基于51单片机压力检测系统精选.docVIP

目录 一、设计要求 1 二、器件选择 1 2.1压力传感器的选择 1 2.1.1电阻应变片的基本结构 2 2.1.2电桥电路的工作原理 2 2.2 INA128放大电路 3 2.3 A/D转换器 4 2.3.1 PCF8591 A/D转换器 4 2.3.2引脚功能描述 5 2.3.3片内可编程功能设置 5 2.3.4 PCF8591的A/D 转换 6 2.4 液晶显示器1602LCD 7 2.4.1引脚功能说明 7 2.4.2 1602LCD的指令说明及时序 8 2.4.3 1602LCD的一般初始化（复位）过程 8 三、系统设计 9 3.1控制系统总体结构 9 四、软件设计 9 4.1 1602LCD程序设计流程如图所示 9 4.2 A/D转换程序设计流程如图所示 10 4.3 主程序设计流程如图所示 11 五、程序清单 12 5.1过压判断语句 12 5.2LCD显示主程序 12 5.3开启I2C总线 12 5.4主机发送子程序 12 5.5AD应答 12 5.6主机接收子程序 13 5.7AD数据处理子程序 13 5.8LCD初始化 13 5.9主机非应答 14 5.10写指令子程序 14 六、电路原理附图 15 一、设计要求 ·要体现测量（A/D）和控制（D/A） ·要求有按键和显示部分 ·用protel99SE做系统硬件电路设计。 ·编写压力测量程序，设定过压预警值。 ·进行硬件、软件调试，实现压力检测功能。 二、器件选择 2.1压力传感器的选择 压力传感器是压力检测系统中的重要组成部分，由各种压力敏感元件将被测压力信号转换成容易测量的电信号作输出，给显示仪表显示压力值，或供控制和报警使用。力学传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。当金属丝受外力作用时，其长度和截面积都会发生变化其电阻值即会发生改变，假如金属丝受外力作用而伸长时，其长度增加，而截面积减少，电阻值便会增大。当金属丝受外力作用而压缩时，长度减小而截面增加，电阻值则会减小。只要测出加在电阻的变化（通常是测量电阻两端的电压），即可获得应变金属丝 电桥的输出电压于应变成线性关系。若相邻两桥臂的应变极性一致，即同为拉应变活压应变时，输出电压为两者之差，若不同时，则输出电压为两者之和。若相对两桥臂的极性一直，输出电压为两者之和，反之则为两者之差。电桥供电电压U越高，输出电压U0 越大。 2.2 INA128放大电路 在理论上表明，得到所要求的前端增益（由RG来决定），而不增加共模增益和误差，即差分信号将按增益成比例增加，而共模误差则不然，所以比率〔增益（差分输入电压）/（共模误差电压）〕将增大。最后，由于结构上的对称性，输入放大器的共模误差，如果它们跟踪，将被输出级的减法器消除。这包括诸如共模抑制随频率变换的误差。 PCF8591是一种具有I2C总线接口的8位 A/D D/A 转换芯片，在与CPU的信息传输过程中仅靠时钟线SCL和数据线SDA就可以实现。I2C总线是Philips公司推出的串行总线，它与传统的通信方式相比具有读写方便，结构简单，可维护性好，易实现系统扩展，易实现模块化标准化设计，可靠性高等优点。 2.3.2引脚功能描述 2.3.3片内可编程功能设置 PCF8591 内部的可编程功能控制字有两个，一个为地址选择字，另一个为转换控制字 PCF8591 采用典型的I2C总线接口的器件寻址方法。Philips规定 A/D器件高四位地址为 1001，低三位地址为引脚地址A0A1A2，由硬件电路决定，地址选择字格式具体描述如图 因此 I2C 系统中最多可接23 =8个具有总线接口的 A/D 器件,地址的最后一位为方向位 R/W，当主控器对 A/D 器件进行读操作时为 1，进行写操作时为 0 总线。操作时，由器件地址 引脚地址和方向位组成的从地址为主控器发送的第一字节。 D0：读写控制位，对转换器件进行读操作时为1，进行写操作时为0。 D1,D2,D3：引脚硬件地址设置位，由硬件电路设定该PCF8591的物理地址。D7,D6,D5,D4：器件地址位固定为1001。PCF8591的转换控制字存放在控制寄存器中，用于实现器件的各种功能 总线操作时为主控器发送的第二字节 转换控制字的格式功能具体描述如图 D0,D1：通道选择位。00 ：通道 0； 01：通道1 ； 10：通道2； 11：通道3。 D2：自动增量允许位，为 1时，每对一个通道转换后自动切换到下一通道进行转换，为0 时不自动进行通道转换，可通过软件修改进行通道转换。 D3：特征位，固定位0。 D4,D5：模拟量输入方式选择位 。00：输入方式0 ，