換器即模擬 /數字轉換器），信號輸入端可以是轉換器的輸出或傳感器。 7 ADC0804的規格及引腳圖 圖 5 ADC0804引腳圖 CLK IN 時鐘信號輸入端。 CLK R :內部時鐘發生器的外接電阻端，振蕩無條件（ R,C）頻率范圍 100KHZ—1460KHZ，與 CLK IN 端配 合可由芯片自身產生時鐘脈沖， 其振蕩頻率是 1/（ ）。 CS 片選信號輸入端，低電平有效，一旦 CS 有效，表明 A/D 轉換器被選中，可啟動工作。 INTR A/D 轉換結束信號，低電平表示本次轉換已完成。 RD 外部讀取轉換轉換后的結果控制信號的輸出端。當 RD 為 L0 時，轉換后的數據才會輸出，當 RD 為 HI 時， DB0DB7 處于高阻抗狀態。 WR啟動轉換器的控制輸入端，既是 ADC 的轉換開始（ cs =0 時），當 WR由 HI 變為 L0時，轉換器被清除；當 WR回到 HI時，開始轉換。 DB0DB7:具有三態特性的 8位數字信號輸出端。 VIN（ +） VIN（ ）：差動 模擬電壓輸入端，輸入單端正電壓時， VIN()應接地；當為差動輸入時，直接加入 VIN(+)與 VIN()。 AGND 模擬信號接地端。 DGND 數字信號接地端。 VREF：參考電壓輸入端，決定量化單位。 VCC：電源電壓 5V 或電路參考電壓輸入端。 表 3 ADC0804 轉換功能 十六進 二進 與滿刻度的比率 相對電壓值 VREF= 8 制 制 伏 高四位字節 低四位字節 高四位電壓 低四位電壓 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 復位電路 該系統采用外部復位電路采用按鍵手動復位 [1] MCS52 單片機的上電加按鍵手動復位電路如下圖 7所示。當復位按鍵按下后，復位端通過 R2 的小電阻與 +5v 電源接通，電容迅速放電，使 RST 引腳為高電平；當復位按鍵彈起后， +5V 電源通過大電阻 R1 電阻對 c1 電容重新充電， RST 引腳端出現復位正脈沖。其持續時間取決于 RC電路的時間常數。 1 牛昱光 .單片機原理與接口技術 [M].電子工業出版社，北京 .20xx（ 12） 9 圖 6 上電自動復位電路 圖 7 按鍵手動復位電路 電源電路部分 穩壓電源 LM7805[2]3 LM7805 是三端正電源穩壓電路，它的封裝形式為 輸出，應用非常廣泛。每種類型由于內部電流的限制，以及過熱保護，使它基本上不會損壞。如果能夠提供足夠的散熱片，它們就能夠提供大于 的輸出電流。雖然是按照固定電壓值來設計的。但是當接入適當的外部器件后，就能獲得各種不同的電壓和電流。 如下圖 8 所示， c1 、 c2 為濾波電容， vout 可以穩壓在 5V,可以給單片機提供穩定的電源。 圖 8 5V直流穩壓電源 2 黃智偉 . 全國大學生電子設計競賽訓練教程 [M].電子工業出版社，北京 .20xx(04) 10 主控電路 系統圖 本系統是用微壓傳感器（ SC0073）模塊采集波形振動的數據通過模數轉換芯片（ ADC0804）進行轉換，轉換后的數據送入單片機的 P2 口，在經過單片機的 P3口控制發光二極管通過串口在電腦上顯示測得的波形，數碼管顯示測得波形的幅度。 根據系統要求及各模塊所實現功能 ,設計出主控電路系統如圖 3 所示： 圖 3 主控電路圖 11 四．系統軟件設計 軟件設計流程圖 串口通信 電路部分 MAX232 是把 TTL 電平從 0V 和 5V轉換到 3V～ 15V 或 3V～ 15V 之間。原理圖如下圖9所示，首先 TTL 電平 TXD 發送數據時，若發送低電平 0，這時 3Q 導通， PCRXD 由空閑時的低電平變高電平（如 PC 用中斷接收的話會產生中斷），滿足條件。發送高電平 1時， TXD 為高電平， 3Q 截止，由于 PCRXD 平時是 3V～ 15V， 通過 1D 和 7R 將其拉低 PCRXD至 3～ 15V，此時計算機接收到的就是 1。下面再反過來， PC 發送信號，由單片機來接收信號。當 PCTXD 為低電平 3V～ 15V 時，單片機 RXD 被 9R 拉到