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单片机的压力传感器设计方案
第一章 绪 论
1.2选题的背景和意义
近年来
随着微型计算机的发展
他的应用在人们的工作和日常生活中越来越普遍
工业过程控制是计算机的一个重要应用领域
其中由单片机构成的嵌入式系统已经越来越受到人们的关注
现在可以毫不夸张的说
没有微型计算机的仪器不能称为先进的仪器
没有微型计算机的控制系统不能称其为现代控制系统的时代已经到来
压力测量对实时监测和安全生产具有重要的意义
在工业生产中
为了高效、安全生产
必须有效控制生产过程中的诸如压力、流量、温度等主要参数
由于压力控制在生产过程中起着决定性的安全作用
因此有必要准确测量压力
为了测到不同位置的压力值
本次设计为基于单片机智能压力测量系统
通过压力传感器将需要测量的位置的压力信号转化为电信号
再经过运算放大器进行信号放大
送至8位A／D转换器
然后将模拟信号转换成单片机可以识别的数字信号
再经单片机转换成LCD显示器可以识别的信息
最后显示输出
基于单片机的智能压力检测系统
选择的单片机是基于AT89C51单片机的测量与显示
将压力经过压力传感器变为电信号
再通过三运放放将电信号放大为标准信号为0-5V的电压信号
然后进入A/D转换器将模拟量转换为数字量
我们所采样的A/D转换器为ADC0832
ADC0832为8位分辨率A/D转换芯片
其最高分辨可达256级
可以适应一般的模拟量转换要求
其内部电源输入与参考电压的复用
使得芯片的模拟电压输入在0~5V之间
芯片转换时间仅为32μS
据有双数据输出可作为数据校验
以减少数据误差
转换速度快且稳定性能强
独立的芯片使能输入
使多器件挂接和处理器控制变的更加方便
通过DI数据输入端
可以轻易的实现通道功能的选择
正常情况下ADC0832与单片机的接口应为4条数据线
分别是CS、CLK、DO、DI
但由于DO端与DI端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的
所以电路设计时可以将DO和DI并联在一根数据线上使用
为了提高单片机系统I/O口线的利用效率
利用单片机AT87C51的串行口和液晶显示屏LM016L来显示.
1.3智能压力传感器的发展方向
（1）向高智能高精度发展:随着自动化生产程度的不断提高
对传感器的要求也在不断提高
必须研制出具有灵敏度高、精确度高、响应速度快、互换性好的新型传感器以确保生产自动化的可靠性
目前能生产精度在万分之一以上的传感器的厂家为数很少
其产最也远远不能满足要求
（2）向高可靠性、宽温度范围发展:传感器的可靠性直接影响到电子设备的抗干扰等性能
研制高可靠性、宽温度范围的传感器将是永久性的方向
提高温度范围历来是大课题
大部分传感器其工作范围都在一20℃~70℃
在军用系统中要求工作温度在一40OC一85OC范围
而汽车锅炉等场合要求传感器工作在一20OC~1200C
在冶炼、焦化等方面对传感器的温度要求更高
因此发展新兴材料(如陶瓷)的传感器将很有前途
（3）向微型化发展:各种控制仪器设备的功能越来越人
要求各个部件体积能占位置越小越好
因而传感器本身体积也是越小越好
这就要求发展新的材料及加工技术
目前利用硅材料制作的传感器体积己经很小
如传统的加速度传感器是由重力块和弹簧等制成的
体积较大、稳定性差、寿命也短
而利用激光等各种微细加工技术制成的硅加速度传感器体积非常小、互换性可靠性都较好
（4）高智能化：将压力传感器和单片机联系在一起
使其能够在实际应用中能更好地实现人机互换交流
增加仪器的数字化和智能化
1.4本文研究的内容
研究开发一个智能压力传感器
要实现的主要目标是：
1.系统地掌握单片机的开发设计过程
相关的电子技术和传感器技术等
进行设计任务和功能的描述
2.进行系统设计方案的论证和总体设计
3.从全局考虑完成硬件和软件资源分配和规划
分别进行系统的硬件设计和软件设计
4.进行硬件调试
软件调试和软硬件的联调
第二章 系统总体方案设计
2.1系统任务描述
该系统的任务是能够测量出被测物的压力并能实时显示目标压力值和保存参数
并能和上位机进行通信
并具有较强的抗干扰能力
2.1.1控制系统要求
该控制系统要求满足以下几点要求：
（1）被测介质： 气体、液体及蒸气
（2）量程： 0Pa～500pa
（3）综合精度：±0.25%FS
（4）供电： 24V Dc（12～36VDC）
（5）介质温度：-20～150℃
（6）环境温度：-20～85℃
（7）当压力超过一定范围是可以报警
（8）能实时显示目标压力值和保存参数
并能和上位机进行通信
并具有较强的抗干扰能力
2.1.2主要仪器的比较选择
1、压力传感器的选择
压力传感器是压力检
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