传感器与单片机:传感器与单片机接口及实例

2021/10/31 05:45 · 传感器知识资讯 ·  · 传感器与单片机:传感器与单片机接口及实例已关闭评论
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传感器与单片机:传感器与单片机接口及实例收藏查看我的收藏0有用+1已投票0传感器与单片机接口及实例语音编辑锁定讨论上传视频上传视频《传感器与单片机接口及实例》是2008年北京航空航天大学出版社出版的图书,作者是来清民

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传感器与单片机接口及实例
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《传感器与单片机接口及实例》是2008年北京航空航天大学出版社出版的图书,作者是来清民。本书可作为电子信息、仪器仪表、工业自动化、自动控制及机电类专业的大学本科生或研究生的教材,也可供相应科技、工程人员参考
[1]

书 名
传感器与单片机接口及实例
作 者
来清民
类 别
图书>物理>电子>自动化>电脑>《传感器与单片机接口及实例》
出版社
北京航空航天大学出版社
出版时间
2008年1月1日
定 价
28 元
ISBN
10位[] 13位[]
目录
1
内容提要
2
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传感器与单片机接口及实例内容提要
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本书介绍传感器与单片机接口电路的硬件设计以及软件设计,以新颖、实用、完整和典型的原则,详细讲述了传感器的分类、工作原理以及传感器与单片机的接口电路设计。在阐述中不仅突出了传感器的基本概念、传感器与单片机接口的基本方法,还特别给出了具体的应用实例。这些应用实例选用常用传感器为对象,详细给出了传感器接口的具体硬件电路和软件程序设计方法。
传感器与单片机接口及实例目录
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第1章 概述1.1 传感器的定义与组成1.2 传感器技术的地位和作用1.3 传感器的命名表示方法1.3.1 传感器的命名1.3.2 传感器的图形符号表示1.4 传感器的分类1.5 传感器的基本特性1.5.1 传感器的静态特性1.5.2 传感器的动态特性1.6 传感器的发展方向1.7 传感器信号的标准化处理1.7.1 电压/电流转换器1.7.2 电流/电压转换电路习题第2章 力传感器与单片机的接口技术2.1 力传感器的基本原理与分类2.1.1 力传感器的基本原理2.1.2 力传感器的分类2.2 电容式压力及力传感器2.2.1 电容式传感器的工作原理2.2.2 电容式传感器的测量电路2.2.3 电容式力、压力传感器的应用2.2.4 电容式力学传感器的硬件接口电路2.3 电阻应变式传感器2.3.1 电阻应变式传感器的结构与分类2.3.2 应变式传感器的工作原理2.3.3 应变片的主要参数和工作特性2.3.4 应变式传感器的电桥原理与桥路连接2.3.5 应变式传感器的温度误差及其补偿2.3.6 电阻应变式传感器的应用2.3.7 力传感器与单片机接口实例习题第3章 温度传感器与单片机的接口及实例3.1 温度传感器的基本原理和分类3.1.1 温度传感器测温原理和常见种类3.1.2 温度传感器的分类3.2 分立式温度传感器与单片机的接口3.2.1 PN结温度传感器的测温原理3.2.2 PN结温度传感器与单片机的硬件接口3.2.3 热敏电阻传感器的测温原理和分类3.2.4 热敏电阻传感器与单片机的接口实例3.2.5 热电偶传感器的测温原理和分类3.2.6 热电偶传感器与单片机的接口实例3.3 模拟集成温度传感器与单片机的接口技术3.3.1 集成温度传感器AD590的工作原理3.3.2 AD590与单片机的接口实例3.4 数字温度传感器DS的工作原理3.4.1 DS的特性3.4.2 DS的内部结构3.4.3 DS的存储器及测得温度值3.4.4 DS18B20的工作时序3.4.5 DS18B20与单片机的接口实例3.5 DS1624数字式温度传感器的工作原理3.5.1 DS1624的基本特性3.5.2 DS1624的工作原理3.5.3 DS1624的工作方式3.5.4 DS1624的指令集3.5.5 注意事项3.5.6 DS1624与单片机的接口实例习题第4章 脉冲式传感器与单片机的接口技术第5章 辐射式传感器与单片机的接口及实例第6章 谐振式传感器与单片机的接口技术参考文献0f9u8z8h8i
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1.

传感器与单片机接口及实例
.豆瓣读书[引用日期2016-10-02]

传感器与单片机:传感器与单片机有什么关系

灰度传感器、VCC、GND、信号线共三条线。其它信号线输出为模拟电压。普通的51只能通过电压比较器lm339区分两种不同的颜色,但是如果使用增强型51,它可以用自己的ad来测量。
只需将信号线连接到具有AD功能的增强型51端口,启动AD读取其电压即可区分不同颜色。
传感器种类繁多,其连接方式也各不相同。有些信号输出可以直接连接到单片机,如lm35可以直接连接到单片机的ad转换端口。
有些信号在到达单片机的AD转换口前需要放大。如果没有到单片机的ad转换口,则只有经过ad转换后才能到单片机。当然,传感器本身有各种连接电路。
扩展资料:
AM2301电容式温湿度传感器+MQ2气体传感器+GP2Y1010AU0F灰尘传感器+HC-SR501人体红外传感器模块+光刻胶传感器模块。
人体红外传感模块的输出端(开关量)可以直接连接到开发板的任意IO端。
其他是模拟量。如果输出不是数字量,则必须经过AD转换,不能直接连接到单片机的开发板上。
参考资料来源:
百度百科-单片机
百度百科-传感器

数字的……ds18B20、LM75这样的传感器了,单片机随意。
传感器只是有感知的功能,单片机有处理的能力。

不会吧 都要毕业了还什么都不懂,你的任务也比较简单,只要用DS18B20来检测温度,经过51芯片,给数码管显示,用蜂鸣器报警,DS18B20,数码管子程序网上很多,至少怎么样让他实现你要的功能 ,就需要算法设计,自己慢慢想吧,先把硬件搞好

传感器 是采集信号元件,数字芯片和单片机是读取数据信号元件

1:传感器,相当于是一个信号的输入和反应设备,看你想要怎么用,结合动物的感受神经和反射神经中的(感受器和反射器)是一种意思;就看你的用途了;
2:至于什么样的传感器,和什么养的数字芯片,那是要结合你的电路设计,不是单单说哪一种好,而是要和你的设计相搭配,一般情况下用:LM75传感器就行了!

传感器与单片机:传感器和传感器模块有什么区别呢。传感器我可不可以直接连接单片机使用呢?

如果硬要区分传感器和传感器模块的话,可以以输出的不同来区分。
传感器因为原理的不同,输出形式不尽相同,有的以电压形式输出,有的以电荷形式输出。传感器模块可以说是将传感器的原始信号进行了调理以后,比如将电压信号进行放大,或者电压转成电流,又或者电荷转成电压的形式输出,以满足信号采集系统的匹配。
传感器一般连接的是对传感器原始信号进行了一定的调理以后的传感器模块。
传感器重点是传感,而传感器模块重点是模块,传感器可以感知各种东西,比如,温度,湿度,角速度,图像,因此用于各个领域,而如果用单片机读取传感器数据,只有少数传感器能直接连接单片机,所以,为了方便开发,就出现了传感器模块,模块是在传感器的基础上,封装了一层电路,可以直接与单片机连接。而如果要说区别,举个简单的栗子,传感器是生的菜,肉,而模块是做好的菜,人可以直接吃熟的菜,却不能直接吃生的菜,但是熟的菜也是在生的菜基础上来的
其实没有明显的界限,不同行业的叫法不一样。
就说传感器厂家性质不一样也叫法不一样,不管模块还是芯片都可以统称为传感器。
像工业传感器厂家,就不会叫自己的产品是传感器模块,直接叫位置传感器,倾角传感器,加速度传感器,而工业现声场用的一般是宽电压,0~10V,4~20MA,RS485,RS232输出方式,能直接安装,不需要焊接PCB板上,当然也有可以焊接在板上的。
而像ST,FSL,TI这类半导体厂家所称的传感器一般是指传感器芯片或者晶元,是指小尺寸(mm级,不会超过5cm),低电压,板载的传感器,一般输出方式0~VDD,IIC,SPI,UART. 工业传感器内部的核心器件也就是传感器芯片或晶元了。
传感器方案商的产品就可能会涉及传感器芯片,传感器模块或称传感器变送器,从而提出传感器模块的概念,当然工业行业都是各个模块组装成一台机器 可能由控制模块,加热模块,传感器模块,运动模块等。。
希望有说明白,欢迎补充
不请自来!
传感器模块属于传感器的一种
在传感器模块下根据封装分为:芯片、PCBA、带外壳封装模块等不同类型,都可称为传感器模块(参见图片)。不同的类型的传感器模块根据输出信号的不同,对应不同场景的应用。芯片级封装PCBA级封装金属外壳封装
芯片级封装的传感器模块理论上可以与单片机连接使用,但是要注意的是传感器模块在实际应用中根据环境,可能需要校准和温度补偿。关于校准和温度补偿已经是另外的问题了。
传感器与单片机:传感器与单片机接口及实例  第2张

传感器与单片机:温度传感器 DS18B20

一、 实验题目
基于lpc1114单片机的传感器使用
二、 实验目的
1、 学习超声波测距传感器、磁传感器、加速度传感器、气压传感器、8位数码管的工作原理和使用方法
2、 学习LPC1114的timer组件、串口通讯的使用方法
3、 学习使用GPIO模拟IIC接口的方法,深入了解IIC接口时序
三、 实验设备
PC机、LPC1114最小系统、HC-SR04超声波测距传感器、HMC5883L磁传感器、ADXL345加速度传感器、BMP085气压传感器、ST-LINKV2下载器、MAX7219数码管、发光二极管、电阻若干、导线若干、卷尺
四、 实验目标
1 用超声波测距传感器进行测距,并将结果实时显示在数码管上
2 利用磁传感器将航向值(0-360°)显示在数码管上
3 利用加速度传感器检测板子的倾斜角度,在板子的倾角小于30°时让小灯闪烁,在板子倾角大于30°时,流水灯显示
4 利用BMP085气压传感器采集温度和气压,并根据气压解算出高度。将温度、气压、高度信息在数码管上循环显示。
五、 传感器原理介绍
(一)超声波测距传感器
1、 采用IO口Trig(控制端)触发测距,保持至少10us的高电平信号
2、 模块自动发送8个40khx的方波,自动检测是否有信号返回
3、 有信号返回,通过IO口Echo输出一高电平,高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间
测量距离=高电平时间声速/2,声速为340m/s
4、 LPC1114的主频为48Mhz,分频系数是47,所以16位定时器的频率是1Mhz
实际时间:1usLPC_TMR16B0->CR0=0.* LPC_TMR16B0->CR0s
测量时间:0.* LPC_TMR16B0->CR0s
测量距离为:
0.LPC_TMR16B0->CR0scm/s=0.017*LPC_TMR16B0->CR0

(二)磁传感器
霍尼韦尔 HMC5883L是一种表面贴装的高集成模块,并带有数字接口的弱磁传感器芯。HMC5883L包括最先进的高分辨率 HMC118X系列磁阻传感器,并附带霍尼韦尔专利的集成电路包括放大器、自动消磁驱动器、偏差校准、能使罗盘精度控制在1°~2°的12位模数转换器、简易的IIC系列总线接口。磁传感器将磁场信号转换为电信号检测相应物理量。
地磁场是一个矢量,对于一个固定的地点来说,这个矢量可以被分解为两个与当地水平面平行的分量和一个与当地水平面垂直的分量。如果保持电子罗盘和当地的水平面平行,那么罗盘中磁力计的三个轴就和这三个分量对应起来。
实际上对水平方向的两个分量来说,他们的矢量和总是指向磁北的。罗盘中的航向角(Azimuth)就是当前方向和磁北的夹角。由于罗盘保持水平,只需要用磁力计水平方向两轴(通常为X轴和Y轴)的检测数据就可以用计算出航向角。
因为如上图所示安装,由北到东到南到西依次为0°(360°)、90°、180°、270°,所以偏航角为arctan(Y/X)。但因地磁方向和地理方向有偏差,故实际偏航角为arctan(Y/X)+θ。
(三)加速度计传感器
加速度传感器是一种能够测量加速度的传感器。通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成。传感器在加速过程中通过对质量块所受惯性力的测量利用牛顿第二定律获得加速度值。
静止时三轴加速度计的返回值为重力加速度在各个方向的分量,根据安装方式得俯仰角pitch=arctan(X/Z)、横滚角roll=arctan(Y/Z)。
(四)气压传感器
BMP085是新一代的小封装气压传感器,其核心是一个电阻式压力传感器,集成了数据采集电路和温度传感器。该传感器属于IIC总线接口,依然沿用标准IIC驱动程序。
六、 实验中用到的单片机功能资源介绍
LPC1114单片机是NXP公司推出的一款ARM Cortex-M0内核的32位单片机,可用于高集成度和低功耗的嵌入式应用。它的主频最大可达50Mhz。内部集成时钟产生单元,不用外部晶振也可以工作。外设包括32KB的FLASH程序存储器、8K的SRAM数据存储器、1个Fast-mode Plus的I2C接口、1个RS-485/EIA-485 UART、2个SSP接口、4个通用定时器、1个系统定时器、1个带窗口功能的看门狗定时器、功耗管理模块、1个ADC模块和42个GPIO口。
七、 传感器与单片机接口图
MAX7219:VCC-5V;GND-GND;DIN-P0.7;CS-P1.9;CLK-P1.8
MAX:VCC-5V;GND-GND;DIN-P1.10;CS-P1.11;CLK-P2.0
HC-SR04:VCC-5V;GND-GND;Trig-P2.7;Echo-P0.2
HMC5883L:VCC-5V;GND-GND;SCL-P0.4;SDA-P0.5
ADXL345:VCC-5V;GND-GND;SCL-P0.4;SDA-P0.5
BMP085:VCC-5V;GND-GND;SCL-P0.4;SDA-P0.5
八、 传感器数据处理原理
(一)超声波测距传感器
IO口Trig触发测距后,模块自动发送8个40Khz的方波并有返回一段时间的高电平信号,通过IO口Echo输出。Echo的上升沿触发中断开始计时,持续一段时间后Echo的下降沿再次触发中断结束计时。计时时间与测量距离成线性关系,通过对距离和时间的标定并用最小二乘法拟合得距离(cm)=0.0175*时间。
(二)磁传感器
采集传感器数据之后结合地磁场的磁场分布和传感器安装位置来判断三轴磁场强度大小,利用几何关系计算出航向角。因为直接取反三角函数得到的是弧度值,所以利用π=180°变换单位。又因为得到的角度为磁场角度且范围是-90°到90°,所以根据地磁偏角得到地理角度,根据三轴磁场强度的正负将角度变换为0-360°。
(三)加速度计传感器
因为加速度计的返回值有零漂,所以让Z轴垂直向下、X轴和Y轴水平,根据几百个周期内的三轴加速度的均值和理论值消除零漂,其中X轴和Y轴的理论值为0、Z轴的理论值为g。
(四)气压传感器
UP =压力数据(16到19位) UT =温度数据(16位)
开始测量温度值UT和压力值UP的时序图如下所示。在启动后,主机发送器件地址写入,寄存器地址和控制寄存器数据。当接收到数据时,BMP085每8个数据位发送一个确认(ACKS)。主机在最后一次ACKS后发送停止条件。
为了读出温度数据字UT(16位),压力数据字UP(16到19位)和E2PROM数据如下进行:
在启动后,主机发送模块地址写入命令和寄存器地址。寄存器地址选择读取寄存器:E2PROM数据寄存器0xAA至0xBF温度或压力值UT或UP 0xF6(MSB),0xF7(LSB),可选0xF8(XLSB),然后,主设备发送重启条件,读取模块地址,BMP180(ACKS)将对其进行确认。BMP180首先发送8个MSB,由主设备(ACKM)确认,然后是8个LSB。主机发送“不确认”(NACKM),最后发送停止条件。
十、 实验结果
1 由数码管显示的结果和实际测量结果相对照可知,超声波测距传感器的结果准确。
2 可以将航向角实时显示在数码管上
3可以根据姿态角变化小灯的闪烁模式
4 能够实时的讲温度、气压和高度显示在数码管上
十一、 实验结果分析
1 超声波传感器实验标定的标度因数0.0175与理论计算得到的标度因数0.017相差很小,实验结果基本无误。受外界环境及ADC采样的影响,认为测量范围在3m之内有效,测量精度为1mm。
2 对磁传感器进行数据处理时,没有很好的考虑外部磁场的影响,存在误差
3姿态角基本正确,但在运动过程中,传感器采集的加速度信息受运动的影响会有一定的偏差
4数码管可实时更新温度、气压、高度信息。用手触摸芯片,温度会小幅度上升。通过管子对小孔吹气,可以改变BMP805输入的压力。
十二、 总结
本实验通过对四种传感器的学习,熟练了lpc1114单片机和单片机的固件库层的使用。同时,加深了对定时器、串口、IIC等内容的认识,熟悉了keil开发环境。
使用超声波测距模块有一定的局限性,例如测量倾斜的金属外壳的距离时会因为金属外壳对超声波的不规则反射导致信号丢失、测量结果偏小。
在使用磁传感器时应远离电脑等具有磁场干扰的设备。
在使用ADXL345加速度计时,加速度信息会受运动干扰,所以要注意静止一段时间之后再读数。注意在使用加速度计时消除零漂。
在使用气压传感器BMP085时,因为不同位置不同天气的大气压强在不断变化,所以会存在一定的误差,计算时要根据实际情况进行相应调整。

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