1、第第19章章 傳感器與單片機接口技術傳感器與單片機接口技術目目 錄錄 19.1 熱電偶傳感器與單片機的接口實例熱電偶傳感器與單片機的接口實例19.2 霍爾傳感器與單片機接口實例霍爾傳感器與單片機接口實例 19.3 壓電測力傳感器與單片機接口實例壓電測力傳感器與單片機接口實例19.4 光電傳感器與單片機接口實例光電傳感器與單片機接口實例第第19章章 傳感器與單片機接口技術傳感器與單片機接口技術傳感器與單片機的接口技術傳感器與單片機的接口技術 就是智能設備中的一個關鍵性問題就是智能設備中的一個關鍵性問題 傳感器必須經過適當的接口電路傳感器必須經過適當的接口電路或接口軟件的或接口軟件的“銜接銜接”，

2、才能滿足信號的處理、才能滿足信號的處理、顯示和控制的要求顯示和控制的要求 第第19章章 傳感器與單片機接口技術傳感器與單片機接口技術19.1 熱電偶傳感器與單片機的接口實例熱電偶傳感器與單片機的接口實例1熱電偶傳感器與單片機的硬件接口設計熱電偶傳感器與單片機的硬件接口設計基于熱電偶的溫度控制系統結構圈基于熱電偶的溫度控制系統結構圈 第第19章章 傳感器與單片機接口技術傳感器與單片機接口技術19.1 熱電偶傳感器與單片機的接口實例熱電偶傳感器與單片機的接口實例1熱電偶傳感器與單片機的硬件接口設計熱電偶傳感器與單片機的硬件接口設計溫度信號采集和放大電路溫度信號采集和放大電路第第19章章 傳感器與單

3、片機接口技術傳感器與單片機接口技術包括：包括：鍵盤模塊、顯示模塊、溫度信號采集轉換模塊、鍵盤模塊、顯示模塊、溫度信號采集轉換模塊、溫度控制信號輸出模塊和單片機模塊。溫度控制信號輸出模塊和單片機模塊。該系統能根據用戶設置的溫度數值，該系統能根據用戶設置的溫度數值，控制加熱器和冷卻器輪流工作。控制加熱器和冷卻器輪流工作。19.1 熱電偶傳感器與單片機的接口實例熱電偶傳感器與單片機的接口實例1熱電偶傳感器與單片機的硬件接口設計熱電偶傳感器與單片機的硬件接口設計第第19章章 傳感器與單片機接口技術傳感器與單片機接口技術19.1 熱電偶傳感器與單片機的接口實例熱電偶傳感器與單片機的接口實例1熱電偶傳感器

4、與單片機的硬件接口設計熱電偶傳感器與單片機的硬件接口設計(1)鍵盤、顯示模塊鍵盤、顯示模塊鍵盤模塊是用戶設置系統工作溫度和工作狀態的輸入設備，鍵盤模塊是用戶設置系統工作溫度和工作狀態的輸入設備，采用獨立式鍵盤結構采用獨立式鍵盤結構 顯示模塊用于顯示用戶設置的溫度值和系統當前溫度。顯示模塊用于顯示用戶設置的溫度值和系統當前溫度。 (2)溫度信號采集轉換模塊溫度信號采集轉換模塊Ll為熱電偶傳感器，它將環境溫度高低為熱電偶傳感器，它將環境溫度高低變成電壓信號，送到運算放大器，變成電壓信號，送到運算放大器，放大后的信號輸出到放大后的信號輸出到AD轉換模塊。轉換模塊。 第第19章章 傳感器與單片機接口技

5、術傳感器與單片機接口技術19.1 熱電偶傳感器與單片機的接口實例熱電偶傳感器與單片機的接口實例2熱電偶傳感器與單片機的軟件接口設計熱電偶傳感器與單片機的軟件接口設計系統的軟件包括主程序、系統的軟件包括主程序、定時中斷程序、定時中斷程序、溫度測量轉換程序、溫度測量轉換程序、溫度控制程序、溫度控制程序、鍵盤處理程序等。鍵盤處理程序等。 第第19章章 傳感器與單片機接口技術傳感器與單片機接口技術主程序流程圖主程序流程圖 定時中斷服務程序流程圖定時中斷服務程序流程圖19.1 熱電偶傳感器與單片機的接口實例熱電偶傳感器與單片機的接口實例2熱電偶傳感器與單片機的軟件接口設計熱電偶傳感器與單片機的軟件接口設

6、計第第19章章 傳感器與單片機接口技術傳感器與單片機接口技術19.1 熱電偶傳感器與單片機的接口實例熱電偶傳感器與單片機的接口實例2熱電偶傳感器與單片機的軟件接口設計熱電偶傳感器與單片機的軟件接口設計溫度測量轉換子程序流程圖溫度測量轉換子程序流程圖 溫度測量子程序流程圖溫度測量子程序流程圖 第第19章章 傳感器與單片機接口技術傳感器與單片機接口技術19.1 熱電偶傳感器與單片機的接口實例熱電偶傳感器與單片機的接口實例2熱電偶傳感器與單片機的軟件接口設計熱電偶傳感器與單片機的軟件接口設計設置鍵處理子程序流程圖設置鍵處理子程序流程圖 第第19章章 傳感器與單片機接口技術傳感器與單片機接口技術19.

7、2 霍爾傳感器與單片機接口實例霍爾傳感器與單片機接口實例1霍爾傳感器與單片機的硬件接口設計霍爾傳感器與單片機的硬件接口設計 霍爾測速模塊、單片機模塊和顯示模塊。霍爾測速模塊、單片機模塊和顯示模塊。電機測速系統結構圖電機測速系統結構圖 第第19章章 傳感器與單片機接口技術傳感器與單片機接口技術19.2 霍爾傳感器與單片機接口實例霍爾傳感器與單片機接口實例測速齒輪測速齒輪 霍爾元件霍爾元件 1霍爾傳感器與單片機的硬件接口設計霍爾傳感器與單片機的硬件接口設計 第第19章章 傳感器與單片機接口技術傳感器與單片機接口技術19.2 霍爾傳感器與單片機接口實例霍爾傳感器與單片機接口實例1霍爾傳感器與單片機的

8、硬件接口設計霍爾傳感器與單片機的硬件接口設計 霍爾傳感器與單片機的硬件接口連接圖霍爾傳感器與單片機的硬件接口連接圖 第第19章章 傳感器與單片機接口技術傳感器與單片機接口技術19.2 霍爾傳感器與單片機接口實例霍爾傳感器與單片機接口實例1霍爾傳感器與單片機的硬件接口設計霍爾傳感器與單片機的硬件接口設計 P3.3作為與測速裝置的連接引腳，用于數據采集。作為與測速裝置的連接引腳，用于數據采集。 顯示模塊采用顯示模塊采用4位動態位動態LED數碼顯示電路。數碼顯示電路。 第第19章章 傳感器與單片機接口技術傳感器與單片機接口技術19.2 霍爾傳感器與單片機接口實例霍爾傳感器與單片機接口實例2霍爾傳感器

9、與單片機的軟件接口設計霍爾傳感器與單片機的軟件接口設計 單片機測量電機轉速的基本原理就是測量單片機測量電機轉速的基本原理就是測量一定時間內進入單片機的脈沖數量，一定時間內進入單片機的脈沖數量，經過軟件處理就可以汁算出電機的轉速經過軟件處理就可以汁算出電機的轉速 系統軟件包括主程序、系統軟件包括主程序、中斷處理程序、中斷處理程序、顯示程序和轉速計算程序。顯示程序和轉速計算程序。 第第19章章 傳感器與單片機接口技術傳感器與單片機接口技術19.2 霍爾傳感器與單片機接口實例霍爾傳感器與單片機接口實例2霍爾傳感器與單片機的軟件接口設計霍爾傳感器與單片機的軟件接口設計 主程序流程圖主程序流程圖 中斷服

10、務程序流程圖中斷服務程序流程圖 第第19章章 傳感器與單片機接口技術傳感器與單片機接口技術19.3 壓電測力傳感器與單片機接口實例壓電測力傳感器與單片機接口實例1壓電測力傳感器與單片機的硬件接口設計壓電測力傳感器與單片機的硬件接口設計測力系統硬件結構圖測力系統硬件結構圖 第第19章章 傳感器與單片機接口技術傳感器與單片機接口技術19.3 壓電測力傳感器與單片機接口實例壓電測力傳感器與單片機接口實例1壓電測力傳感器與單片機的硬件接口設計壓電測力傳感器與單片機的硬件接口設計力敏傳感器輸出的信號經差頻后，力敏傳感器輸出的信號經差頻后，由單片機進行數據采集，由單片機進行數據采集，經軟件完成數字濾波和歸

11、經軟件完成數字濾波和歸運算等處理后，運算等處理后，所得測量結果送所得測量結果送LED顯示器顯示。顯示器顯示。 第第19章章 傳感器與單片機接口技術傳感器與單片機接口技術19.3 壓電測力傳感器與單片機接口實例壓電測力傳感器與單片機接口實例1壓電測力傳感器與單片機的硬件接口設計壓電測力傳感器與單片機的硬件接口設計 (1)信號的采集信號的采集 待測外力加到傳感器系統的待測外力加到傳感器系統的傳力機械裝置時，傳力機械裝置時，經由機械裝置，經由機械裝置，該力就作用到了諧振傳感該力就作用到了諧振傳感器的敏感元件上，器的敏感元件上，敏感元件參數發生變化，敏感元件參數發生變化，即可得到差頻信號即可得到差頻信

12、號 輸出的差頻信號的頻率變化量輸出的差頻信號的頻率變化量反映了反映了X1的受力情況。的受力情況。由單片機對得到的頻率信號由單片機對得到的頻率信號(差差頻信號頻信號)進行數字化處理，進行數字化處理，并將結果送并將結果送LED顯示。顯示。第第19章章 傳感器與單片機接口技術傳感器與單片機接口技術19.3 壓電測力傳感器與單片機接口實例壓電測力傳感器與單片機接口實例1壓電測力傳感器與單片機的硬件接口設計壓電測力傳感器與單片機的硬件接口設計(2)測量差頻信號的頻率測量差頻信號的頻率 (3)顯示電路顯示電路 第第19章章 傳感器與單片機接口技術傳感器與單片機接口技術19.3 壓電測力傳感器與單片機接口實

13、例壓電測力傳感器與單片機接口實例2壓電測力傳感器與單片機的軟件接口設計壓電測力傳感器與單片機的軟件接口設計 系統軟件包括主程序和中斷子程序。系統軟件包括主程序和中斷子程序。主程序的功能是完成系統初始化，主程序的功能是完成系統初始化，包括設置堆棧包括設置堆棧指針、分配內存空間、設置中斷控制字指針、分配內存空間、設置中斷控制字以及設定計數定時器的工作方式等。以及設定計數定時器的工作方式等。 第第19章章 傳感器與單片機接口技術傳感器與單片機接口技術19.3 壓電測力傳感器與單片機接口實例壓電測力傳感器與單片機接口實例2壓電測力傳感器與單片機的軟件接口設計壓電測力傳感器與單片機的軟件接口設計 主程序

14、流程圖主程序流程圖 第第19章章 傳感器與單片機接口技術傳感器與單片機接口技術19.3 壓電測力傳感器與單片機接口實例壓電測力傳感器與單片機接口實例2壓電測力傳感器與單片機的軟件接口設計壓電測力傳感器與單片機的軟件接口設計 中斷子程序流程圖中斷子程序流程圖 中斷子程序即中斷子程序即服務程序，服務程序，數據的采集、數據的采集、數字濾波及數字濾波及顯示控制都由麗而顯示控制都由麗而中斷程序完成。中斷程序完成。 第第19章章 傳感器與單片機接口技術傳感器與單片機接口技術19.4 光電傳感器與單片機接口實例光電傳感器與單片機接口實例1光電傳感器與單片機的硬件接口設計光電傳感器與單片機的硬件接口設計光電傳

15、感器測速調速系統結構框圖光電傳感器測速調速系統結構框圖 第第19章章 傳感器與單片機接口技術傳感器與單片機接口技術19.4 光電傳感器與單片機接口實例光電傳感器與單片機接口實例1光電傳感器與單片機的硬件接口設計光電傳感器與單片機的硬件接口設計系統由光電檢測放大模塊、系統由光電檢測放大模塊、單片機模塊、單片機模塊、數模轉換模塊、數模轉換模塊、放大濾波模塊和放大濾波模塊和功率放大模塊構成功率放大模塊構成 第第19章章 傳感器與單片機接口技術傳感器與單片機接口技術19.4 光電傳感器與單片機接口實例光電傳感器與單片機接口實例1光電傳感器與單片機的硬件接口設計光電傳感器與單片機的硬件接口設計(1)光電

16、檢測模塊光電檢測模塊光電檢測模塊原理光電檢測模塊原理 遮光片遮光片 第第19章章 傳感器與單片機接口技術傳感器與單片機接口技術19.4 光電傳感器與單片機接口實例光電傳感器與單片機接口實例1光電傳感器與單片機的硬件接口設計光電傳感器與單片機的硬件接口設計反射式光電傳感器反射式光電傳感器檢測電機速度的基本原理就是檢測電機速度的基本原理就是當發射管光照射到物體后，當發射管光照射到物體后，被物體反射到接收管時，被物體反射到接收管時，接收管導通，反之關斷，接收管導通，反之關斷，為此，可以制作一個遮光葉片，為此，可以制作一個遮光葉片，安裝在轉軸上，安裝在轉軸上，當扇葉經過時，當扇葉經過時，產生脈沖信號。

17、產生脈沖信號。當葉片數較多時，當葉片數較多時，旋轉一周可以獲得多個脈沖信號。旋轉一周可以獲得多個脈沖信號。第第19章章 傳感器與單片機接口技術傳感器與單片機接口技術19.4 光電傳感器與單片機接口實例光電傳感器與單片機接口實例1光電傳感器與單片機的硬件接口設計光電傳感器與單片機的硬件接口設計(2)單片機模塊單片機模塊(3)數模轉換和濾波放大模塊數模轉換和濾波放大模塊單片機硬件電路模塊圖單片機硬件電路模塊圖 第第19章章 傳感器與單片機接口技術傳感器與單片機接口技術19.4 光電傳感器與單片機接口實例光電傳感器與單片機接口實例1光電傳感器與單片機的硬件接口設計光電傳感器與單片機的硬件接口設計DAC0832內部電路框圖內部電路框圖 第第19章章 傳感器與單片機接口技術傳感器與單片機接口技術19.4 光電傳感器與單片機接口實例光電傳感器與單片機接口實例2光電傳感器和單片機接口的軟件設計光電傳感器和單片機接口的軟件設計 測速系統軟件包括測速系統軟件包括3個程序模塊：個程序模塊：主程序、中斷服務程序和轉速運算程序。主程序、中斷服務程序和轉速運算程序。 第第19章章 傳感器與單片機接口