高精度壓力變送器的設(shè)計(jì)

1、長春大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙高精度壓力變送器的設(shè)計(jì)摘要：隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)儀表易失控，互換性和可靠性等缺點(diǎn)的不足日益明顯，越來越不能滿足用戶的需求。新的總線型儀表除了能夠完成基本的測(cè)量功能外，還應(yīng)具有控制功能和現(xiàn)場(chǎng)總線通信功能?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展改變了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在總線條件下與控制網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，逐漸形成網(wǎng)絡(luò)集成式全分布控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。本文選用Silicon Labs公司的C8051F系列微控制器和Keller 10系列壓阻式壓力傳感器，開發(fā)了一種高精度壓力變送器。該壓力變送器是通過壓力傳感器采集信號(hào)，再將采集后的模擬信號(hào)通過AD7793芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)

2、字信號(hào)，然后傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)進(jìn)行處理，單片機(jī)對(duì)采集回來的壓力信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)及顯示，然后當(dāng)上位機(jī)需要壓力變送器所測(cè)得的數(shù)據(jù)時(shí)，利用CAN總線技術(shù)將單片機(jī)的數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機(jī)進(jìn)行處理。該壓力變送器主要是由壓力傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、控制模塊、穩(wěn)壓模塊、存儲(chǔ)模塊、通信模塊等組成。壓力變送器的壓力測(cè)量精度為0.010.03%FS，傳感器線性度較高。本文結(jié)合C8051F500單片機(jī)的低功耗特性和技術(shù)要求，提高了系統(tǒng)的可靠性、自治性和靈活性，達(dá)到了高精度壓力變送器的要求。關(guān)鍵詞：壓力變送器；可靠性；現(xiàn)場(chǎng)總線Design of High Precision Pressure TransmitterAbstrac

3、t： Along with the network technology, the rapid development of information technology and automation technology, traditional instrument easy out of control, compatibility and reliability shortcoming of increasingly apparent, more and more can't meet the needs of users. New main line instrument i

4、n addition to being able to complete basic measurement function, but also has the function of control and field bus communication. The development of field bus technology has changed the traditional control system structure, under the condition of the bus and the combination of control network, grad

5、ually formed network integrated total distributed control system, field bus control system.In order to meet with the requirements of field bus instrument, a high accuracy pressure transmitter has been developed. It has exploited the Silicon Labs products: C8051F series microcontroller and Keller 10

6、series pressure stop pressure sensor. The pressure transmitter is the signal of the pressure sensor, and then the analog signal is converted into digital signal through AD7793 chip, and then transmitted to the microcontroller processing, microcontroller on the acquisition of the back pressure signal

7、 of conversion, storage and display and when PC need pressure transmitter the measured data using CAN bus technology will MCU data is sent to the host computer for processing. The pressure transmitter is mainly composed of pressure sensor, analog module, control module, voltage regulator module, mem

8、ory module and communication module.The rating of pressure measurement precision of the transmitter is 0.010.03%FS and the sensor is characteristic of high linearity. With the low wastage and the technologic requirements of the C8051F500 SCM, the reliability, autonomy and flexibility of the system a

9、re improved, and the requirements of high precision pressure transmitter are achieved.Keywords：Pressure Transmitter, Reliability, Field busii裝訂線長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙目錄第1章 緒論11.1 課題的研究背景及意義11.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.3 本文的總體結(jié)構(gòu)與內(nèi)容安排2第2章 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案42.1 總體設(shè)計(jì)方案42.2 系統(tǒng)主要模塊的選擇42.2.1 控制模塊42.2.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊52.2.3 通信模塊5第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)73.

10、1 系統(tǒng)控制模塊73.1.1 C8051F500控制電路73.1.2 C8051F500工作原理83.2 穩(wěn)壓電源模塊103.3 存儲(chǔ)模塊113.3.1 AT24CL256存儲(chǔ)電路113.3.2 AT24CL256的寫操作原理113.3.3 AT24CL256的讀操作原理123.4 壓力傳感器模塊133.4.1 壓阻式壓力傳感器工作原理133.4.2 壓力傳感器模塊電路133.5 AD轉(zhuǎn)換模塊143.5.1 AD7793電路原理143.5.2 AD7793工作原理153.6 通信模塊193.6.1 通信電路193.6.2 CAN控制器工作原理19第4章 軟件程序設(shè)計(jì)204.1 高精度壓力變送器

11、組網(wǎng)程序設(shè)計(jì)204.1.1 高精度壓力變送器組網(wǎng)結(jié)構(gòu)204.1.2 壓力變送器基本工作流程204.2 系統(tǒng)的主程序及各個(gè)子程序設(shè)計(jì)214.2.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)214.2.2 AD轉(zhuǎn)換模塊子程序設(shè)計(jì)224.2.3 串口通信模塊子程序設(shè)計(jì)234.2.4 存儲(chǔ)模塊子程序設(shè)計(jì)24第5章 總結(jié)25致謝26參考文獻(xiàn)27II第1章 緒論1.1 課題的研究背景及意義在許多工業(yè)生產(chǎn)設(shè)計(jì)中，壓力變送器是工業(yè)設(shè)備中用以控制工業(yè)過程和壓力變化的重要元件。壓力變送器是指以輸出為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的壓力傳感器，是一種接受壓力變量比例轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)的儀表。它可以將測(cè)壓元件傳感器感受到的氣體、液體等物理壓力參數(shù)轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)

12、，以供給指示記錄儀、報(bào)警儀、調(diào)節(jié)器等二次儀表進(jìn)行測(cè)量、過程和指示調(diào)節(jié)。例如在工業(yè)生產(chǎn)過程中，操作人員需要實(shí)時(shí)的了解生產(chǎn)過程中的精確壓力變化，據(jù)此才能更精確地下達(dá)操作指令，完成工業(yè)生產(chǎn)。因此，壓力變送器是工業(yè)生產(chǎn)過程中必不可少的測(cè)量儀器，也是工業(yè)自動(dòng)化控制的基本數(shù)據(jù)來源，也是最主要的數(shù)據(jù)來源之一。壓力變送器廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，包括鐵路交通、水利水電、智能建筑、航空航天、軍工、石化、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)。壓力變送器是直接與被測(cè)介質(zhì)相接觸的現(xiàn)場(chǎng)儀器，常常在高溫、低溫、腐蝕、振動(dòng)和沖擊等環(huán)境中工作。世界各國對(duì)壓力變送器的研究都十分廣泛，幾乎滲透到了各個(gè)行業(yè)，但歸納起來主要有以下幾種

13、，它們分別是：陶瓷壓力變送器、擴(kuò)散硅壓力變送器、壓電壓力變送器和電容式壓力變送器等。(1)陶瓷壓力變送器陶瓷是一種公認(rèn)的高彈性、抗磨損、抗腐蝕、抗沖擊和振動(dòng)的材料。高特性低價(jià)格的陶瓷壓力變送器會(huì)是壓力變送器的未來發(fā)展方向。(2)擴(kuò)散硅壓力變送器被測(cè)介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜片上（不銹鋼或陶瓷），使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移，傳感器的電阻值發(fā)生變化。用電子線路檢測(cè)這一變化，可以轉(zhuǎn)換輸出一個(gè)對(duì)應(yīng)于這一壓力的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量信號(hào)。(3)壓電壓力變送器壓電傳感器中主要使用的壓電材料包括石英、酒石酸鈉鉀和磷酸二氫胺。(4)電容式壓力變送器陶瓷電容傳感器適用于正?；蛴懈g性介質(zhì)的測(cè)量，如氣體或液體，但不

14、傾向于沉淀，結(jié)晶或加勁材料。常應(yīng)用于測(cè)量船艙液位、海水、船上用水、柴油和廢油。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀壓力變送器是很多工業(yè)設(shè)備中用以控制工業(yè)過程和壓力變化的重要元件。壓力變送器用于測(cè)量氣體、液體或蒸汽的液位、壓力和密度，然后將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)?20mADC信號(hào)輸出。壓力變送器的發(fā)展大體經(jīng)歷了四個(gè)階段：1. 早期的壓力變送器精度低而且笨重，如水銀浮子式差壓計(jì)和膜盒式差壓變送器；2. 20世紀(jì)50年代有了精度稍高的力平衡式差壓變送器，但它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，反饋力小，可靠性和穩(wěn)定性較差；3. 70年代中期，在電子技術(shù)的飛速發(fā)展下，出現(xiàn)了體積小而且結(jié)構(gòu)簡單的位移式變送器；4. 90年代科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，壓力變送

15、器的測(cè)量精度高而且逐漸向智能化發(fā)展，數(shù)字信號(hào)傳輸更有利于數(shù)據(jù)的采集。當(dāng)今世界各國壓力變送器的研究領(lǐng)域十分廣泛，幾乎滲透到了各個(gè)行業(yè)，但歸納起來主要有以下幾個(gè)趨勢(shì)：1. 標(biāo)準(zhǔn)化：壓力變送器的設(shè)計(jì)和制造已經(jīng)形成了一定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；2. 廣泛化：壓力變送器的發(fā)展趨勢(shì)是正在逐步擴(kuò)展到汽車領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域和能源領(lǐng)域。3. 智能化：隨著集成化的發(fā)展，在集成電路中可以添加一些微處理器，使變送器具有自動(dòng)補(bǔ)償和邏輯判斷等功能；4. 集成化：壓力變送器已經(jīng)與其他測(cè)量用變送器越來越多的集成以形成測(cè)量和控制系統(tǒng)。集成系統(tǒng)在控制過程和工廠的自動(dòng)化中可提高操作速度和效率；5. 小型化：市場(chǎng)對(duì)小型壓力變送器的需求越來越大，這種

16、小型變送器可以工作在極端惡劣的環(huán)境下，并且只需要很少的保養(yǎng)和維護(hù)，對(duì)周圍的環(huán)境影響也很小，可以放置在人體的各個(gè)重要器官中收集資料，不影響人的正常生活。1.3 本文的總體結(jié)構(gòu)與內(nèi)容安排本文的設(shè)計(jì)是高精度壓力變送器，主要通過CAN技術(shù)將工業(yè)生產(chǎn)過程中所測(cè)量得到的壓力值，壓力變化等參數(shù)通過CAN總線將數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)結(jié)果可以快速可靠的傳輸以及上位機(jī)采集命令的接收。論文安排內(nèi)容如下：第 1 章：緒論。本章介紹了壓力變送器的研究背景及意義、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，概述了系統(tǒng)的研究內(nèi)容與目標(biāo)；第 2 章：系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案。本章對(duì)壓力變送器的相關(guān)理論基礎(chǔ)及原理進(jìn)行介紹。首先介紹了壓力變送器的工

17、作原理，接著介紹了壓力變送器的各部分組成，及芯片的選取，通過芯片的選擇和組成，從而實(shí)現(xiàn)壓力變送器的各項(xiàng)功能；第 3 章：高精度壓力變送器的硬件設(shè)計(jì)。本章分別闡述了各個(gè)模塊的工作原理，包括主控模塊、電源模塊、存儲(chǔ)模塊、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、通信模塊、壓力傳感器模塊等硬件電路的介紹；第 4 章：高精度壓力變送器的軟件設(shè)計(jì)。本章包括系統(tǒng)整體的工作流程分析、各個(gè)組成模塊的軟件功能分析等；第 5 章：全文總結(jié)。本章對(duì)本文的研究工作進(jìn)行總結(jié)，并指出了下一步研究工作的重點(diǎn)。第2章 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案壓力變送器是一種將壓力變量轉(zhuǎn)換為可傳送的標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)的儀表，主要用于工業(yè)過程壓力參數(shù)的測(cè)量和控制。本文旨在設(shè)計(jì)一種壓力

18、變送器，該變送器由傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器及控制單元組成。該變送器輸出信號(hào)與壓力變量之間具有一定的函數(shù)關(guān)系。此外，該變送器還具有通信功能，利用CAN技術(shù)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)結(jié)果的傳輸以及上位機(jī)采集命令的接收。2.1 總體設(shè)計(jì)方案該壓力變送器是通過壓力傳感器采集信號(hào)，再將采集后的模擬信號(hào)通過AD7793芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)進(jìn)行處理，單片機(jī)對(duì)采集回來的壓力信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)及顯示，然后當(dāng)上位機(jī)需要壓力變送器所測(cè)得的數(shù)據(jù)時(shí)，利用CAN總線技術(shù)將單片機(jī)的數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機(jī)進(jìn)行處理。該壓力變送器主要是由壓力傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、控制模塊、穩(wěn)壓模塊、存儲(chǔ)模塊、通信模塊等組成，原理框圖如圖2.1所示。圖2.1

19、高精度壓力變送器原理組成2.2 系統(tǒng)主要模塊的選擇2.2.1 控制模塊單片機(jī)是一種在線式實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)，在線式就是現(xiàn)場(chǎng)控制，需要的是有較強(qiáng)的抗干擾能力，較低的成本，這也是和離線式計(jì)算機(jī)的（比如家用PC）的主要區(qū)別。單片機(jī)擁有基于復(fù)雜指令集（CISC）的內(nèi)核，雖然速度不快，12個(gè)振蕩周期才執(zhí)行一個(gè)單周期指令，但其端口結(jié)構(gòu)為準(zhǔn)雙向并行口，可兼有外部并行總線，故其擴(kuò)展性能非常強(qiáng)大。本設(shè)計(jì)選用的是C8051F系列的C8051F500芯片。C8051F500單片機(jī)由Silicon Labs公司推出，是業(yè)內(nèi)最小封裝的微控制器(MCU)（小至2mmx2mm），不會(huì)犧牲性能或集成性。完整的小型封裝產(chǎn)品線包括高

20、達(dá)100MIPs的CPU、12-位ADC、12-位DAC以及其他重要的模擬外圍設(shè)備，如集成精密振蕩器(±2%)和精密溫度傳感器(±2°C)。還提供成本敏感、引腳兼容的一次性可編程(OTP)選項(xiàng)。應(yīng)用程序可以使用MOVC和MOVX指令對(duì)FLASH進(jìn)行讀或改寫。C8051F500使用Silicon Labs公司的專利CIP-51微控制器核。CIP-51與MCS-51指令集是兼容的，使用標(biāo)準(zhǔn)803x/805x的匯編器以及編譯器進(jìn)行軟件的開發(fā)。CIP-51的指令執(zhí)行速度是標(biāo)準(zhǔn)8051指令執(zhí)行速度的12倍，其峰值執(zhí)行速度可達(dá)100MBPS，并且沒有執(zhí)行時(shí)間大于8個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周

21、期的指令。2.2.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊目前單片機(jī)在電子產(chǎn)品中已得到廣泛應(yīng)用，許多類型的單片機(jī)內(nèi)部已帶A/D轉(zhuǎn)換電路，但此類單片機(jī)會(huì)比無A/D轉(zhuǎn)換功能的單片機(jī)在價(jià)格上高幾元甚至很多，我們采用一個(gè)普通的單片機(jī)加上一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換的功能，串行和并行接口模式是A/D轉(zhuǎn)換器諸多分類中的一種，但卻是應(yīng)用中器件選擇的一個(gè)重要指標(biāo)。在同樣的轉(zhuǎn)換分辨率及轉(zhuǎn)換速度的前提下，不同的接口方式會(huì)對(duì)電路結(jié)構(gòu)及采用周期產(chǎn)生影響。在本設(shè)計(jì)中我們選用的是AD7793，該芯片在單片機(jī)接口中應(yīng)用廣泛，串行A/D轉(zhuǎn)換器具有功耗低、性價(jià)比較高、芯片引腳少等特點(diǎn)。AD7793適合高精度的測(cè)量應(yīng)用，具有低噪聲和低功耗的特點(diǎn)，能

22、夠完整模擬前端。芯片內(nèi)置了一個(gè)低噪聲的16位或24位-型ADC，含有3個(gè)差分模擬輸入，同時(shí)集成了一個(gè)片內(nèi)低噪聲儀表放大器。當(dāng)增益設(shè)置為64、更新速率為4.17Hz時(shí)，均方根（RMS）噪聲為40nV。2.2.3 通信模塊本設(shè)計(jì)采用CAN總線進(jìn)行通信?？刂破骶钟蚓W(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network)，通常稱作CAN，是由以研發(fā)和生產(chǎn)汽車電子產(chǎn)品著稱的德國BOSCH公司開發(fā)的，并最終成為國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO11898），是國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。在汽車行業(yè)，出于對(duì)安全性、方便性、低污染和低成本的要求，開發(fā)出各種電子控制系統(tǒng)。這些系統(tǒng)間通信所使用的數(shù)據(jù)類型和可靠性不完全一樣，多條總

23、線構(gòu)成的系統(tǒng)很多，線束的數(shù)量也隨之增加。為適應(yīng)進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的高速通信的需要，1986年德國電氣商博世公司開發(fā)出了面向汽車的CAN通信協(xié)議。在那之后，CAN通過ISO11519及ISO11898進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，成為歐洲的汽車網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。本設(shè)計(jì)選用的C8051F500芯片內(nèi)部已集成了CAN接口，而收發(fā)器選擇的是TI公司生產(chǎn)的SN65HVD230。該器件適用于較高通訊速率和良好抗干擾能力以及高可靠性的CAN總線的串行通信。隨著集成技術(shù)的不斷發(fā)展，為了節(jié)省功耗，縮小電路體積，一些新型CAN總線控制器的邏輯電平均采用LVTTL，這就需要和之相適應(yīng)的總線收發(fā)器。TI公司生產(chǎn)的SN65HVD230型電路非常

24、好地解決了這個(gè)問題。第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)壓力變送器是一種將壓力變量轉(zhuǎn)換為可傳送的標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)的儀表，主要用于工業(yè)過程壓力參數(shù)的測(cè)量和控制。本文旨在設(shè)計(jì)一種壓力變送器，該變送器由傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器及控制單元組成。該變送器輸出信號(hào)與壓力變量之間具有一定的函數(shù)關(guān)系。此外，該變送器還具有通信功能，利用CAN總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)結(jié)果的傳輸以及上位機(jī)采集命令的接收。下面，就詳細(xì)介紹各控制模塊。3.1 系統(tǒng)控制模塊本設(shè)計(jì)通過軟件來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀取和處理，所以對(duì)控制單元的處理速度要求較高，可供選擇的有ARM和高速8位單片機(jī)。ARM的處理速度極快，但對(duì)于本應(yīng)用，ARM內(nèi)部的資源浪費(fèi)嚴(yán)重且成本較高，因此選擇高速8位單

25、片機(jī)作為控制器，常見的高速8位單片機(jī)有AVR系列單片機(jī)，本設(shè)計(jì)選用的是C8051F系列中的C8051F500 單片機(jī)。3.1.1 C8051F500控制電路C8051F500最小系統(tǒng)電路圖如圖3.1所示。系統(tǒng)采用3.3V電壓供電，因此DVDD接3.3V。系統(tǒng)時(shí)鐘電路采用外部晶振，本文選取4MHz晶振作為系統(tǒng)的時(shí)鐘輸入。腳1為模數(shù)轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，腳2是I/O端口電源電壓，腳3是電壓調(diào)節(jié)器輸入，腳4和腳6分別是數(shù)字電源和地，腳5和腳7分別是模擬電源和地，腳8可作為基準(zhǔn)電壓，本系統(tǒng)的程序通過C2D1與C2CK1進(jìn)行下載，與C8051F500的11和12腳相連。腳27、28、29和30接顯示接口，腳35

26、和36接存儲(chǔ)芯片，腳39、40、41和42接AD7793芯片，腳43和44接CAN收發(fā)器，腳45和46分別是串口通信的接收和發(fā)射，腳47和48接晶振，剩下的都是I/O端口。圖3.1 C8051F500芯片電路圖3.1.2 C8051F500工作原理C8051F500的工作是通過一系列寄存器的配置來實(shí)現(xiàn)的，下面對(duì)主要的寄存器進(jìn)行介紹。1. 程序狀態(tài)寄存器PSWPSW是一個(gè)8位二進(jìn)制寄存器，用來存放指令招待后的有關(guān)CPU的狀態(tài)，通常由CPU來填寫，但是用戶也可以改變各狀態(tài)位的值。程序狀態(tài)寄存器的定義如表3-1所示。CY是僅為標(biāo)志，AC則是輔助進(jìn)位標(biāo)志。F0為用戶標(biāo)志0，這是一個(gè)可位尋址、受軟件控制

27、的通用標(biāo)志位。OV是溢出標(biāo)志，PARITY是奇偶標(biāo)志，累加器中 8 個(gè)位的和為奇數(shù)時(shí)該位被置 1，為偶數(shù)時(shí)被清 0。表3-1 PSW：程序狀態(tài)寄存器位7位6位5位4位3位2位1位0R/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WRCYACF0RS1RS0OVF1PARITY該寄存器中的RS1至RS0用于選擇訪問寄存器時(shí)所使用的寄存器區(qū)，不同的地址對(duì)應(yīng)不同的寄存器去，其定義如表3-2所示。表3-2寄存器選擇位RS1-RS0定義RS1RS0寄存器區(qū)地址0011010101230x00-0x070x08-0x0F0x10-0x170x18-0x1F2. 中斷允許寄存器C8051F500包含一個(gè)擴(kuò)展的中斷系

28、統(tǒng)，有兩個(gè)可選擇的優(yōu)先級(jí)。中斷源在內(nèi)部與外部的分布隨著器件的不同而發(fā)生變化。每個(gè)中斷源都有一個(gè)或多個(gè)中斷標(biāo)志在一個(gè)SFR中。當(dāng)周圍或外部源滿足有效的中斷條件時(shí)，相應(yīng)的中斷標(biāo)志位被設(shè)置為邏輯1。中斷請(qǐng)求時(shí)產(chǎn)生的中斷標(biāo)志將被放置在一個(gè)中斷源被允許后。如果當(dāng)前的指令執(zhí)行能夠結(jié)束，CPU會(huì)產(chǎn)生一個(gè)LCALL到預(yù)定的地址，準(zhǔn)備開始中斷服務(wù)例程（ISR）。每個(gè)ISR必須以RETI指令結(jié)束，這使程序返回到中斷的指令的下一條指令。假設(shè)中斷不被允許，中斷標(biāo)志將被硬件忽略，程序繼續(xù)正常執(zhí)行。不管每個(gè)中斷允許位的設(shè)置如何，清除EA位將禁止所有中斷。在EA位被清0期間所發(fā)生的中斷請(qǐng)求被掛起，直到EA位被置1后才能得到

29、服務(wù)。中斷允許寄存器的定義如表3-3所示。EA表示允許所有中斷。ESPI0是串行外設(shè)接口（SPI0）中斷允許位。ET2是定時(shí)器2中斷允許位。ES0是UART0中斷允許位。ET1是定時(shí)器1中斷允許位。EX1是外部中斷1允許位。ET0是定時(shí)器0中斷允許位。EX0是外部中斷0允許位。表3-3 IE：中斷允許寄存器位7位6位5位4位3位2位1位0R/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WEAESPI0ET2ES0ET1EX1ET0EX03. 外部振蕩器控制寄存器外部振蕩器電路可以驅(qū)動(dòng)外部晶振、電容或RC網(wǎng)絡(luò)，也可以設(shè)置使用一個(gè)外部時(shí)鐘。外部晶振必須與XTAL1和XTAL2引腳相聯(lián)，同時(shí)并聯(lián)一個(gè)1

30、0M的電阻。使用外部振蕩器電路時(shí)，必須對(duì)所用端口引腳進(jìn)行配置。當(dāng)在晶體/陶瓷諧振器、電容或RC方式使用外部振蕩器電路時(shí)，應(yīng)將所用的端口引腳配置為模擬輸入。在CMOS時(shí)鐘方式，應(yīng)將所用的端口引腳配置為數(shù)字輸入。XTLVLD是晶體振蕩器有效標(biāo)志，XOSCMD2-0表示外部振蕩器方式位，XFCN2-0表示外部振蕩器頻率控制位。該狀態(tài)寄存器的定義如表3-4所示。表3-4 OSCXCN：外部振蕩器控制寄存器位7位6位5位4位3位2位1位0RR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WXTLVLDXOSCMD2XOSCMD1XOSCMD0保留XFCN2XFCN1XFCN0其中，XOSCMD2-XOSCMD0

31、表示外部振蕩器方式位，這些位選擇外部振蕩器的工作模式。具體的定義如表3-5所示。表3-5 XOSCMD2-XOSCMD0定義XOSCMD2XOSCMD1XOSCMD0模式00011110110011X010101外部振蕩器電路關(guān)閉外部CMOS時(shí)鐘方式外部CMOS時(shí)鐘方式二分頻RC振蕩器方式電容振蕩器方式晶體振蕩器方式晶體振蕩器方式二分頻3.2 穩(wěn)壓電源模塊由于電路的芯片有不同的工作電壓，為了保證各個(gè)芯片的正常工作，我們需要設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電路，為電路提供穩(wěn)定的直流電源，確保壓力變送器以及各個(gè)器件可以正常準(zhǔn)確的運(yùn)行。本設(shè)計(jì)選用LM2937-3.3電流穩(wěn)壓器，該穩(wěn)壓器是正電壓穩(wěn)壓，能夠提供高達(dá)500mA的

32、負(fù)載電流。其中1腳是正輸入端，在這個(gè)管腳處必須加一個(gè)適當(dāng)?shù)妮斎肱月冯娙輥頊p小暫態(tài)電壓，同時(shí)為LM2937-3.3提供所需的開關(guān)電流。2腳是接地端，3腳則是輸出端。具體電路圖設(shè)計(jì)如圖3.2所示：圖3.2 穩(wěn)壓電路3.3 存儲(chǔ)模塊由于壓力變送器會(huì)測(cè)得大量的數(shù)據(jù)，而我們無法實(shí)時(shí)的進(jìn)行接收這些數(shù)據(jù)或進(jìn)行讀取，所以我們需要對(duì)這些所測(cè)得的壓力值數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的保護(hù)，因此需要選用合適的E2PROM來存放CPU讀取到的壓力變送器所測(cè)得的數(shù)據(jù)以及保護(hù)壓力變送器的工作狀態(tài)參數(shù)等。本文選用的是AT24C系列的AT24CL256芯片，它具有體積小、功耗低、工作電壓允許范圍寬等特點(diǎn)；而且占用I/O口線少，容量擴(kuò)展方便靈活

33、，讀寫操作相對(duì)簡單。3.3.1 AT24CL256存儲(chǔ)電路AT24CL256存儲(chǔ)電路圖如圖3.3所示，該芯片采用3.3V供電，與C8051F500單片機(jī)采用兩線制I2C進(jìn)行通信。SCL為串行時(shí)鐘線，與C8051F500的35腳相連；SDA為串行數(shù)據(jù)線，與C8051F500的36腳相連。由于一片AT24CL256即可滿足系統(tǒng)的存儲(chǔ)要求，將A0，A1，A2引腳直接接地即可。圖3.3 AT24CL256電路圖3.3.2 AT24CL256的寫操作原理寫操作從主器件的起始位開始，后加4位控制碼。再然后的3位是尋址位或片選位。最后主發(fā)送器將R/W位發(fā)送給總線。從器件需在第九個(gè)時(shí)鐘周期產(chǎn)生一個(gè)確認(rèn)位。主器

34、件發(fā)送的第二個(gè)字節(jié)是低位地址字節(jié)或高位地址字節(jié)。這兩種情況下，AT24CL256將使每一個(gè)地址字節(jié)和地址確認(rèn)地址位為設(shè)備地址計(jì)數(shù)器。對(duì)于AT24CL256，只使用地址字節(jié)的低4 位，高4位可為任意值。AT24CL256可以發(fā)出確認(rèn)信號(hào)ACK在送出最后一個(gè)地址字節(jié)之后。在接收到該確認(rèn)信號(hào)后，主器件將發(fā)送數(shù)據(jù)字，數(shù)據(jù)字將被寫入內(nèi)存位置。AT24CL256再次發(fā)出確認(rèn)信號(hào)后，主器件會(huì)啟動(dòng)內(nèi)部寫周期并且產(chǎn)生停止條件。如果WP引腳維持正常高寫內(nèi)存的操作，該裝置將確認(rèn)命令，但不會(huì)啟動(dòng)寫周期，不會(huì)寫數(shù)據(jù)，會(huì)立即接受新的命令。寫命令發(fā)送后，內(nèi)部地址計(jì)數(shù)器增加，指向下一個(gè)地址位置。寫入周期期間，AT24CL25

35、6不會(huì)對(duì)命令進(jìn)行確認(rèn)。圖3.4 寫操作：低位地址器件圖3.5 寫操作：高位地址器件3.3.3 AT24CL256的讀操作原理在控制寄存器的R/W位設(shè)置為1之后，讀操作和寫操作差不多是一樣的。有三種基本的讀操作，分別是當(dāng)前地址的讀操作、當(dāng)前地址的隨機(jī)讀操作和連續(xù)讀操作。1. 當(dāng)前地址的讀操作AT24CL256內(nèi)置自動(dòng)加1地址計(jì)數(shù)器，這個(gè)計(jì)數(shù)器會(huì)保留最后一次訪問的地址。所以，如果之前對(duì)地址n（n為任意合法地址）進(jìn)行讀操作或者寫操作，那么下一條讀操作命令可能會(huì)從地址n + 1訪問數(shù)據(jù)。在接收到R/W位的設(shè)置是1的控制字節(jié)之后，AT24CL256將發(fā)送一個(gè)確認(rèn)信號(hào)，同時(shí)發(fā)送 8位數(shù)據(jù)字節(jié)。主要設(shè)備不進(jìn)

36、行數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇_認(rèn)，但它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)停止條件，AT24CL256 就不會(huì)發(fā)送數(shù)據(jù)。圖3.6 當(dāng)前地址讀操作2. 隨機(jī)讀操作隨機(jī)讀操作允許主設(shè)備以一個(gè)隨機(jī)的方式訪問任意內(nèi)存。地址字節(jié)必須設(shè)置在指令執(zhí)行之前（R/W設(shè)置為0）。主設(shè)備接收所產(chǎn)生的初始條件的確認(rèn)信號(hào)，在內(nèi)部地址計(jì)數(shù)器設(shè)置，寫操作被終止。主器件發(fā)送控制字節(jié)，而字節(jié)R/W位設(shè)置為1。AT24CL256會(huì)發(fā)出確認(rèn)信號(hào)在主器件發(fā)送控制字節(jié)之后，并且會(huì)發(fā)送8位數(shù)據(jù)字節(jié)。主器件不進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇_認(rèn)，但它會(huì)停止，同時(shí)AT24CL256停止數(shù)據(jù)的發(fā)送，內(nèi)部地址計(jì)數(shù)器加1指向下一條地址在隨機(jī)讀取命令。圖3.7 隨機(jī)讀操作3. 連續(xù)讀操作連續(xù)讀操作的起動(dòng)過程

37、和隨機(jī)讀操作是差不多相同的，區(qū)別在于當(dāng)AT24CL256發(fā)送完第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)之后，主要設(shè)備會(huì)發(fā)出一個(gè)確認(rèn)信號(hào)，而隨機(jī)讀操作發(fā)送的是一個(gè)停止的條件。在收到確認(rèn)信號(hào)后，AT24CL256會(huì)發(fā)送下一個(gè)連續(xù)地址的數(shù)據(jù)字節(jié)。在AT24CL256向主要設(shè)備發(fā)送最后一個(gè)字節(jié)之后，它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)停止條件。因?yàn)橄胍M(jìn)行連續(xù)讀操作，AT24CL256內(nèi)置的地址指針在每次結(jié)束操作以后加1。地址指針允許一個(gè)操作來讀取整個(gè)存儲(chǔ)器的內(nèi)容不斷。在最后一個(gè)地址時(shí)，地址指針會(huì)指向地址0x00。圖3.8 連續(xù)讀操作3.4 壓力傳感器模塊壓力傳感器是該電路的重要器件，需要用它測(cè)量壓力值，然后傳輸?shù)紸D轉(zhuǎn)換模塊。將壓力傳感器所測(cè)得的模

38、擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，在傳輸給控制模塊進(jìn)行處理和記錄。本設(shè)計(jì)選用的是瑞士Keller10系列壓阻式壓力傳感器。10系列壓力傳感器適用于100mbar到1000bar（10kPa100MPa）的一切壓力范圍，靈敏度高，在2bar以上的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，1mA激勵(lì)電流可以得到200mV信號(hào)。3.4.1 壓阻式壓力傳感器工作原理壓阻式壓力傳感器通過導(dǎo)線接入惠斯登電橋。沒有外部壓力刺激敏感芯片時(shí)，電橋處于平衡態(tài)。傳感器的壓縮芯片電阻的變化使電橋失去平衡，如果一個(gè)恒定電流源或電壓源添加到電橋，就會(huì)輸出相應(yīng)的壓電信號(hào)，使傳感器的電阻通過電橋轉(zhuǎn)換為壓力信號(hào)輸出。3.4.2 壓力傳感器模塊電路壓力傳感器的電路原理如

39、圖3.9所示。該壓力傳感器采集的數(shù)據(jù)為模擬數(shù)據(jù)，而C8051F500只能處理數(shù)字量。因此，壓力傳感器采集到的數(shù)據(jù)需要經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換后，才能送至C8051F500進(jìn)行處理及存儲(chǔ)。圖3.9 壓力傳感器電路圖3.5 AD轉(zhuǎn)換模塊由于本文選取的壓力傳感器為Keller10系列傳感器，該傳感器靈敏度高，在2bar以上的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，1mA激勵(lì)電流可以得到200mV信號(hào)。因此，需要選取高精度的AD轉(zhuǎn)換芯片。本文選用具有24位分辨率的高精度AD轉(zhuǎn)換芯片AD7793，該芯片可以采用內(nèi)部時(shí)鐘或外部時(shí)鐘工作，輸出數(shù)據(jù)速率可通過軟件編程設(shè)置，可在4.17Hz至470Hz的范圍內(nèi)變化。AD7793采用2.7V至5.25V

40、電源供電，典型功耗為400µA。3.5.1 AD7793電路原理AD7793的電路原理如圖3.10所示。該芯片采用3.3V供電，因此DVDD和AVDD都接至3.3V。該芯片采用SPI總線與C8051F500進(jìn)行通信，SCLK作為同步時(shí)鐘，與C8051F500的42腳相連，片選端CS與C8051F500的41腳相連，數(shù)據(jù)輸入腳DIN與C8051F500的40腳相連，數(shù)據(jù)輸出腳DOUT與C8051F500的39腳相連。該芯片的模擬數(shù)據(jù)輸入采用差分輸入方式，選用1路差分，即AIN1+和AIN1-。AD7793采用外部恒壓源作為參考電壓，參考電壓經(jīng)計(jì)算為1.5V，外部參考電壓及電壓基準(zhǔn)電路如

41、圖3.11和圖3.12所示。圖3.10 AD7793電路圖圖3.11 AD7793電壓基準(zhǔn)圖3.12外部參考電壓3.5.2 AD7793工作原理AD7793的工作狀態(tài)主要是通過C8051F500配置AD7793內(nèi)部自帶的通信寄存器、狀態(tài)寄存器、模式寄存器、配置寄存器和數(shù)據(jù)寄存器來實(shí)現(xiàn)的。下面對(duì)其一一進(jìn)行介紹。1. 通信寄存器（RS2，RS1，RS0=0，0，0）通信寄存器是一個(gè)8位只寫寄存器，該寄存器的格式如表3-6所示。器件之間的所有通信都是從通信寄存器的寫操作開始的。數(shù)據(jù)寫入通信寄存器將決定哪些寄存器的讀或?qū)懖僮?。?duì)于讀/寫操作，當(dāng)對(duì)選定寄存器的讀/寫操作完成后，接口返回到對(duì)通信寄存器執(zhí)行

42、寫操作的狀態(tài)。這是接口的默認(rèn)狀態(tài)，在上電或復(fù)位后，ADC將處于此默認(rèn)狀態(tài)，等待對(duì)通信寄存器的寫操作。當(dāng)接口時(shí)序丟失之后，執(zhí)行一個(gè)占用至少32個(gè)串行時(shí)鐘周期的寫操作，并使DIN處于高電平狀態(tài)，將可以復(fù)位整個(gè)器件，從而讓ADC返回此默認(rèn)狀態(tài)。表3-6列出了通信寄存器位功能描述。CR0至CR7表示位的位置，CR說明這些位屬于通信寄存器。CR7表示數(shù)據(jù)流的第一位。括號(hào)中的數(shù)值表示該位的上電/復(fù)位默認(rèn)狀態(tài)。表3-6 通信寄存器定義CR7CR6CR5CR4CR3CR2CR1CR0WEN（0）R/W（0）RS2（0）RS1（0）RS0（0）CREAD（0）0（0）0（0）該寄存器中的RS2至RS0用于寄存器

43、的選取，設(shè)置不同的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)不同的寄存器，其定義如表3-7所示。表3-7 寄存器選擇位RS2-RS0定義RS2RS1RS0寄存器000001111000110011001010101 寫操作期間為通信寄存器讀操作期間為狀態(tài)寄存器模式寄存器配置寄存器數(shù)據(jù)寄存器ID寄存器IO寄存器失調(diào)寄存器滿量程寄存器2. 狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器是一個(gè)8位只讀寄存器。要訪問該狀態(tài)寄存器，用戶必須對(duì)通信寄存器進(jìn)行寫操作，選擇下一個(gè)操作為讀操作，并將0載入位RS2、位RS1和位RS0。該狀態(tài)寄存器的定義如表3-8所示。表3-8 狀態(tài)寄存器定義SR7SR6SR5SR4SR3SR2SR1SR0RDY（0）ERR（0）0（0）

44、0（0）0/1CH2（0）CH1（0）CH0（0）該表中，SR0至SR7表示位的位置，SR說明這些位屬于狀態(tài)寄存器。SR7表示數(shù)據(jù)流的第一位，SR6表示ADC錯(cuò)誤位，SR5至SR4自動(dòng)清0，SR3自動(dòng)置1，SR2至SR0表示ADC正在對(duì)哪一通道執(zhí)行轉(zhuǎn)換操作。3. 模式寄存器模式寄存器為16位寄存器，可以讀取和寫入數(shù)據(jù)。該寄存器用于選擇運(yùn)行模式、更新速率和時(shí)鐘源。要訪問該寄存器，必須對(duì)通信寄存器的RS2-RS0位設(shè)置成001即可。MR0至MR15表示位的位置，MR說明這些位屬于模式寄存器。MR15表示數(shù)據(jù)流的第一位。該寄存器的定義如表3-9所示。表3-9 模式寄存器定義MR15MR14MR13M

45、R12MR11MR10MR9MR8MD2（0）MD1（0）MD0（0）0（0）0（0）0（0）0（0）0（0）MR7MR6MR5MR4MR3MR2MR1MR0CLK1（0）CLK0（0）0（0）0（0）FS3（1）FS2（0）FS1（1）FS0（0）其中，MD2-MD0是模式選擇位，這些位選擇AD7793的工作模式。具體的定義如表3-10所示。表3-10 MD2-MD0定義MD2MD1MD0模式000011110011001101010101連續(xù)轉(zhuǎn)換模式單次轉(zhuǎn)換模式空閑模式省電模式內(nèi)部零電平校準(zhǔn)內(nèi)部滿量程校準(zhǔn)系統(tǒng)零電平校準(zhǔn)系統(tǒng)滿量程校準(zhǔn)4. 配置寄存器配置寄存器是一個(gè)16位寄存器，可以讀取和寫

46、入數(shù)據(jù)。該寄存器用來配置ADC的單極性或雙極性模式、使能或禁用緩沖器、使能或禁用熔斷電流、選擇增益以及選擇模擬輸入通道。要訪問該寄存器，必須對(duì)通信寄存器的RS2-RS0位設(shè)置成010即可。CON0至CON15表示位的位置，CON說明這些位屬于配置寄存器。CON15表示數(shù)據(jù)流的第一位。該寄存器的定義如表3-11所示。表3-11 配置寄存器定義CON15CON14CON13CON12CON11CON10CON9CON8VBIAS1（0）VBIAS0（0）BO（0）U/B（0）BOOST（0）G2（1）G1（1）G0（1）CON7CON6CON5CON4CON3CON2CON1CON0REFSEL（

47、0）0（0）0（0）BUF（1）0（0）CH2（0）CH1（0）CH0（0）該表中，VBIAS1-VBIAS0用于偏移電壓選擇，具體的定義如表3-12所示。G2-G0用于增益選擇，具體定義如表3-13所示。REFSEL用于基準(zhǔn)電壓選擇：當(dāng)REFSEL=0時(shí)，基準(zhǔn)電壓源為REFIN（+）和REFIN（）之間的外部基準(zhǔn)電壓；當(dāng)REFSEL=1時(shí)，基準(zhǔn)電壓源為內(nèi)部基準(zhǔn)電壓。表3-12 VBIAS1-VBIAS0定義VBIAS1VBIAS2偏置電壓00110101偏置電壓發(fā)生器禁用偏置電壓連接至AIN1（）偏置電壓連接至AIN2（）保留表3-13 G2-G0定義G2G1G0GainADC輸入范圍000

48、01111001100110101010112481632641282.5V1.25V625mV312.5mV156.2mV78.125mV39.06mV19.53mV5. 數(shù)據(jù)寄存器該寄存器用于存儲(chǔ)AD7793的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)果。它是一個(gè)只讀寄存器，只能用于轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的讀出。要訪問該寄存器，必須對(duì)通信寄存器的RS2-RS0位設(shè)置成011即可。3.6 通信模塊3.6.1 通信電路該壓力變送器采用CAN總線技術(shù)進(jìn)行通信，所選用的CAN收發(fā)器為SN65HVD230，供電電壓為3.3V，該收發(fā)器由C8051F500內(nèi)部自帶的CAN控制器對(duì)其進(jìn)行控制，具體的電路圖如圖3.13所示：圖3.13 通信模塊電路圖

49、3.6.2 CAN控制器工作原理CAN控制器的功能行為是通過控制寄存器改變的，通過置位或者清除這些位的值，可以控制CAN控制器的對(duì)應(yīng)位的功能。微控制器可以對(duì)該寄存器進(jìn)行讀/寫操作。表3-14列出了控制寄存器各位功能描述。表3-14 控制寄存器定義位7位6位5位4位3位2位1位0R/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WRTESTCCEDAR保留EIESIEIEINIT該表中，TEST表示測(cè)試模式使能，CCE表示配置更改使能，DAR表示禁能自動(dòng)重發(fā) ，EIE表示錯(cuò)誤中斷使能，SIE表示狀態(tài)更改中斷使能，IE表示模塊中斷使能，INIT則表示初始化。第4章 軟件程序設(shè)計(jì)4.1 高精度壓力變

50、送器組網(wǎng)程序設(shè)計(jì)4.1.1 高精度壓力變送器組網(wǎng)結(jié)構(gòu)高精度壓力變送器通信及組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖4.1所示。圖4.1 基本通信流程4.1.2 壓力變送器基本工作流程壓力變送器的基本工作流程為：首先上電初始化設(shè)備，并進(jìn)行組網(wǎng)，若組網(wǎng)成功，則進(jìn)行休眠，否則提示設(shè)備及存儲(chǔ)代碼出錯(cuò)，顯示錯(cuò)誤代碼，并進(jìn)入休眠狀態(tài)；當(dāng)設(shè)備組網(wǎng)正確進(jìn)入休眠狀態(tài)后，500定時(shí)喚醒CPU并啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換，進(jìn)行電池電壓檢測(cè)，若電壓過低顯示低電壓；若電壓正常，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)處理，利用CAN模塊將處理完的數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送。變送器的基本工作流程如圖4.2所示。圖4.2 壓力變送器基本工作流程4.2 系統(tǒng)的主程序及各個(gè)子程序設(shè)計(jì)4.2

51、.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)的主程序結(jié)構(gòu)包括系統(tǒng)初始化、串口初始化、組網(wǎng)、匹配及存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)地址、AD采集、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及存儲(chǔ)和CAN通信等模塊。系統(tǒng)的主程序流程如圖4.3所示。圖4.3 系統(tǒng)主程序4.2.2 AD轉(zhuǎn)換模塊子程序設(shè)計(jì)AD轉(zhuǎn)換模塊的工作流程：首先系統(tǒng)開始工作并且系統(tǒng)進(jìn)行初始化，啟動(dòng)AD采集，然后判斷是否達(dá)到預(yù)設(shè)采集次數(shù)，若滿足則把采集次數(shù)發(fā)送到主芯片；若未達(dá)到采集次數(shù)則繼續(xù)進(jìn)行AD采集，直到滿足采集次數(shù)，將采集次數(shù)發(fā)送到主芯片，最后系統(tǒng)停止工作。AD轉(zhuǎn)換模塊的工作過程如圖4.4所示。圖4.4 模數(shù)轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計(jì)4.2.3 串口通信模塊子程序設(shè)計(jì)串口通信為可選設(shè)備，主要用于標(biāo)定、傳標(biāo)定系數(shù)、參

52、數(shù)、屬性及測(cè)試用，在數(shù)據(jù)發(fā)送過程禁止串口中斷。串口通信模塊的工作流程如圖4.5所示。圖4.5 串口模塊子程序4.2.4 存儲(chǔ)模塊子程序設(shè)計(jì)存儲(chǔ)模塊用于接收或讀取高精度壓力變送器采集到的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通過C8051F500單片機(jī)按照約定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)協(xié)議存儲(chǔ)到AT24CL256芯片中。存儲(chǔ)模塊的工作流程如圖4.6所示。圖4.6 存儲(chǔ)模塊子程序第5章 總結(jié)經(jīng)過幾個(gè)月的努力，掌握了壓力變送器的工作原理，初步了解了CAN總線技術(shù)及其應(yīng)用，并成功的實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的基本要求。同時(shí)也提高了利用高級(jí)語言編寫單片機(jī)程序的能力，以及查閱資料和解決問題的能力。本設(shè)計(jì)分析了當(dāng)前壓力變送器的現(xiàn)狀，對(duì)高精度壓力變送器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)的必要性和現(xiàn)實(shí)意義進(jìn)行了闡述，介紹了高精度壓力變送器的硬件組成和工作原理，并詳細(xì)分析了各單元電路的性能和工作原理，同時(shí)編寫了幾個(gè)與硬件密切相關(guān)的模塊程序，基本滿足了設(shè)計(jì)要求。系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的功能有：1. 通過單片機(jī)的控制壓力變送器成功測(cè)量出壓力數(shù)值；2. 通過程序得出了輸出信號(hào)與壓力變量之間的函數(shù)關(guān)系；3. 實(shí)現(xiàn)了CAN通信模塊在系統(tǒng)中的良好應(yīng)用；4. 本系統(tǒng)采用電池供電，大大提升了壓力變送器的便攜性和操作性。不過本設(shè)計(jì)仍然存在不足的地方。例如：測(cè)量精度，在測(cè)量時(shí)，測(cè)量數(shù)據(jù)會(huì)略有偏差；