2022年单片机控制的数字气压计设计方案与实现.docx

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1、精品学习资源目 录目录 11 概述31.1 课题背景 . .31.2技术简况及进展趋势 .31.3 数字胎压计系统设计的意义. .41.4 国内外相关技术42 系统总体设计62.1 设计思路分析62.1.1 设计方案一：62.1.2设计方案二： . .62.2 系统总体结构72.3 系统各功能模块的设计思想72.3.1 A/D转换模块 .72.3.2数据处理模块 . .72.3.3显示模块 72.4 气压传感器的选择82.5 A/D 转换器件的选择92.6 三端稳压器92.7 数码管显示92.7.1数码管静态显示 . .92.7.2 数码管动态显示 .92.8 系统配置103 硬件电路设计 1

2、13.1 单片机电路部分 113.1.1主要芯片介绍 . .113.2 气压传感和 V/F 转换电路部分133.3 胎压计电源与单片机电路部分163.4 pcb制作 .184 软件电路设计204.1 用 C语言开发单片机的优势 . .204.2 如何由频率运算出气压值 204.3 程序流程图215 系统调试与仿真225.1 KEIL 软件介绍225.2 PROTEU软S 件介绍22欢迎下载精品学习资源5.3单片机调试仿真 .235.4 原理图检查调试 . .245.5器件连接调试 245.6 PCB 检查 . .255.7 程序调试仿真 . .27总结 28致谢 29参考文献30附录 131欢

3、迎下载精品学习资源概述1.1 课题背景如今，随着高速大路网的蓬勃兴起，交通的日趋发达，车辆行驶速度的不断攀升， 交通隐患的防范问题迫在眉睫，如因车胎漏气和爆炸等缘由造成的交通事故，很多是由轮胎的工作温度过高或者不合理胎压引起的；讨论汽车轮胎胎压计，就对现代汽车行驶时的经济性、安全性和操纵稳固性具有尤为重要的现实意义；在汽车的高速行驶过程中，轮胎故障是全部驾驶者最为担忧和最难预防的，也是突发性交通事故发生的重要缘由；据相关统计资料数据说明，目前我国在高速大路上发生的交通事故有 70% 80%是由于轮胎问题引起的，其中将近50%为爆胎事故；怎样防止爆胎已成为安全驾驶的一个重要课题；据专家分析，保持

4、标准的车胎气压行驶和准时发觉车胎漏气是防止爆胎的关键；为此，基于解决此类问题的各种胎压监测系统TPMS产品胎压计应运而生；轮胎气压计属于“事前主动”型安全爱护装置，在轮胎显现危急征兆时准时报警， 提示驾驶员实行措施，将事故毁灭在萌芽状态，确保汽车在行驶过程中始终处于安全状态；同时，利用胎压计获得轮胎信息，可以削减油耗，延长轮胎的使用寿命，也可以为底盘综合掌握系统供应相关的信息和数据；我们的设计的是一种基于单片机的数字气压计的设计，主要针对的是汽车轮胎胎压计的设计；汽车轮胎胎压计是通过气压传感器获得与汽车轮胎胎压相对应模拟电压值， 并经过 VF 变换输入到单片机进行处理，从而实时显示相应气压值；

5、由于使用胎压计有肯定的参数要求，设计数字气压计时要 1 认真明白这些参数以防止使用不当而损坏胎压计；汽车轮胎胎压计采纳高性能肯定压力传感器，屏幕显示出高精确度的汽车轮胎胎压，实现了对轮胎压力的实时监测；当汽车轮胎压力处于非正常状态运行时，通过报警来通知驾驶员，掌握轮胎爆胎发生，以达到安全驾驶的目的；1.2 技术简况及进展趋势TPMS Tire Pressure Monitoring System轮胎压力监视系统，主要用于在汽车行驶时实时的对轮胎气压进行自动监测；目前各国研制的轮胎气压报警系统主要分为两种类型：一种是间接式，它通过汽车ABS防抱制动系统 的轮速传感器及轮胎的力学模型， 间接求出轮

6、胎气压，以达到监视轮胎气压的目地；另一种是直接式，它利用安装在每一个轮胎里的以锂离子电池为电源的压力传感器来直接测量轮胎的气压，并通过无线调制发射到安装在驾驶台的监视器上，而监视器随时显示各种轮胎气压，驾驶者可以直观地欢迎下载精品学习资源明白各个轮胎的气压状况，当轮胎气压太低或有渗漏时，系统就会自动报警，确保行车安全；市场讨论机构 Strategy Analytics的猜测说明，直接系统技术将成为主流技术，2021 年后所占份额将超过 95%；由于假如要使用间接式胎压监测系统，前提是车辆必需有 ABS系统；加上会影响轮胎转速的因素，除了胎压反常所导致外，行驶的路面也是主要缘由，如行驶于雪地或湿

7、滑路面时，空转会使某一轮胎的旋转次数大幅提高；或者是当车子高速转弯时，车胎的抓地力已经无法克服过弯时的离心力，外侧轮胎与内侧轮胎的转动次数便有明显差异，这些情形便会显现错误警告信息；另外，当四条轮胎的胎压同时下降，系统便失去判定的准就，警告信息自然就不会显现；而且侦测功能仅在车辆行驶中才能发挥作用，对备胎或当车辆停滞时，便无法判定，仍会显现误报现象；汽车高速行驶中，由于轮胎的压力不正常而造成爆胎是驾驶员难以预防的，也是突发性和恶性交通事故发生的重要缘由；引起轮胎漏气和爆胎的缘由主要有：1 轮胎工作温度过高； 2 轮胎气压过大； 3 轮胎使用时间过长； 4 轮胎负荷过大； 5 汽车行驶速度过快；

8、为使汽车能够处于安全的驾驶状态，驾驶者必需在行车过程中实时明白轮胎的超压、欠压、温度等工作状态，我们设计的基于单片机的汽车轮胎胎压计具有以下的功能： 1 实时监测轮胎的压力情形； 2 当某个轮胎处于欠压状态时，相应的欠压报警指示灯亮；当汽车轮胎压力处于非正常状态运行时，通过报警来通知驾驶员，掌握轮胎 爆胎发生，以达到安全驾驶的目的；1.3 数字胎压计系统设计的意义由于汽车的快速普及，人们对驾驶安全性与舒服性的追求越来越高，随车携带数字气压计可以保证人们安全驾驶，有效地降低由于爆胎导致的交通事故发生地概率；而服务商需要的是一种物美价廉的数字气压计，以满意有车一族的需要；本课题设计充分利用了 MP

9、X4105芯片的功能，它满意数字气压计采集、掌握和数据处理的需要，可提高系统稳固性和抗干扰才能；同时，由于大量的工作由单片机软件来实现，简化了设计电路，且调整便利、可兼顾的指标多，从而大大降低了成本；另外， 作为一种功能强大的平台，该数字气压计具有很好的功能扩展性，具有精度高、稳固性好、功能易于扩展等优点，为仪器及电子产品设计后续技术升级，以进一步满意市场的需要供应了条件；1.4 国内外相关技术对轮胎爆胎进行预警是保证汽车安全行驶的关键所在，已成为汽车行业讨论的热点欢迎下载精品学习资源问题；在轮胎爆胎预警系统及相关技术的讨论发面，美国、日本、德国、法国、英国在近几年都取得了突破性的进展，形成了

10、性能和功能完善5 的轮胎压力监测系统产品；从近年发布的世界新车资料来看，林肯大陆、奔腾、宝马、标志、道奇等中高档车均安装了轮胎压力监测装置，用于监测汽车行驶过程中轮胎气压，车内主控机板显示模块实时显示轮胎气压状态；据中国汽车工业协会相关市场调查说明，国内轮胎爆胎预警系统的相关产品有推出，但都是技术性能不甚完善简易系统产品，存在以下缺点：系统工作寿命极短； 系统在低温或高温环境下失效；工作牢靠性较差；而性能牢靠、功能完善、技术成熟的产品均是一些国外知名公司的品牌产品，但价格较为昂贵；因此，研制性能牢靠、功能完善并且价格能为当前多数国内消费者所接受的轮胎爆胎预警技术产品很有必要；国内汽车行业正迫切

11、需求成熟的轮胎爆胎预警系统及产品的投放市场以解决因轮胎爆胎而引起的行驶安全性问题；欢迎下载精品学习资源2 系统总体设计2.1 设计思路分析2.1.1 设计方案一：采纳单片机主控，通过压力传感器、 A/D 转换采集数据信息，经过含有单片机的检测系统检测，将结果传送到单片机掌握的主控器，数据通过显示器显示；原理框图如下：单片单片机控制的总线机控制的检测主控系统制器压A/力D显传转示感换器器器欢迎下载精品学习资源2.1.2 设计方案二：图 2-1 方案一原理图欢迎下载精品学习资源采纳集成的单片机主控，通过压力传感器将气压信号送入带A/D 转换的单片机中， 以及在相关模拟分立元件的帮助下进行A/D 转

12、换以及其它的数据处理，将处理的结果送显示部分进行显示；原理原理框图如下：气压微处显传感理器示器器89C52图 2-2 方案二原理图综上所述，方案一电路虽然与方案二类似，都较方案一调整便利、可兼顾的指标多，但方案一利用 PC机平台实现软件操作，在操作运行复杂，并且性价较底，由于耗费较大，所以在实际应用中一般不用，所以我们选择其次种方案；设计 51 单片机数字气压计系统时，需要考虑下面4 个方面的内容；选择合适的气压传感器芯片，这要依据实际需要以及各种气压传感器的性能参数来打算；选择合适的 A/D 转换器件，它的作用是将气压传感器输出的模拟电流或电压信号转换为数字信号；设计单片机和 A/D 转换器

13、件的接口电路；实现气压信息采集并输出的软件设计；欢迎下载精品学习资源2.2 系统总体结构本系统的总体结构框图如图 2-1 所示；基于单片机的数字气压计设计初始化模块A/D 转换模块数据处理模块显示模块图 2-3 单片机数字气压计系统结构框图测量时被测气压由气压传感器转换为模拟的电压输出，此输出信号不能直接交由单片机处理；因此，需要经过 V/F 转换模块把气压传感器输出的模拟电压信号转换为数字脉冲其频率随输入电压呈线性变化）；通过单片机接收该脉冲信号，得到单位时间内获得的脉冲数，依据电压与频率的线性关系式运算出所对应的实际气压值，最终通过数码 管显示电路显示给用户；2.3 系统各功能模块的设计思

14、想通过对单片机各个端口的设置，以及定时器工作方式和串行口工作方式的选择，并对定时器和串行口进行初始化用以实现对单片机和各个功能模块芯片之间通讯联络的设定；在主程序模块中我们关键是使单片机初始化，以及安排地址空间交代程序中各个变量等；其中最为关键的是连接子程序的各个功能模块；2.3.1 A/D转换模块单片机接受传感器的电压值为模拟信号，它要和A/D 转换模块的锯齿波发生装置发送过来的标准模拟信号相比较，即通过P1.0 和 P1.1 引脚进行比较，同时开发定时器0， 当待测模拟信号超过标准模拟信号时， P3.6 引脚信号将会发生变化，此时的定时器0 的值通过量纲转化就得到了相应的数字信号；2.3.

15、2 数据处理模块数据处理模块主要是对 A/D 转换模块的数据进行多次采集，并且对采集的数据进行处理，此处理过程主要是对采集的数据进行初值定义以及相应的移位处理，并且把处理 好的数据送入相应的缓冲区，为后面的显示模块作好预备；2.3.3 显示模块用单片机芯片 AT89C52的 P0.0/AD0P0.7/AD7 端口接数码管的 a h 端， 8 位数码管的 S1S5 通过 AT89C52的 P2.0 P2.4 端口来掌握选通每个数码管的位选端；欢迎下载精品学习资源在数据的显示模块中，我们采纳的是 LED动态显示的方式；其具体的实现过程在上述设计思想中具体说明； 7 段数码管选用共阳连接方式，通过端

16、口输出编码后的段码，对应笔画为“高电平“时点亮；2.4 气压传感器的选择气压传感器对于数字气压计设计的实现至关重要，需要综合实际的需求和各类气压传感器的性能参数加以选择；气压传感器的主要性能参数如下；测量范畴即所能测量的大气压力范畴，单位为kPa；测量精度测量结果 电流或电压）的精度；温度补偿范畴一般要选用具有温度补偿才能的气压传感器，由于温度补偿特性可以克服半导体压力敏锐器件存在的温度漂移问题；测量的是否是肯定气压值肯定气压值对应的即是实际的气压值，明显要实现数字气压计需要测量肯定气压值的气压传感器；数字气压计显示的是肯定气压值，同时为了简化电路，提高稳固性和抗干扰才能，要求使用具有温度补偿

17、才能的气压传感器7 ；经过综合考虑，我们选用美国摩托罗拉公司的集成压力传感器芯片 MPX4105作为气压传感器； MPX4105可以产生于所加气压呈线性关系的高精度模拟输出电压，它具有以下特点：供电范畴： 4.855.35V ，典型值为 5.1V ；测量范畴： 15105kPa；工作温度范畴： 085；温度补偿范畴： -40+125；测量精度为 1.7%VFSS；最低气压对应的输出电压 VOFF为 0.1840.428V ，典型值为 0.306V；最高气压对应的输出电压 VOFF为 4.8044.988V ，典型值为 4.896V；满刻度输出电压间距VFSS的典型值为 4.590V；抱负的微处

18、理器接口；欢迎下载精品学习资源2.5 A/D转换器件的选择气压传感器 MPX4105输出的是模拟电压，因此，必需进行A/D 转换才能交由单片机处理；关于 A/D 转换，其模块的特点是：转换辨论率为10 位，最多含 8 个输入通道和一个内部温度传感器；我采纳一种电压 / 频率V/F）转换电路来实现模拟电压的数字化处理；V/F 转换电路由 V/F 器件实现； V/F 器件的作用是将输入电压的幅值转换成频率与输入电压幅值成正比的脉冲序列，虽然V/F 器件本身仍不能算做量化器，但加上定时器与计数器以后也可以实现A/D 转换； V/F 器件的突出特点就是它能够把模拟电压转换成抗干扰才能强、可远距离传送并

19、能直接输入单片机接口的脉冲序列；通过测试V/F 的输出频率；可以实现 A/D 转换功能；针对电路的实际需要，并考虑到外围电路实现的难易程度和相应的性能指标，我选用国家半导体公司的芯片 LM331来实现 A/D 转换； LM331是一款高精度电压 / 频率转换芯片，它具有以下特点：最大非线性误差为 0.01%；可单、双电源供电，电压范畴为540V；脉冲输出可兼容任何规律形式；内部具有温度补偿能隙基准电路，因而具有极佳的温度稳固性，最大温漂为50ppm/；宽的满量程频率范畴： 1Hz100KH；z2.6 三端稳压器本设计中的 LM331工作电源采纳 +15V，但是单片机、 MPX4105等其他芯片

20、需要 +5V供电，因此仍需要设计特地的供电电路以满意整个系统的电源需求；选用摩托罗拉公司的三端低电流线性稳压芯片 MC78L05作为电源电路；其输入电压范畴： 2.624V，输出 +5V固定电压；具有内部短路电路限制和热过载爱护功能，无需外部元器件；2.7 数码管显示2.7.1 数码管静态显示当显示器显示某一个字符时，相应的发光二极管恒定的导通或截止，这种显示方式每一位都需要一个 8 位输出口掌握；静态显示时，较小的电流能得到较高的亮度且字符不闪耀，当显示器位数较少时，采纳静态显示的方法是合适的；2.7.2 数码管动态显示一位一位地轮番点亮显示器各个位，对于显示器的某一位来说，每隔一段时间点亮

21、欢迎下载精品学习资源一次；利用人的视觉暂留功能可以看到整个显示，但必需保证扫描速度足够快，字符才不闪耀；显示器的亮度既与导通电流有关，也与点亮时间和间隔时间的比例有关；如显示器的位数不大于 8，就掌握显示器公共极电位只需一个I/O 口，掌握显示器的各位所显示的字型也只需一个 8 位口；单个LED是由段发光二极管构成的显示单元；有10个引脚，对应于个段、 1个小数点和 2个公共端 9 ；本设计中需要用 5个LED组成显示单元，共阴极接法，所以我们采纳数码管动态显示；2.8 系统配置我们以 AT89C52单片机为整个系统的核心，通过气压传感器对气压信号的采集、掌握、放大等处理完成气压参数的自动猎取

22、，以及进行数字显示等等；在此过程中需要利 用 AT89C52单片机内部的定时器对其进行度量，再使用软件模块对其进行处理，即得到了 A/D 转换的结果；进行多次A/D 转换后，我们就可以采集到一脉冲序列的数据，对这些数据进行适当的处理，最终通过数码管显示电路显示给用户，进而达到了我们对整个 系统设计的基本要求；欢迎下载精品学习资源3 硬件电路设计经过之前的分析 , 单片机系统中的数码管显示电路，它通常由译码器、驱动器和显示器等部分组成，是将采集到得气压值通过数码管显示的电路；硬件电路离不开功能性器件，因此第一来看看本数字胎压计所采纳的主要器件；3.1 单片机电路部分3.1.1 主要芯片介绍89C

23、52单片机89C52单片机的 40 条引脚按功能来分，可以分为 3 部分，电源准时钟引脚、掌握引脚和输入 / 输出引脚；如下图 3-1 所示：图 3-1 单片机引脚图89C52单片机引脚功能主电源准时钟引脚此类引脚包括电源引脚 Vcc、Vss、时钟引脚 XTAL1、XTAL2；1）Vcc40 脚）：接 +5V电源，为单片机芯片供应电能；2）Vss20 脚）接地；欢迎下载精品学习资源3）XTAL119脚）在单片机内部，它是一个反向放大器的输入端，该放大器构成了片内的振荡器，可供应单片机的时钟掌握信号；4）XTAL218脚）在单片机内部，接至上述振荡器的反向输出端；掌握引脚欢迎下载精品学习资源此类

24、引脚包括 RESET即号，有些具有复用功能；RSR/VPD）、ALE/PRO、G PSEN、EA/VPP，可以供应掌握信欢迎下载精品学习资源1）RSR/ VPD9脚）：复位信号输入端，高电平有效，当振荡器运行时，在此引脚加上两个机器周期的高电平将使单片机复位REST）；复位后应使此引脚电平保持为不高于 0.5V 的低电平，以保证单片机正常工作；掉电期间，此引脚可接上备用电源 VPD），以保持内部 RAM中的数据不丢失；当 Vcc下降到低于规定值，而VPD在其规定的电压范畴内 50.5V）时， VPD就向内部 RAM供应备用电源；2）ALE/PROG3脚0 ）： ALE为地址锁存答应信号；当单片

25、机拜访外部储备器时，ALE地址锁存答应）输出脉冲的下降沿用于锁存16 位地址的低 8 位；即使不拜访外部储备器， ALE端仍有周期性正脉冲输出，其频率为振荡器频率的1/6 ；但是每当拜访外部数据储备器时，在两个机器周期中ALE只显现一次，即丢失一个 ALE脉冲； ALE端可以驱动8 个 LSTTL负载；3）PSEN29脚）：程序储备器答应输出掌握端；此输出为单片内拜访外部程序储备 器的读选通信号；在从外部程序储备器取指令或取常数）期间，每个机器周期均PSEN 两次有效；但在此期间，每当拜访外部数据储备器时，这两次有效的PSEN信号将不会显现；PSEN同样可以驱动 8 个 LSTTL负载；4）E

26、A/VPP31脚）： EA功能为内外程序储备器选择掌握端；当EA端保持高电平 时，单片机拜访内部程序储备器，但在PC程序计数器）值超过 0FFFH时将自动转向执行外部程序储备器内的程序；输入/ 输出引脚此类引脚包括 P0 口、P1 口、P2 口和 P3 口；1）P0P0.0P0.7）是一个 8 位三态双向 I/O 口，在不访积压处部储备器时，做通用 I/O 口使用，用于传送 CPU的输入 / 输出数据，当拜访外部储备器时，此口为地址总路线低 8 位及数据总路线分时复用口，可带 8 个 LSTTL负载；2）P1P1.0P2.7）是一个 8 位准双向 I/O 口作为输入时，口锁存器置 1），带有欢

27、迎下载精品学习资源内部上拉电阻，可带 4 个 LSTTL负载；3）P2P2.0P2.7）是一个 8 位准双向 I/O 口，与地址总路线高 8 位复用，可驱动 4个 LSTTL负载；：电压输出脚；GND2脚）：接地端；NC：电流输出脚；RefC2脚）：基准电流脚；此引脚可接一固定电阻串联一个可变电阻器的组合，用于调整转换增益；FO3脚）：脉冲序列输出脚；该序列的频率值对应于输入电压的脉冲序列；GND4脚）：接地端；R/C5脚）：组容网络引脚；Thre：比较器电压输入脚；需要进行V/F 转换的电压经过低通滤波后由此引脚输入；VCC：+5V 固定电压输出脚；GND2脚：接地端；Vin3 脚：电压输入

28、脚，可输入的电压范畴为2.624V；.MC78L05123Vout GND Vin图 3-4 MC78L05 引脚分布图数字胎压计的硬件电路可分为 4 个部分：气压传感器、 V/F 转换电路、单片机电路和电源电路；气压传感和 V/F 转换电路的原理图如图 3-5图 3-5 气压传感和 V/F 转换电路的原理图欢迎下载精品学习资源基于 MPX4105的数字胎压计系统气压传感及 V/F 转换电路原理图图 3-5 中， U3 为气压传感芯片 MPX410，5 它工作于 +5V 电压，将被测电压转换为输出电压 对应图中网络标号为 Vin ），送至 V/F 转换电路；电阻 R5和电容 C7构成典型的去耦

29、合滤波电路；U2为 V/F 转换芯片 LM331，它工作于 +15V电压，此电路的设计可参考 LM331的芯片资料；在此电路中，电压 Vin 和输出脉冲 FO的频率 fo 的转换关系满意公式 1）；Fo=Kvin1）其中，K=, Rs=R2+R32）电路中， Rt、Ct 和 RL的典型值分别为 6.8k .、0.01pf 和 100k. ，Rs 由一个定值电阻R2和一个可变电路 R3串联组成，其中， R2 为 22k.， R3的最大阻值为 12k.，通过可变电阻 R3调剂 Rs 的阻值可以实现对电路转换增益的调整；气压的变化引起 Vin 的变化，而 Vin 在满刻度输出电压间距 V内变化， V

30、典型值为 4.590V，所以 Vin 变化范畴很小，那么依据 fo=KVin 的关系式，必需增大 K 值，才能提高测量的精度； fo 通过单片机的定时 / 计数器 1 的计数测得，该计数器的计数范畴为065536，500ms计数频率 1 次；因此， K 值的选取仍要考虑到计数器的计数范畴；综合考虑之后，将 K 值设为 2000，这样代入式 2）运算，可知 R3的阻值应调剂到 6.424k .；图 3-5 中， Cin 和 Rin 构成低通滤波器，滤除输入电压信号中的干扰脉冲；其中，Cin 取 0.1，Rin 取 100k.，C 的取容值为 1的漏极电流小的电容；3.3 胎压计电源与单片机电路部

31、分数字胎压计的设计的电源与单片机电路原理图如图图3-6 所示欢迎下载精品学习资源图 3-6 基于 MPX4105 的数字胎压计系统设计及单片机电路原理图图 3-6 中， U4为电源转换芯片 MC78L0，5 它将+15V电压转换为 +5V电压，供应单片机和气压传感芯片使用； U1为单片机芯片 AT89C52，工作于 11.592MHz时钟，它的 P3.5脚定时/ 计数器 1 外部脉冲输入端）和 FO相连，对脉冲序列计数，以猎取频率信息，从而转换为气压值； U1的 P0 口和 P2口是和数码管显示电路的接口，其中，P0口味 8 位段码， P2口供应 5 位位码5 位 7 段数码管显示），数字显示

32、电路是很多数字设备不行缺少的部分；数字显示电路通常由译码器、驱动器和显示器等部分组成图 3-7数字显示电路组成方块图数码的显示方式一般有三种：第一种是字型重叠式；其次种是分段式；第三种是点阵式；目前以分段式应用最为普遍，主要器件是七段发光二极管LED）显示器；它可分为两种，一是共阳极显示器 发光二极管的阳极都接在一个公共点上），另一是共阴极显示器发光二极管的阳极都接在一个公共点上，使用时公共点接地）；最终给出该课题设计的完整原理图，如下图3-8 所示：欢迎下载精品学习资源图 3-8 电路完整原理图3.4 pcb制作经过前面的努力，数字气压计硬件电路的设计在已经完成，PROTEL99SE是一个全

33、 32 位的电路板设计软件，使用该软件可以简洁地设计电路原理图、画元件图、设计电路板图、画元件封装图和电路仿真；在这里主要用它来绘制电路原理图和生成印制电路板；下面简要说明一下我们上面用 PROTEL画好的电路原理图的设计步骤如下：1）设置原理图设计环境；其中，工作环境设置是使用Design/Options和 Tool 和Preferences菜单进行的，画原理图环境的设置主要包括图纸大小、捕获栅格、电气栅格、模板设置等；2）放置元件，将电气和电子元件放置在图纸上；3）原理图布线；元件一旦放置在原理图上，不需要用导线将元件连接起来，连接时肯定要符合电气规章；4）编辑和调整；编辑元件的属性；包括

34、元件名、参数、封装图等；调整元件和导线的位置等操作；检查原理图的连接是否合理和正确；给出检查报告，如有错误就要依据错误进行改正；欢迎下载精品学习资源6）生成网络表；所谓网络表就是元件名、封装、参数及元件之间的连接表，通过该表可以确认各个元件和它们之间的关系；7）打印原理图；对电路板的设计主要分为以下几个步骤；并生成原理图的网络表；环境，使用电路向导确定电路板的层数、尺寸等电路板参数；3）使用 Design/Netlist菜单，调入网络表；4）布置元件，就是将元件合理地分布在电路板上；自动布置元件或人工布置元件，多次布置直到自己中意为止；5）完成修饰等工作，完成整个电路板的设计；欢迎下载精品学习

35、资源4 软件设计就该设计的单片机而言，它的输入信号是具有肯定频率的脉冲序列，通过单片机内部的计数器可以获得此脉冲序列的频率，此频率对应于某个气压值，如何将频率换算成该气压值是软件设计第一需要考虑的问题；4.1 用 C语言开发单片机的优势C语言是一种编译型的结构化程序设计语言，具有简洁的语法结构和强大的处理功能，具有运行速度快、编译效率高，移植性好和可读性强等多种优点，可以实现对系统便件的直接操作；用 C语言来编写目标系统软件，可以大大缩短开发周期，且明显地增加软件的可读性，便于改进和扩充，从而开发出大规模、高性能的应用系统11 ；其优势如下：1）可以大幅度加快开发进度，程序量越大，用C语言就越

36、有优势；2）无需熟知单片机指令集和具体的硬件，也能够编出符合硬件实际专业水平的程序；3）可以实现软件的结构化编程，使得软件的规律结构变得清楚、有条理、便于开发小组方案任务、分工合作；源程序的可读性和可爱护性都很好；4）省去了人工安排单片机资源的工作，在汇编语言中要为每一个子程序安排单片机的资源；在使用 C语言后，只要在代码中申明一下变量的类型，编译器就会自动安排相关资源，根本不需要人工干预，从而有效地防止了人工安排单片机资源的差错；5）汇编语言的可移植性很差，而C语言只要将一些与硬件相关的代码作适当的修改，就可以便利地移植到其它种类的单片机上；6）C语言供应 auto 、static、flas

37、h等储备类型，针对单片机的程序储备空间、数据储备空间及 EEPROM空间自动为变量合理地安排空间，而且C语言供应复杂的数据类型，极大地增强了程序处理才能和敏捷性；C编译器能够自动实现中断服务程序的现场爱护和复原，并且供应常用的标准函数库，供用户使用；并且C编译器能自动生成一些硬件的初始化代码；的实时操作系统来实现；正由于 C语言在系统开发中的优势，这次设计的全部程序设计都将采纳C语言编写；欢迎下载精品学习资源4.2 如何由频率运算出气压值信号每一步的变换过程如下：第一步，被测气压经过气压传感器MPX4105转换成电压输出，依据MPX4105的芯片资料可知，输出电压 VOUT和大气压 P 的关系如下VOUT=VCC0.01P-0.094）其次步， MPX4105的输出电压 VOUT作为输入电压 Vin ，经过 V/F 转换电路转变为具有对应频率 fo 的脉冲序列 FO；Vin 和 FO的这种对应关系如上一节的式 1）所示；综合式1）和式 4），依据 VOUT=Vin,可得：P=+95）式5）中， fo 的单位为 Hz，P 的单位为 kPa，K 为 V/F 转换增益，设计中 K 值为2000；在软件中，依据式 ；ET0=0 ；count+；Count=10.TR1=0；count=0 ；运算气压值调用显示函数欢迎下载精品学习资源ET0=1；TR1=1 ；图 4-1 单片