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基于电位器式传感器位移测量仪的设计-STC89C52单片机

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楼主
ID:821249 发表于 2022-8-26 20:47 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
基于STC89C52电位器式传感器位移测量仪的设计
本文的位移测量仪的设计要求为：采集和处理测量电路的信号，显示测量位移，测量范围是0-50mm精度为0.1mm。设计能和计算机进行通信的标准接口，并将测量数据发送到计算机。

位移传感器模块使用米朗科技KPM12型直线位移传感器，它是一种非线绕电位器式传感器，它也是一种线性电位器式传感器，其原理相当简单，类似于滑动变阻器。
将计算机的波特率与单片机串口通信的波特率设置相同均为9600，完成了通信的相关初始化后，通过指令让系统通过通信模块完成数据的传输，最后再计算机串口调试助手可以看到测量结果。
关键词： 位移传感器；51单片机；A/D转换


单片机源程序如下:

  2. /*=============================================================*/
  3. #include<reg52.h>        //器件配置文件
  4. #include <intrins.h>
  5. #include "lcd.h"


  8. #define u8 unsigned char  
  9. #define u16 unsigned int
  10. #define uchar unsigned char
  11. #define uint unsigned int
  12.        






  19. unsigned char voltage[] = {'0','0','0','.','0',0};


  22. unsigned int circuit,aa,bb,cc,dd,ac,setv1,setv2;

  24. float u,k;

  26. unsigned int j,ppm,cp;

  28.         uint dat=0,shidu;

  30.        
  31. void ConfigUART(unsigned int baud);              //串行口配置函数
  32. void ConfigTimer0();                             //定时器0配置函数
  33. void SendData(unsigned char ch);                 //字符发送函数
  34. void SendString(char *s);                        //字符串发送函数
  35. void AlarmJudge(void);                                                                                                                //警报
  36. void delayms(unsigned int ms);
  37. void UartSend();                                                                 //串口数据发送函数

  39. //AD管脚

  41. sbit ADCS         =P3^5;
  42. sbit ADCLK  =P3^2;
  43. sbit ADDI         =P3^3;
  44. sbit ADDO         =P3^4;


  47. sbit Buzzer_P  = P2^1;                // 蜂鸣器的管脚

  49. sbit KEY  = P1^3;                // “设置”按键的管脚
  50. sbit KeyDown_P = P1^4;                // 按键的管脚

  52. uint set_value = 30;
  53. uint set_value_count = 0;                //警报设置菜单
  54. uint key_count=1;


  57.        
  58. /***********************************
  59. 函数名：   Adc0832
  60. 功能：    启动AD转换将值储存于 dat




  65.        
  66. ***********************************/





  72. unsigned int Adc0832(unsigned char channel)
  73. {
  74.                         uchar i=0;
  75.                         uchar j;

  77.                         uchar ndat=0;
  78.                 //        uchar  Vot=0;

  80.                         if(channel==0)channel=2;        //  10
  81.                         if(channel==1)channel=3;        //        11
  82.        
  83.         ADDI=1;
  84.                 _nop_();
  85.                 _nop_();
  86.         ADCS=0;                                //拉低CS端 开始
  87.                 _nop_();
  88.                 _nop_();
  89.         ADCLK=1;                        //拉高CLK端
  90.                 _nop_();
  91.                 _nop_();
  92.         ADCLK=0;                        //拉低CLK端,形成下降沿1  第一个脉冲的下降沿，此前DIO必须是高电平
  93.                 _nop_();
  94.                 _nop_();
  95.         ADCLK=1;                        //拉高CLK端
  96.        
  97.         ADDI=channel&0x1;                        //
  98.        
  99.                 _nop_();
  100.                 _nop_();
  101.                
  102.         ADCLK=0;                //拉低CLK端,形成下降沿2
  103.        
  104.         _nop_();
  105.         _nop_();
  106.        
  107.         ADCLK=1;//拉高CLK端
  108.        
  109.         ADDI=(channel>>1)&0x1;
  110.        
  111.         _nop_();
  112.         _nop_();
  113.        
  114.         ADCLK=0;//拉低CLK端,形成下降沿3
  115.        
  116.         ADDI=1;//控制命令结束 输入端DI失去作用，应置1
  117.        
  118.         _nop_();
  119.         _nop_();
  120.        
  121.        
  122.         dat=0;
  123.        
  124.         for(i=0;i<8;i++)
  125.         {
  126.                 dat|=ADDO;//收数据        （或）
  127.                 ADCLK=1;
  128.                 _nop_();
  129.                 _nop_();
  130.                 ADCLK=0;//形成一次时钟脉冲
  131.                 _nop_();
  132.                 _nop_();
  133.                 dat<<=1;                //左移一位
  134.                 if(i==7)dat|=ADDO;   //将输出数据DO通过或运算储存在dat最低位
  135.         }
  136.        
  137.        
  138.         for(i=0;i<8;i++)                //验证
  139.         {
  140.                 j=0;
  141.                 j=j|ADDO;                //收数据
  142.                 ADCLK=1;
  143.                 _nop_();
  144.                 _nop_();
  145.                 ADCLK=0;//形成一次时钟脉冲
  146.                 _nop_();
  147.                 _nop_();
  148.                 j=j<<7;                //从 ADD0开始
  149.                 ndat=ndat|j;
  150.                 if(i<7)ndat>>=1;
  151.         }
  152.        
  153.        
  154.         ADCS=1;//拉低CS端
  155.         ADCLK=0;//拉低CLK端
  156.         ADDO=1;//拉高数据端,回到初始状态
  157.         dat<<=8;
  158.         dat|=ndat;  


  161.         return(dat);            //return ad data
  162. }





  168. void Conut(void)
  169. {

  171.                  circuit=shidu/256;                // 数字量
  172.        
  173.         u=(float)circuit;
  174.         k=(float)circuit;
  175.                 u=u*0.5977;
  176.                 u=u*10;                                //提取一位小数
  177.                 k=k*0.5977;
  178.        
  179.         cp=(int)k;                // 警报值
  180.        
  181.         ppm=(int)u;
  182.         aa=ppm/1000;
  183.          bb=ppm%1000/100;
  184.         cc=ppm%100/10;
  185.          dd=ppm%10;
  186.        
  187.         setv1 = set_value/10;
  188.         setv2 = set_value%10;
  189.        
  190.        
  191.         voltage[0] = (char)('0'+ aa);
  192.         voltage[1] = (char)('0'+ bb);
  193.         voltage[2] = (char)('0'+ cc);
  194.         voltage[4] = (char)('0'+ dd);
  195.        


  198. }




  203. /***********************************
  204. 函数名：  delayms（）
  205. 功能：    延时 ms 毫秒

  207. ***********************************/
  208. void DelayMs(uint time)
  209. {
  210.         uint i,j;
  211.         for(i=0;i<time;i++)
  212.                 for(j=0;j<112;j++);
  213. }

  215. /***********************************
  216. 函数名：  LcdDisplay（）

  218. ***********************************/


  221. void LcdDisplay(void)
  222. {        LCD1602_write_com(0x80+3);

  224.         LCD1602_write_word("KPM12-150mm");
  225.        
  226.         LCD1602_write_com(0x80+0+0x40);
  227.         LCD1602_write_word("  ");
  228.        
  229.   LCD1602_write_com(0x80+2+0x40);
  230.         LCD1602_write_word("X=");
  231.         LCD1602_write_com(0x80+4+0x40);          
  232.         LCD1602_write_data(0x30+aa);
  233.         LCD1602_write_com(0x80+5+0x40);
  234.         LCD1602_write_data(0x30+bb);
  235.   LCD1602_write_com(0x80+6+0x40);          
  236.         LCD1602_write_data(0x30+cc);               
  237.         LCD1602_write_com(0x80+7+0x40);          
  238.         LCD1602_write_word(".");       
  239.        
  240.         LCD1602_write_com(0x80+8+0x40);
  241.         LCD1602_write_data(0x30+dd);       
  242.         LCD1602_write_com(0x80+9+0x40);
  243.         LCD1602_write_word("mm");
  244.        
  245.                 LCD1602_write_com(0x80+12+0x40);
  246.         LCD1602_write_word("!=");
  247.           LCD1602_write_com(0x80+14+0x40);          
  248.         LCD1602_write_data(0x30+setv1);               
  249.          LCD1602_write_com(0x80+15+0x40);          
  250.         LCD1602_write_data(0x30+setv2);               


  253.        
  254.        
  255. }

  257. void LcdDisplay2(void)
  258. {
  259.   LCD1602_write_com(0x80+3+0x40);
  260.         LCD1602_write_word("cccc");

  262.        
  263.         LCD1602_write_com(0x80+3);

  265.         LCD1602_write_word("aaa");

  267.        
  268.        
  269. }

  271. /***********************************
  272. 函数名：AlarmJudge
  273.                                                                                         警报

  275. ***********************************/
  276. void AlarmJudge(void)
  277. {                       
  278. if(cp > set_value)
  279.                 {
  280.                
  281.                         Buzzer_P=0;
  282.                         delayms(50);

  284.                         Buzzer_P=1;
  285.                         delayms(50);
  286.                        
  287.                        
  288.                 }
  289.         else
  290.         {
  291.                 Buzzer_P=1;
  292.        
  293.         }
  294. }


  297. /* UART字符发送函数 */
  298. void SendData(unsigned char ch)
  299. {
  300.     SBUF = ch;                                   //启动发送
  301.         while(!TI);                                  //等待结束
  302.         TI = 0;
  303. }



  307. /* UART字符串发送函数 */
  308. void SendString(unsigned char *s)
  309. {
  310.     while(*s)                                    //循环发送
  311.     {
  312.         SendData(*s++);
  313.     }
  314. }


  317. void UartSend()
  318. {
  319.         SendString("x=");
  320.         SendString(voltage);

  322.         SendString("mm \r\n");
  323. }

  325. /* 串口配置函数，baud-通信波特率 */
  326. void ConfigUART(unsigned int baud)
  327. {
  328.     SCON  = 0x50;                                //配置串口为模式1
  329.     TMOD &= 0x0F;                                //清零T1的控制位
  330.     TMOD |= 0x20;                                //配置T1为模式2
  331.     TH1 = 256 - (11059200/12/32)/baud;           //计算T1重载值
  332.     TL1 = TH1;                                   //初值等于重载值
  333.     ET1 = 0;                                     //禁止T1中断
  334.     ES  = 1;                                     //使能串口中断
  335.     TR1 = 1;                                     //启动T1
  336.                 EA = 1;                                      //打开总中断
  337. }


  340. /* UART中断服务函数 */
  341. void InterruptUART() interrupt 4
  342. {
  343.     if(RI)                                       //接收到字节
  344.     {
  345.         RI = 0;                                  //清零接收中断标志位
  346.     }
  347.     if(TI)                                       //字节发送完毕
  348.     {
  349.         TI = 0;                                  //清零发送中断标志位
  350.     }
  351. }

  353. /***********************************
  354. 主函数
  355. ***********************************/


  358. void main()
  359. {               


  362.         Init_LCD1602();
  363.        
  364.         ConfigUART(9600);                            //配置串行口工作模式及参数
  365.        
  366.        


  369.        
  370.         while(1)
  371.           {               
  372.                        
  373.                                        
  374.                         shidu=Adc0832(0);                                        //获取AD值
  375.                         Conut();                                                                        //计算       
  376.        
  377.                
  378.                          if(KEY==0)                                                                                //按键
  379.   {
  380.                
  381.   DelayMs(30);
  382.    if(KEY==0)                                                                                        //去抖
  383.    while(!KEY);
  384.         {        
  385.                 LCD1602_write_com(0x01);                        //清屏指令
  386.    key_count++;                                                                                //菜单计数
  387.         }
  388.        
  389.    if(key_count==3)
  390.                         key_count=1;
  391.           LCD1602_write_com(0x01);                        //清屏指令
  392.    
  393.   }

  395.   if(key_count==1)                                                //界面1
  396.   {
  397.                
  398.   LcdDisplay();
  399.                
  400.                
  401.                
  402.                  if(KeyDown_P==0)                                //判断按键2
  403.   {
  404.                
  405.                 DelayMs(30);
  406.    if(KeyDown_P==0)
  407.    while(!KeyDown_P);
  408.          {
  409.    set_value_count++;
  410.          set_value = set_value+10;                //按一次+10mm
  411.                  
  412.                
  413.          }
  414.          
  415.    if(set_value_count==7)
  416.          {
  417.                  set_value = 30;
  418.    set_value_count=0;
  419.          
  420.          }
  421.                

  423.    
  424.   }
  425.        
  426.   }
  427.        
  428.        
  429.   if(key_count==2)                                                        //界面2
  430.   {
  431.                
  432.                 LcdDisplay2();       
  433.                
  434.    }

  436.        
  437.                        
  438.                 UartSend();                              //串口发送
  439.                        
  440.                 for(j=0;j<30000;j++);                            //延时读取
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  443.        
  444.        
  445.           AlarmJudge();               
  446. }

  448. }         
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