基于ATC单片机的压力测量仪设计.docVIP

学年论文 题 目 基于AT89C51单片机的压力测量仪设计 院 系____ _____________ 专 业__ 测控技术与仪器________ 学生姓名_ ______________ 学 号__________ 指导教师____ ____________ 职 称____ ____________ 二Ｏ一Ｏ 年 十二 月 二十四 日 基于AT89C51单片机的压力测量仪设计 摘要: 本文介绍了一种基于单片机的压力测量控制系统,它以AT89C51为核心,通过传感器与接口对压力信号进行采集,由软件对数据进行处理,实现对实时压力的精准测量,显示.给出了详细的原理电路和软件设计。 关键词:传感器,单片机,压力测量仪 A pressure gauge Based on AT89C51 Abstract : This paper introduces a pressure measurement based on single chip control system, it 89C51 as the core, through the pressure sensor and signal acquisition interface, software for data processing, and precise measurement of real-time pressure display. And a detailed the principle circuit and software design were given. Key words ：Sensor, microcontroller, pressure gauges 一、引言 在现代工业生产中，常常需要测量物体承受到的压力，为此这里设计了一种以AT89C51为核心的压力测量仪，以满足工业上的需要，该压力测量仪的主要功能为：将测得的压力数据显示在LCD显示器上，并可以用按键完成压力数据清零功能。 工作原理 压力测量控制系统用于物体表面压力, 每台测量控制系统配有压力传感器。压力测量控制系统接收到传感器传送过来的数据后,经处理后，传送入单片机内，经过单片机处理再传送到LCD显示器，压力测量控制系统设有按键, 当按下时, 可在LCD显示器上显示出压力值，直至清零。 压力测量控制系统的结构如图所示, 它以AT89C51单片机为核心, 包括传感器、信号调理器、A/D转换器、LCD显示器。下面分别介绍一下它们各自的设计特点。 图1 压力测量仪的原理图 AT89C51单片机 1.1 AT89C51 单片机是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 1.2 AT89C51主要特性： （1）与MCS-51 兼容 （2）4K字节可编程闪烁存储器 （3）寿命：1000写/擦循环（4）数据保留时间：10年（5）全静态工作：0Hz-24Hz（6）三级程序存储器锁定（7）128*8位内部RAM（8）32可编程I/O线（9）两个16位定时器/计数器（10）5个中断源 （11）可编程串行通道（12）低功耗的闲置和掉电模式（13）片内振荡器和时钟电路 2压力传感器 压力传感器用于读取压力值，这里选用Motorola公司生产的 MPX5100DP压力传感器，MPX5100DP作为压力传感器具有以下特点： （1）由于采用激光微调技术，使电桥零漂输出很小； （2）传感器由热敏电阻组成温度补偿网络，-40—+125℃范围内有较好的温度补偿效果，从而提高了传感器的精度； （3）传感器灵敏度较高，为40mV±1.5mV； （4）具有极好的线性度（0.25%F.S）; (5) 有较宽的工作温度范围（-40-+125℃）； （6）允许过载大（400%）。 压力传感器的输出信号范围为0.5（0psi）-4.5V（15psi），经放大后进行8位A/D变换等一系列处理；A/D转换器压缩该信号至0.3-4.85V范围，目的是提高A/D转换器的分辨率。 Vout = VS (P x 0.009 + 0.04) (1.1) Vs = 5.0 V