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1、word一、 概述1.1、相關背景和應用簡介壓力傳感器是工業(yè)實踐中最為常用的一種傳感器，其廣泛應用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉與水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業(yè)，而我們通常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應制造而成的，這樣的傳感器也稱為壓電傳感器。 壓力傳感器的原理是將壓力信號轉變?yōu)槟撤N電信號，如應變式，通過彈性元件變形而導致電阻變化；壓電式，利用壓電效應等。工業(yè)生產控制過程中，壓力是一個很重要的參數(shù)。例如，利用測量大氣壓力來間接測量海拔高度；在工業(yè)生產中通過壓力參數(shù)來判斷反響的過程；在氣象預測中，測量壓力來判斷陰雨天氣。因此，壓力

2、計的設計擁有廣闊的市場前景。這種壓力傳感器能比擬準確和快速測量，尤能測量動態(tài)壓力，實現(xiàn)多點巡回檢測、信號轉換、遠距離傳輸、與計算機相連接、適時處理等，因而得到迅速開展和廣泛應用。本課題就是在這樣的背景下設計一個簡單的數(shù)字壓力計，使得測量得到的壓力能夠數(shù)碼管顯示。本設計是通過以單片機為主的壓力測量系統(tǒng)。壓力的測量是通過把壓力信號轉換為電信號，再通過A/DADC0808轉化把電信號轉換為數(shù)字量后，再由單片機AT89C51進展處理，最后把數(shù)字量顯示在LED顯示屏上。原理圖如圖1-1所示LED顯示屏壓力傳感器電信號測量單片機A/D轉換圖1-1 壓力計原理方框圖最小系統(tǒng) 復位電路A/D轉換電路測量電壓輸

3、入顯示系統(tǒng)AT89C51 P0 P1 P1 P2 圖2-1 數(shù)字壓力計系統(tǒng)硬件設計框圖二、硬件電路的設計力學傳感器的種類繁多，但常用的壓力傳感器有電阻應變片壓力傳感器、半導體應變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器與電容式加速度傳感器，光纖壓力傳感器等。應用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價格和較高的精度以與較好的線性特性。 在選擇適宜的壓力傳感器過程中，了解介質的特點尤為重要。 介質的腐蝕性如何，導電性如何。根據介質的這些屬性選用相應類型的傳感器。 介質溫度X圍如何，一是介質的經常性的溫度X圍為多少，根據此信息選擇補償溫度與其X圍一致

4、的傳感器，二是介質的最高溫度X圍，根據此信息選擇使用溫度X圍一致的傳感器。 假如以上兩點如果選擇不正確，極有可能損害傳感器甚至引起事故。 設計仿真時由于PROTEUS中沒有傳感器，因此用一個X圍為75150分壓電路代替?zhèn)鞲衅鞯妮敵鲭娏?，使的仿真得以進展?；瑒幼冏杵鱉PX4115內部原理圖如圖2-2所示： 圖2-2內部原理圖選用的單片機為AT89C51系列芯片，該芯片的最小系統(tǒng)由時鐘電路、復位電路、片選信號構成。在最小系統(tǒng)構成的根底上，將P1口作為模擬量的轉換為數(shù)字量的接收端，P0口作LED顯示屏的數(shù)據發(fā)送端，P2口作LED顯示屏的控制端口，同時作為過壓與欠壓的報警電路使用。具體最小系統(tǒng)設計如圖

5、3-1所示：ADC0808是采樣分辨率為8位的、以逐次逼近原理進展模/數(shù)轉換的器件。其內部有一個8通道多路開關，它可以根據地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中的一個進展A/D轉換。ADC0808是ADC0809的簡化版本，功能根本一樣。一般在硬件仿真時采用ADC0808進展A/D轉換，實際使用時采用ADC0809進展A/D轉換。ADC0808接線圖內部結構ADC0808是CMOS單片型逐次逼近式A/D轉換器，它有8路模擬開關、地址鎖存與譯碼器、比擬器、8位開關樹型A/D轉換器。 引腳功能外部特性ADC0808芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝，如右圖所示。各引腳功能如下： 15和

6、2628IN0IN7：8路模擬量輸入端。 8、14、15和1721：8位數(shù)字量輸出端。 22ALE：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。 6START： A/D轉換啟動脈沖輸入端，輸入一個正脈沖至少100ns寬使其啟動脈沖上升沿使0809復位，下降沿啟動A/D轉換。 7EOC： A/D轉換完畢信號，輸出，當A/D轉換完畢時，此端輸出一個高電平轉換期間一直為低電平。 9OE：數(shù)據輸出允許信號，輸入，高電平有效。當A/D轉換完畢時，此端輸入一個高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。 10CLK：時鐘脈沖輸入端。要求時鐘頻率不高于640KHZ。 12VREF+和16VREF-：參考電壓輸入端 11

7、Vcc：主電源輸入端。 13GND：地。 2325ADDA、ADDB、ADDC：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路 輸出端注意：out7為最低位-out0為最高位，out7-out0分別接單片機的P0.0到P0.7端。 單片機AT89C51 7SEG-MPX4-CCLED的A B C D E F G DP 引腳接對應的單片機上的P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17, 1 2 3 4如此對應單片機的P20 P21 P22 P23。LED的公共端接地，如此其余引腳接+5V，所以對應的LED 的顯示器的七段碼是0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x6

8、6, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 電路中的電源局部如如下圖所示。其中，3號引腳是電源輸入端接外部電源+15V電源。1號引腳為電源模塊輸出端，輸出+5V。本次設計電路中的電源均采用直流+5V驅動。 直流+5V三、 軟件局部的設計#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar code table=0xfc,0x60,0xda,0xf2,0x66,0xb6,0xbe,0xe0,0xfe,0xf6,0xee,0x3e,0x9c,0x7a,0x9e,0x8e;/七段共陰數(shù)碼管編碼表sbi

9、t START=P30;sbit EOC=P31; sbit OE=P32;sbit ONOFF=P33; /控制放氣門開或關void delay(uint m) /LED顯示延時子程序 while(m-);delay1(uint c) /循環(huán)間隔延時C毫秒子程序 uchar a,b; for( ;c0;c-) for(b=142;b0;b-) for(a=2;a0;a-);void fun1(uint i) /AD轉換與數(shù)據處理子程序 uint P; extern uint PP; /定義全局變量PP START=1; START=0; while(i0) /fun1只執(zhí)行i次 if(i0)

10、 OE=1; /轉換完畢輸出使能 P=P0; /AD轉換結果賦給P P=P*1.0/255*207; /完成75150mA到0207kPa的轉換 OE=0; /停止輸出 P2=0xfe; /個位位選 P1=tableP%10; /個位段選 delay(1000); /個位顯示延時約1ms P2=0xfd; /十位位選 P1=tableP/10%10; /十位段選 delay(1000); /十位顯示延時約1ms P2=0xfb; /百位位選 P1=tableP/100%10; /百位段選 delay(1000); /百位顯示延時約1ms if(P176)ONOFF=1; /打開放氣閥 if(P

11、64)ONOFF=0; /打開放氣閥 i=i-1; delay1(100); /每次轉換后延時100ms0.1s START=1; /啟動下一次轉換 START=0; void main() /主程序 ONOFF=0; /初始時放氣閥關閉 START=0; /初始時不進展AD轉換 OE=0; while(1) /死循環(huán) fun1(1); /調用一次轉換子程序 PP=P; /轉換處理結果壓力值給PP 系統(tǒng)總流程圖 A/D轉化程序流程圖 顯示流程圖 主函數(shù)程序圖四、仿真與結果五、小結本次課程設計的壓力計的核心是單片機的使用。通過改變滑動變阻器的阻值壓力傳感器的變換，從而改變電信號電壓，通過單片機接

12、收電信號，處理電信號，送入A/D轉化ADC0808，再送入LED顯示屏顯示。通過為期五天的課程設計，我根本上完成了壓力計的設計的任務。通過這次課程設計，把自己所學的理論知識運用于實踐，受益非淺，對單片機有了更深的認識。對我以后獨自處理問題有了很大的幫助。在整個課程設計過程中，同學和教師一直給予我們很多的幫助，幫助我們順利的完成了這次課程設計。對單片機、數(shù)模轉換、LED、傳感器進展了綜合性的應用，感謝教師給予我們這次機會，讓我們有機會自己動手做項目，增強了我們的動手能力。有效的將理論與實際相結合。時間不長，但我希望以后還會有這樣的機會，讓我們自己動手，增強我們的動手能力。六、 參考文獻1. 51單片機原理與應用基于Keil C與Proteus陳海宴 航空航天大學。2.單片機的C語言程序設計與應用基于Proteus仿真姜志海 趙艷雷 陳松 電子工業(yè)。3. 傳感器設計根底 X春主編 國防工業(yè)4.傳感器原理與檢測技術 錢顯毅主編 機械工業(yè)14 / 14