显示气压、冲击频率和耗气量多功能数显表.doc

引言 本毕业设计的设计任务为一个多功能数显表。该数显表可以测量和显示气压、冲击频率和耗气量。并且具有RS232接口和时间显示。本毕业设计作品选用AK-4气压传感器和LWGY涡轮流量传感器，通过MCS-51单片机来控制操作，实现信号数据的采集、处理和发送。本毕业设计作品不仅可以将气压、冲击频率、耗气量及时间等数据显示在8个LED数码管上，还会通过RS232串口，将数据发送到PC上。并由PC上的配套程序，将信息数据显示在显示器上，这两部分所显示的数据是完全相同的。其中数字显示时间单位为秒，冲击频率的单位为BMP，耗气量的单位为立方米/小时。同时，系统会自动计时，开始运行3分钟之后，自动结束测量、显示，并保存信息数据。下面就将对本毕业设计作品进行详细的介绍。 设计任务 任务说明 本毕业设计的课题为多功能数显表。设计的主要任务为设计一个多功能数显表，该数显表可以测量和显示气压、冲击频率和耗气量。而且还要有RS232接口和时间显示。 对于本次毕业设计的任务还有以下的要求。首先，要采用AK-4气压传感器和LWGY涡轮流量传感器来采集信息数据。其次，要采用MCS51单片机来完成系统的控制，要求制作单片机控制系统、驱动电路、A/D转换、显示电路以及测量电路。再次，系统的电源要求采用～220V供电。然后，还要求在测量开始时，开始计时，3分钟后自动结束测量并保存数据。而且，RS232的波特率为4800。最后，规定了数字显示数据的内容和单位：时间（秒）、冲击频率（BMP）、耗气量（立方米/小时）。 1.2 任务分析 根据本次毕业设计的课题和设计的主要任务，我们可以知道，要设计的系统的主要功能就是对气压、冲击频率和耗气量的测量和显示。 要完成对气压、冲击频率和耗气量的测量，就必须要用到传感器。根据设计任务的具体要求，就可以知道：AK-4气压传感器很明显是用来测量气体气压的传感器，它的输出信号就是数显表要显示的冲击频率和气压数据的信息来源；LWGY涡轮流量传感器则应该是数显表显示的耗气量数据的信息来源。但在这其中需要要注意的问题就是，两个传感器的输出信号的类型不一定能够直接传送到MCS-51单片机去处理。那么，就要弄清楚各自的输出信号的类型，然后分别设计出信号的处理电路，将它们转换成MCS-51单片机可以接受的信号。否则，MCS-51单片机可能根本接收不到数据，或接收到的数据中的信息并不是我们所需要的。 还有一个主要功能就是对气压、冲击频率和耗气量的显示功能。数据的显示部分，我们只需要扩展出几个LED数码管，就可以将数据信息很好的显示出来。要实现这个功能，首先，就要有驱动电路来驱动LED数码管，让LED数码管有显示数据的必要条件；其次，还要有需要显示的信息数据，这些数据就要来源于MCS-51单片机，MCS-51单片机提供这些信息数据之前，要对传感器传输过来的信息做好转换处理，来保证信息的准确性和可靠性。这个部分需要注意的问题是，系统要扩展出多个LED数码管，要处理好信息传输的时序，以保证LED数码管得到的数据信息，与我们想要它们显示的信息是一致的。这就需要有MCS-51单片机要发出一个选定使能信号，每次只有一个LED数码管是接收和显示数据年的。MCS-51单片机循环选定一遍所有LED数码管，就可以很好的完成一次完整的数据显示过程。但是，这个过程的处理时间是很快的，很难让人眼的视觉有滞留的感觉。所以，要让LED数码管有满意的显示效果，就必须加上数据的锁存，让LED数码管得到数据信息后可以一直显示收到的信息，直到下一次数据传输过来的时候，数据就会被刷新，这样就可以很好的实现这个功能了。而至于时间的显示，我们可以通过MCS-51单片机的计时器功能来实现。 系统还有一个功能就是要有RS232串行通讯接口连接到PC。MCS-51单片机本身就有串行通讯的功能，也有专用的串行通讯的引脚和串行通讯控制器。所以，在完成这部分功能方面，MCS-51单片机自己就可以完全胜任这个部分的工作，要实现这个功能也就比较容易了。这个部分需要注意的问题就是，MCS-51单片机的电平标准和PC的电平标准是不一致的，要进行串行通讯的时候，MCS-51的串行通讯接口和PC串行通讯接口要有电平转换电路来为信息通讯做桥梁，以保证信息传送的有效性。否则，就会有部分电路被烧掉的危险，因此要特别注意这个问题。 以上是完成设计主要任务而对要设计的系统的硬件电路方面的任务的分析，此外，系统的软件方面也是不容忽视的。因为，本次要设计的系统的功能任务比较多，所以，MCS-51单片机的处理任务也比较繁重，系统软件的算法也就直接影响到系统运行的稳定性。系统的软件算法要充分考虑到任务性质的主次和特点，安排好任务的处理顺序和条理。要充分利用好中断服务功能，来满足系统处理要求，来很好的实现设计任务中所要求