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基于单片机的压力测量系统设计

基于单片机的压力测量系统设计
基于单片机的压力测量系统设计

基于单片机的压力测量系统设计

【摘要】压力是工业生产过程中的重要参数之一。压力的检测或控制是保证生产和设备安全运行必不可少的条件。实现智能化压力检测系统对工业过程的控制具有非常重要的意义。本设计主要通过单片机及专用芯片对传感器所测得的模拟信号进行处理,使其完成智能化功能。介绍了智能压力传感器外围电路的硬件设计,并根据硬件进行了软件编程。

本次设计是基于AT89C51单片机的测量与显示。是通过压力传感器将压力转换成电信号,再经过运算放大器进行信号放大,送至12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LED显示器可以识别的信息,最后显示输出。而在显示的过程中通过键盘,向计算机系统输入各种数据和命令,让单片机系统处于预定的功能状态,显示需要的值。

本设计的最终结果是,将软件下载到硬件上调试出来了需要显示的数据,当输入的模拟信号发生变化的时候,通过A/D转换后,LED将显示不同的数值。

【关键词】: 压力;AT89C51单片机;压力传感器;A/D转换器;LED显示;

Design of pressure detecting system based on single-chip

【Abstract】Pressure is one of the important parameters in the process of industrial production. Pressure detection or control is an essential condition to ensure production and the equipment to safely operating, which is of great significance. The single-chip is infiltrating into all fields of our lives, so it is very difficult to find the area in which there is no traces of single-chip microcomputer. In this graduation design, primarily through by using single-chip and dedicated chip, handling of analog signal measured by the sensor to complete intelligent function. This design illustrates external hardware circuit design of intelligent pressure sensor, and conduct software development to the hardware.

The design is based on measurement and display of AT89C51 single-chip. This is the pressure sensors will convert the pressure into electrical signals. After using operational amplifier, the signal is amplified, and transferred to the 8-bit A/D converter. Then the analog signal is converted into digital signals which can be identified by single-chip and then converted by single-chip into the information which can be displayed on LED monitor, and finally display output. In the course of show, through the keyboard to input all kinds of data and commands into the computer, the single-chip will locate in a predetermined function step to display required values.

The end result of this design is that by downloading software to the hardware, it will get the data which is required to display by debugging. When the input analog signals change, the LED monitor will display different values through the A/D

converting.

【Key words】: pressure; AT89C51 single-chip; pressure sensor; A/D converter; LED monitor;

前言

压力是过程控制系统中的重要测量参数之一,压力的检测和控制是使生产顺利进行和设备安全工作的必要条件。如高压容器的压力超过额定值时便是不安全的,必须进行测量和控制。在某些工业生产过程中,压力还直接影响产品的质量和生产效率,如生产合成氨时,氮和氢不仅须在一定的压力下合成,而且压力的大小直接影响产量高低。此外,在一定的条件下,测量压力还可间接得出温度、流量和液位等参数。

实现智能化压力测量系统对工业生产过程的控制具有非常重要的意义。在生产过程控制系统中,被控对象参数检测的精确与否将直接影响一个生产企业的经济利益,在以往的控制系统中,由于对环境温度、生产设备老化等影响因素的考虑较少,传感器检测到的信号往往存在偏差,造成了不可避免的损失。而压力测量的智能化可以弥补一些外界因素对系统造成的干扰,单片机通过对外界各种干扰因素的检测、整合、处理,可以得到更理想的控制变量,可以使控制更精确也更及时。

本毕业设计主要完成了以单片机为核心的智能化压力测量仪的设计。课题结合了实际生产过程控制系统的相关技术特点,利用ADC0809 A/D转换的作用是把模拟信号转变成数字信号,进行模数转换,然后把数字信号输送到显示电路中去,最后由显示电路显示出测量结果。

压力传感器广泛应用于电子称或商务测量等领域,它能精确地测量各种数值,是一种检测压力的智能仪器。为了使系统能直接显示出压力,智能化的完善可通过键盘控制,这就是本文设计的目的

绪论

基于单片机压力测量系统

1 绪论

本次毕业设计的压力测量以单片机为主要部件,利用全桥测量原理,通过对电路输出电压和标准重量的线性关系,建立具体的数学模型。其中测量电路中最主要的元器件就是电阻应变式传感器。电阻应变式传感器是传感器中应用最多的一种,本设计采用全桥测量电路,使系统产生的误差更小,输出的数据更精确。而三运放大电路的作用就是把传感器输出的微弱的模拟信号进行一定倍数的放大,以满足A/D转换器对输入信号电平的要求。ADC0809 A/D转换的作用是把模拟信号转变成数字信号,进行模数转换,然后把数字信号输送到显示电路中去,最后由显示电路显示出测量结果。

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。

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12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12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。

基于单片机的压力测试仪设计

在工业生产控制过程中,压力是一个很重要的参数。比如利用测量大气压力来间接测量海拔高度,在工业生产中测量压力参数来判断反应的过程,在气象预测中,也需要测量大气压力来判断阴雨天气等等。所有这些都需要掌握测量压力,所以压力表的设计拥有广阔的市场前景。本课题就是基于此原因设计的一个简单压力计。 本课程设计用MPX4115专感器来检测压力参数,ADC0808进行模数转换后,利用AT89C524行数据处理后,由键盘设置测量量程,用发光二级管显示当前测量量程送液晶显示压力值。 本系统可根据需要进行功能扩展。由于ADC0808支持8路信号采集,可以对8个压力点参数进行检测。可以手动设置采集哪一路,或者循环采集。还可以进行压力上下限报警。 在设计系统的时候,立足于界面友好性、性价比,可以在简单压力检测的时候使用。 关键词:压力测试;单片机;ADC ;传感器

1?设计要求 (3) 2.设计方案与设计原理 (4) 2.1系统总体设计 (4) 2.2功能介绍 (4) 3?元器件的识别与检测 (5) 3.1 AT89C52 简介 (5) 3.2 ADC0808 简介 (5) 4制作与调试 (6) 4.1系统软件设计 (6) 4.2系统程序整体流程图 (7) 4.3 T0中断服务程序流程图 (8) 4.4外部中断INTO流程图 (8) 4.5系统总体框图 (9) 4.6系统总体仿真电路 (9) 4.7软硬件仿真调试及性能分析 (10) 4.8程序代码 (11) 5.设计心得 (17) 6参考文献 (18)

1 .设计要求 本课程设计用MPX4115传感器来检测压力参数,ADC0808进行模数转换后,利用AT89C52进行数据处理后,由键盘设置测量量程,用发光二级管显示当量量程送液晶显示压力值。 数字压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器,其广泛应用于各种工业自控环境,涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业,下面就简单介绍一些常用传感器原理及其应用。 本课程设计的数字压力传感器以单片机为主要部件,利用全桥测量原理,通过对电路输出电压和标准压强的线性关系,建立具体的数学模型,将电压量纲(V)改为压强纲(pa)即成为一台原始电子称。 其中测量电路中最主要的元器件就是电阻应变式传感器。电阻应变式传感器是传感器中应用最多的一种,本设计采用全桥测量电路,使系统产生的误差更小,输出的数据更精确。而三运放大电路的作用就是把传感器输出的微弱的模拟信号进行一定倍数的放大,以满足A/D转换器对输入信号电平的要求。ADC0809的A/D 转换作用是把模拟信号转变成数字信号,进行模数转换,然后把数字信号输送到显示电路中去,最后由显示电路显示出测量结果。并且能实现数字传感器之间的通讯,达到数据共享的目的。从而更好的满足当今社会的要求。

压力检测系统设计

单片机系统课程设计 成绩评定表 设计课题:压力检测系统设计 学院名称:电气工程学院 专业班级:自动1304 学生姓名:赵博 学号: 2 指导教师:王黎周刚李攀峰 设计地点 : 31-505 设计时间 : 2015-12-28~2016-01-08

单片机系统 课程设计课程设计名称:压力检测系统设计 专业班级:自动1304 学生姓名:赵博 学号: 2 指导教师:王黎周刚李攀峰 课程设计地点: 31-505 课程设计时间: 2015-12-28~2016-01-08 单片机系统课程设计任务书

目录 1绪论 (3) 1、1压力检测系统概述 (3) 2总体方案设计原理 (4) 2、1 基于单片机的智能压力检测的原理 (4) 2、2 压力传感器 (4) 2、2、1 压力传感器的选择 (4) 2、2、2金属电阻应变片的工作原理 (5) 2、3 A/D转换器 (5) 2、3、1 A/D转换模块器件选择 (5) 2、3、2 A/D转换器的简介 (5) 2、4单片机 (6) 2、4、1 AT89C51单片机简介 (6) 2、4、2主要特性 (7) 2、4、3 管脚说明 (7) 2、5单片机于键盘的接口技术 (8) 2、5、1 键盘功能及结构概述 (8) 2、5、2 单片机与键盘的连接 (9) 2、6 LED显示接口 (10)

2、6、1 LED显示器 (10) 2、6、2七段数码显示器 (11) 2、6、3LED数码管静态显示接口 (12) 3软件设计 (14) 3、1 A/D转换器的软件设计 (14) 3、1、1 ADC0832芯片接口程序的编写 (14) 3、2 单片机与键盘的接口程序设计 (15) 3、3 LED数码管显示程序设计 (16) 总结 (18) 参考文献 (19) 附录A (19) 附录B (20) 1绪论 1、1压力检测系统概述 压力就是工业生产过程中的重要参数之一。压力的检测或控制就是保证生产与设备安全运行必不可少的条件。实现智能化压力检测系统对工业过程的控制具有非常重要的意义。本设计主要通过单片机及专用芯片对传感器所测得的模拟信号进行处理,使其完成智能化功能。介绍了智能压力传感器外围电路的硬件设计,并根据硬件进行了软件编程。 本次设计就是基于AT89C51单片机的测量与显示。就是通过压力传感器将压力转换成电信号,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LED显示器可以识别的信息,最后显示输出。而在显示的过程中通过键盘,向计算机系统输入各种数据与命令,让单片机系统处于预定的功能状态,显示需要的值。 本设计的最终结果就是,将软件下载到硬件上调试出来了需要显示的数据,当输入的模拟信号发生变化的时候,通过A/D转换后,LED将显示不同的数值。

数字显示压力测量系统设计

数字显示压力测量系统设计 一、数字显示仪表的设计原理 工业生产过程中常用的数字式仪表有数字式温度计、数字式压力计、数字流量计、数字电子秤等。数字式仪表的出现适应了科学技术及自动化生产过程中高速、高准确度测量的需要,它具有模拟仪表无法比拟的优点。数字仪表的主要特点有:准确度高、分辨率高、无主观读数误差、测量速度快、能以数码形式输出结果。同时数字量传输信息,可使得传输距离不受限制。 数字仪表按工作原理可分为:带微处理器的和不带微处理器的。不带微处理器的仪表,通常用运算放大器和中、大规模集成电路来实现;带微处理器的仪表,是借助软件的方式来实现有关功能。 1.传感器输出信号的特点: (1)传感器的输出会受温度的影响,有温度系数变化。 (2)传感器的输出顺着输入的变化而变化,但之间的关系不一定是线性比例关系。 (31传感器的动态范围很宽。 (4)传感器的种类多,输出的形式也多种多样。 (5)传感器的输出阻抗较高,到测量电路时会产生较大的信号衰减。 2.传感器信号的二次变换 根据上述的传感器输出信号的特点来看,传感器输出的信号一般是能直接用于仪器、仪表显示作控制信号用,往往需要通过专门的电子电路对传感器输出信号进行“加工处理”。如将微弱的信号给予放大,经过滤波器将有害的杂波信号滤掉,将非线性的特性曲线线性化,如有必要再加温度补偿电路。这种信号变换一般称为二次变换。完成二次变换的电路称为传感器电子电路,一般也称为测量电路,仪表电子电路或调理电路。

3.传感器二次变换的组成 传感器电子电路主要是模拟电路,它与数字电路一样,是由一些单元电路组成。这些单元电路有:各种信号放大电路、有源及无源滤波电路、绝对值检测电路、峰值保持电路、采样.保持电路、A/D及D/A 变换电路、V/F及F/V变换电路、调制解调电路温度补偿电路及非线性特性化补偿电路等。 4.传感器信号的调理电路 信号调理是指测量系统的组成部分,它的输入时传感器的输出信号,输出为适合传输、显示、记录或者能更好的满足后续标准设备或装置要求的信号。信号调理电路通常具有放大、电平移动、阻抗匹配、滤波、解调功能。 传感器输出信号通常可以分为模拟量和数字量两类。对模拟量信号进行调整匹配时,传感器的信号调理环节相对复杂些,通常需要放大电路、调制与解调电路、滤波电路、采样保持电路、A/D及AD/A 转换电路等。而对于数字量信号进行调理匹配时,通常只需使信号通过比较器电路及整形电路,控制計数器技术即可。 5.DVM的概述 模拟式电压表具有电路简单、成本低、测量方便等特点,但测量精度较差。数字电压表(DVM),以其功能齐全、精度高、灵敏度高、显示直观等突出优点深受用户欢迎。DVM应用单片机控制,组成智能仪表;与计算机接口,组成自动测试系统。目前,DVM多组成多功能式的,因此又称数字多用表。 DVM是将模拟电压变换为数字显示的测量仪器,这就要求将模拟量变换成数字量。这实质上是个量化过程,即将连续的无穷多个模拟量用有限个数字表示的过程,完成这种变换的核心部件是A/D转换器,最后用电子计数器计数显示,因此,DVM的基本组成是A/D 转换器和电子计数器。 二、压力测量数显系统设计 测量系统的整机电路包括:P3000S-102A压力传感器、恒流源、

基于51单片机系统设计

基于51单片机的多路温度采集控制系统设计 言: 随着现代信息技术的飞速发展,温度测量控制系统在工业、农业及人们的日常生活中扮演着一个越来越重要的角色,它对人们的生活具有很大的影响,所以温度采集控制系统的设计与研究有十分重要的意义。 本次设计的目的在于学习基于51单片机的多路温度采集控制系统设计的基本流程。本设计采用单片机作为数据处理与控制单元,为了进行数据处理,单片机控制数字温度传感器,把温度信号通过单总线从数字温度传感器传递到单片机上。单片机数据处理之后,发出控制信息改变报警和控制执行模块的状态,同时将当前温度信息发送到LED进行显示。本系统可以实现多路温度信号采集与显示,可以使用按键来设置温度限定值,通过进行温度数据的运算处理,发出控制信号达到控制蜂鸣器和继电器的目的。 我所采用的控制芯片为AT89c51,此芯片功能较为强大,能够满足设计要求。通过对电路的设计,对芯片的外围扩展,来达到对某一车间温度的控制和调节功能。 关键词:温度多路温度采集驱动电路 正文: 1、温度控制器电路设计 本电路由89C51单片机温度传感器、模数转换器ADC0809、窜入并出移位寄存器74LS164、数码管、和LED显示电路等组成。由热敏电阻温度传感器测量环境温度,将其电压值送入ADC0809的IN0通道进行模数转换,转换所得的数字量由数据端D7-D0输出到89C51的P0口,经软件处理后将测量的温度值经单片机的RXD端窜行输出到74LS164,经74LS164 窜并转换后,输出到数码管的7个显示段,用数字形式显示出当前的温度值。89C51的P2.0、P2.1、P2.2分别接入ADC0809通道地址选择端A、B、C,因此ADC0809的IN0通道的地址为F0FFH。输出驱动控制信号由p1.0输出,4个LED为状态指示,其中,LED1为输出驱动指示,LED2为温度正常指示,LED3为高于上限温度指示,LED4为低于下限温度指示。当温度高于上限温度值时,有p1.0输出驱动信号,驱动外设电路工作,同时LED1亮、LED2灭、LED3亮、LED4灭。外设电路工作后,温度下降,当温度降到正常温度后,LED1亮、LED2亮、LED3灭、LED4灭。温度继续下降,当温度降到下限温度值时,p1.0信号停止输出,外设电路停止工作,同时LED1灭、LED2灭、LED3灭、LED4亮。当外设电路停止工作后,温度开始上升,接着进行下一工作周期。 2、温度控制器程序设计 本软件系统有1个主程序,6个子程序组成。6个子程序为定时/计数器0中断服务程序、温度采集及模数转换子程序ADCON、温度计算子程序CALCU、驱动控制子程序DRVCON、十进制转换子程序METRICCON 及数码管显示子程序DISP。 (1)主程序 主程序进行系统初始化操作,主要是进行定时/计数器的初始化。 (2)定时/计数器0中断服务程序 应用定时计数器0中断的目的是进行定时采样,消除数码管温度显示的闪烁现象,用户可以根据实际环境温度变化率进行采样时间调整。每当定时时间到,调用温度采集机模数转换子程序ADCON,得到一个温度样本,并将其转换为数字量,传送给89C51单片机,然后在调用温度计算子程序CALCU,驱动控制子程序DRVCON,十进制转换子程序MERTRICCON,温度数码显示子程序DISP。

基于单片机的压力检测系统设计

常熟理工学院 电气与自动化工程学院 《传感器原理与检测技术》课程设计 题目:基于AT89C51单片机的 压力检测系统的设计 姓名:李莹 学号: 160509240 班级:测控 092 指导教师:戴梅 起止日期: 2012年7月2日-9日

电气与自动化工程学院 课程设计评分表 课程名称:传感器原理与检测技术 设计题目:压力检测系统的设计 班级:测控092学号:160509240 姓名:李莹 指导老师:戴梅 年月日

课程设计答辩记录 自动化系测控专业 092 班级答辩人:李莹课程设计题目压力检测系统的设计

目录第一章概述 1.相关背景和应用简介 2.总体设计方案 2.1总体设计框图 2.2各模块的功能介绍 第二章硬件电路的设计 1.传感器的选型 2.单片机最小系统设计 3.模数转换电路设计 4.传感器接口电路设计 5.显示电路设计 6.电源电路设计 7.原理图 第三章软件部分的设计 1.总体流程图 2.子程序流程图及相关程序 第四章仿真及结果 第五章小结 参考文献

第一章概述 1.传感器的相关背景及应用简介 近年来,随着微型计算机的发展,传感器在人们的工作和日常生活中应用越来越普遍。压力是工业生产过程中的重要参数之一。压力的检测或控制是保证生产和设备安全运行必不可少的条件。实现智能化压力检测系统对工业过程的控制具有非常重要的意义。压力传感器是工业实践、仪器仪表控制中最为常用的一种传感器,并广泛应用于各种工业自控环境,涉及水利水电、铁路交通、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。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。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LED显示器可以识别的信息,最后显示输出。 此次设计是基于单片机的压力检测系统,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转变为电信号,经过放大器放大,然后进入A/D 转换器将模拟量转换为数字量显示,我们所采样的A/D转换器为ADC0808。 2.总体设计方案 本次设计是基于AT89C51单片机的测量与显示。电路采用ADC0809模数转换电路,ADC0809是CMOS工艺,采用逐次逼近法的8位A/D转换芯片,片内有带锁存功能的8路模拟电子开关,先用ADC0809的转换器对各路电压值进行采样,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LED显示器可以识别的信息,最后显示输出。本次设计是以单片机组成的压力测量,系统中必须有前向通道作为电信号的输入通道,用来采集输入信息。压力的测量,需要传感器,利用传感器将压力转换成电信号后,再经放大并经A/D转换为数字量后才能由计算机进行有效处理。然后用LED进行显示。本设计的最终结果是,将软件下载到硬件上调试出来了需要显示的数据,当输入的模拟信号发生变化的时候,通过A/D转换后,LED将显示不同的数值。

基于单片机的智能压力检测系统的设计—-毕业论文设计

题目:基于单片机的智能压力检 测系统的设计

基于单片机的智能压力检测系统的设计 摘要 压力是工业生产过程中的重要参数之一。压力的检测或控制是保证生产和设备安全运行必不可少的条件。实现智能化压力检测系统对工业过程的控制具有非常重要的意义。本设计主要通过单片机及专用芯片对传感器所测得的模拟信号进行处理,使其完成智能化功能。介绍了智能压力传感器外围电路的硬件设计,并根据硬件进行了软件编程。 本次设计是基于AT89C51单片机的测量与显示。是通过压力传感器将压力转换成电信号,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LED显示器可以识别的信息,最后显示输出。而在显示的过程中通过键盘,向计算机系统输入各种数据和命令,让单片机系统处于预定的功能状态,显示需要的值。 本设计的最终结果是,将软件下载到硬件上调试出来了需要显示的数据,当输入的模拟信号发生变化的时候,通过A/D转换后,LED将显示不同的数值。 关键词:压力;AT89C51单片机;压力传感器;A/D转换器;LED显示;

Design of pressure detecting system based on single-chip Abstract Pressure is one of the important parameters in the process of industrial production. Pressure detection or control is an essential condition to ensure production and the equipment to safely operating, which is of great significance. The single-chip is infiltrating into all fields of our lives, so it is very difficult to find the area in which there is no traces of single-chip microcomputer. In this graduation design, primarily through by using single-chip and dedicated chip, handling of analog signal measured by the sensor to complete intelligent function. This design illustrates external hardware circuit design of intelligent pressure sensor, and conduct software development to the hardware. The design is based on measurement and display of AT89C51 single-chip. This is the pressure sensors will convert the pressure into electrical signals. After using operational amplifier, the signal is amplified, and transferred to the 8-bit A/D converter. Then the analog signal is converted into digital signals which can be identified by single-chip and then converted by single-chip into the information which can be displayed on LED monitor, and finally display output. In the course of show, through the keyboard to input all kinds of data and commands into the computer, the single-chip will locate in a predetermined function step to display required values. The end result of this design is that by downloading software to the hardware, it will get the data which is required to display by debugging. When the input analog signals change, the LED monitor will display different values through the A/D converting. Key words:pressure; AT89C51 single-chip; pressure sensor; A/D converter; LED monitor;

单片机系统的设计

单片机系统的设计 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020

第4章 单片机系统的设计 引言 用V/F 变换器作A/D 转换时,通常由一些硬件电路如振荡器、二分频器、计数器和门电路组成,而由计数器计得的计数值即A/D 转换结果再通过接口电路送入微计算机进行处理,较为复杂和不便,或者采用F/BCD 变换电路将V/F 变换器输出的频率信号变为BCD 码再通过接口电路送入微计算机,也较为复杂,而且还要对BCD 码进行变换。这些方法成本都较高。 本设计介绍一种以单片机直接与V/F 变换器接口进行A/D 转换的方法,不须额外的硬件电路,完全利用单片机内部的硬件资源,简单方便,成本最低,大大地提高了V/F 变换器作为A/D 转换电路的可行性。 当前,单片机特别是Intel 公司的MCS-51系列单片机已在智能仪器仪表和过程控制等方面得到广泛应用,大有取代Z80之势,因此A/D 转换电路与单片机的接口方法也是人们所关注的。下面将主要介绍MCS-51系列的单片机8031为主控器件的硬件电路。 主控器Intel 8031简介 P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P3.0P3.1P3.2P3.3 P3.4P3.5P3.6P3.7XTAL 1 XTAL 2 V SS RST/VPD RXD TXD T0 T10INT P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7 P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0 1INT WR RD EA /V P P ALE V CC PSEN 4039383736353433323130292827262524232221 2019181716151413121110 987654321 8031P1.0 图4-1 8031引脚图 8031 cite-feet figure

单片机应用系统设计工程实践报告

2016-2017学年第1学期 单片机应用系统设计/工程实践 (课号:103G06B/D/E) 实验报告 项目名称:基于AT89C51单片机温度报警系统 学号 姓名 班级 学院信息科学与工程学院 完成时间

目录 一、项目功能及要求 (3) 1.1、课程设计的性质和目的 (3) 1.3、项目设计要求 (3) 二、系统方案设计及原理 (3) 2.1、设计主要内容 (3) 2.2 、AT89C51单片机简介 (3) 2.3 、DS18B20简介 (4) 2.4 、数码管显示 (5) 2.5、报警电路 (6) 三、系统结构及硬件实现 (7) 3.1、总电路图 (7) 3.2、单片机控制流程图 (8) 四、软件设计过程 (8) 五、实验结果及分析 (8) 5.1 、Proteus仿真 (8) 5.2 、C程序调试 (9) 六、收获及自我评价 (14) 七、参考文献 (15)

一、项目功能及要求 1.1、课程设计的性质和目的 本温度报警器以AT89C51单片机为控制核心,由一数字温度传感器DS18B20测量被控温度,结合7段LED以及驱动LED的74LS245组合而成。当被测量值超出预设范围则发出警报,且精度高。 利用现代虚拟仿真技术可对设计进行仿真实验,与单片机仿真联系紧密的为proteus仿真,利用keil软件设计单片机控制系统,然后与proteus进行联合调试,可对设计的正确性进行检验。 1.2、课程设计的要求 1、遵循硬件设计模块化。 2、要求程序设计结构化。 3、程序简明易懂,多运用输入输出提示,有出错信息及必要的注释。 4、要求程序结构合理,语句使用得当。 5、适当追求编程技巧和程序运行效率。 1.3、项目设计要求 1、基于AT89C51单片机温度报警系统; 2、设计3个按键分别为:设置按钮、温度加、温度减; 3、DS18B20温度传感器采集温度,并在数码管上显示按键的区别; 二、系统方案设计及原理 2.1、设计主要内容 本设计以AT89C51单片机为核心,从而建立一个控制系统,实现通过3个按键控制温度,以达到设置温度上下限的功能,并在数码管上显示三个数字当前的温度上下限设置值和DS18B20温度采集值的显示(精确到小数点后一位),当温度高于上限或者低于下限蜂鸣器报警。 2.2 、AT89C51单片机简介 AT89C51是一个低功耗,高性能CMOS8位单片机,片内含4kBytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器,器件采用A TMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及89C51引脚结构,芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元,功能强大的微型计算机的AT89C51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案.AT89C51具有如下特点:40个引脚,4k Bytes Flash片内程序存储器,128 bytes的随机存取数据存储器,32个外部双向输入/输出(I/O)口,5个中断优先级2层中断嵌套中断,2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,片内时钟振荡器。 此外,AT89C51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下,CPU暂停工作,而RAM定时计数器,串行口,外中断系统可继续工作,掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据,停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式,以适应不同产品的需求。AT89C51单片机的基本结构和外部引脚如下图所示。

基于51单片机压力检测课程设计报告书

单片机原理与接口技术课程设计 成绩评定表 设计课题基于89c51的自身断电保护系统设计 学院名称:电气工程学院 专业班级:自动1002 学生:秦凯新 学号: 7

指导教师:王黎臧海河周刚 设计地点:31-505 设计时间:2012-12-17~2012-12-28

单片机原理与接口技术课程设计 课程设计名称:基于89c52的压力监测系统设计 专业班级:自动1002 学生姓名:秦凯新 学号: 7 指导教师:王黎臧海河周刚 课程设计地点:31-505 课程设计时间:2012-12-17~2012-12-28

单片机原理与接口技术课程设计任务书

目录 1 引言 (6) 2 总体方案设计 (6) 2.1硬件组成 (6) 2.2 方案论证 (6) 2.3 总体方案 (7) 3 硬件电路设计 (9) 3.1 时钟电路 (9) 3.2复位电路 (10) 3.3 AD简介与原理分析 (10) 3.4 声光报警接口电路 (15) 3.5 显示及键盘接口电路 (15) 3.7 电源电路 (2) 4 系统软件设计 (3) 4.1 主程序设计 (3) 4.3 部分主要子程序的设计 (6) 5 系统调试与总结 (6) 5.1 系统功能测试 (6) 5.2 技术指标测试 (6) 6心得体会 (7) 6.1 为何不采用8255了? (7) 6.2为何不采用A/D0809? (7) 6.3在帮助同学的过程中我学到了什么? (7) 6.4在单片机领域我的规划? 7 参考文献 (8) 附录A 系统原理图 (9) 附录B 源程序 (10)

1 引言 压力监测普遍用于工业领域,并对国家的发展产生了深厚的影响,小到体重计,大到工业中反应炉的气压声电报警。甚至航空航天,智能仪表。以及机器人。本设计就是工业中最普遍的气压监测报警系统。所以,这个系统采用自动检测反应炉中的压力大小,通过传感器,并实时进行在液晶1602上进行显示,还有在液晶上进行参考上限电压值的设置和参考下限电压值的的设置。并通过在单片机部进行比较计算,来实现整个压力监测系统的声光电报警。 本系统的设计基于A/D0804芯片和AT89C52单片机,并采用液晶1602作为显示输出,系统虽小却包含了工业要求的各个方面,作为声电报警模块,主要用到蜂鸣器和发光二极管。当监测压力低于下限值和高于上限值就会进行声光报警。此次系统设计就是针对工业的反应炉的压力监测,甚至可做体重计到最小的方面。 本设计纯为个人设计。程序也在开发板验证成功,如有任何疑问,都可通过实验调试验证。 2 总体方案设计 2.1硬件组成 1.控制器。控制器是系统的核心部分,可以用工业计算机 PLC、或者单片机。 2. A /D转换器。A/D转换器可以把测得的模拟量转换成数 字量输出,可以直接读取。 3.继电器。继电器在电路中起到断电保护作用,是系统的 安全保障。其种类很多,有电流继电器、电压及电器、速度继电器 等等。 4.键盘。通过键盘可以设置限制电流大小。 5.液晶显显示。液晶可以显示设置电流以及实时电流值大 小。 2.2 方案论证

压力测控系统

本章通过一个压力测控系统的综合设计实例,说明单片机应用系统设计的方法和步骤。 12.1 系统要求 设计一压力测控系统,系统的具体要求如下: (1)压力检测 检测来自压力传感器输出的电压信号(0~5V),通过 A/D 转换器进行转换。 (2)工程变换 将转换结果进行工程变换,即将转换结果再转换为压力大小(仅保留整数部分)。 (3)键盘 用于设置压力的报警值和当前时间。 (4)数码 LED显示 用于显示压力报警值的上限和下限,并显示当前压力值。压力值在 0~100之间。 (5)当前压力值超过报警值时,通过蜂鸣器报警,并控制电机执行相应的动作。压力 值低于下限时,合上控制电机正转的继电器,控制电机正转,压力升高,压力值升高到正常 范围后,打开正转继电器,电机停转;压力值高于上限时,合上控制电机反转的继电器,控 制电机反转,压力值下降到正常范围后,打开反转继电器,电机停转。没有超过报警值时, 继电器都打开,电机不转。 (6)上位机监控软件设计 通过计算机显示当前的压力值以及报警值。 12.2 需求分析 需求分析是进行系统设计的基础,主要包括以下几个方面: 1.单片机选型 进行单片机选型时,应尽量了解较多种类单片机的性能指标和所集成的资源。根据系统 的要求,选用合适的单片机。目前许多单片机具有较高的集成度,因此,如果有模拟量检测 的要求时,应尽量选择带有 A/D 转换模块的单片机。并且,应该注意所设计系统的应用场合, 选择适当的芯片等级(军用级、工业级和商用级)。 STC12C5410AD 单片机片内集成了 8 通道 10 位高速模数转换器,并且,具有较多的通 用 I/O 和片上外设 (定时器、 UART等), 因此, 在本系统的设计中, 可以采用 STC12C5410AD 作为系统的检测与控制中心。 2.人机接口的设计选型 系统要求使用键盘设置压力的报警上限值和下限值,使用 LED 进行显示。在此,使用 4 、当前值 个按键作为系统键盘,选用 8 位 LED 显示,用以显示压力的报警值(上限、下限) 和当前时间。 传统的键盘和 LED 显示电路设计,一般采用扫描的方式。即,键盘采用扫描方式,LED 显示采用动态扫描方式。键盘和 LED 设计时,公用其中的某些口线。在本例中,键盘采用扫 描方式,而 LED采用串行-并行转换芯片 74HC595进行显示。 259

基于MCS51单片机的压力测量 系统的设计与实现

基于MCS51单片机的压力测量 系统的设计与实现 班级; 学号: 姓名: 指导老师:

摘要 以STC-51单片机为核心,应用变阻式应变片测量压力并通过ADC0809的转换,经过单片机处理后在数码管模块显示的智能压力测量系统。是变阻式应变片和51单片机相结合的一个很典型的应用,本系统包括信号采集及转换电路、单片机最小系统、显示模块三个最基本的核心模块。外围扩展了键盘模块、蜂鸣器报警模块,用以调节系统的测量和显示范围。 经试验证明,系统能正常工作且误差在允许误差范围内,符合所有技术指标。 1.方案设计 通过应变片,将机械形变变为电压信号,再通过三级集成放大电路把信号放大,之后,ADC0809把模拟信号转化为数字信号,输入到单片机中,通过按键的控制,将电压的信号输出以数码管的形式显示出来,如果电压信号超出报警上线,蜂鸣

器就发出报警信号。 2.硬件系统设计与分析 (1)应变片与信号放大器的电路分析 应变片运用的是电阻式应变片,原理是吸附在基体材料上的应变电阻随机械性形变而产生电阻变化的现象,即它可以将被测件上的应变变化转化成一种电信号。桥式电路的输入信号是0~10v,经过电路后,输出的电压经过集成运放电路放大后,输入到A/D的In0口,完成信号的输入与传 (2)AD转换分析 A/D转换器是将模拟信号转化为数字信号,start与ale信号接到51到单片机的的p2.6接口,完成信号的输出,而clock接口接到74ls74d的2q接口, D0~D7接到单片机的p1.0~p1.7接口. (3)单片机最小系统分析

单片机的RST是复位接口,刚开始时是低电平,闭合s1开关,接通电源,获得高电平,完成复位。Xtal1与xtal2是晶振电路,为单片机提供工作频率,为12m。P0.0~p0.7接到74hc573的段锁存器,完成数码管的段选择,p2.4~p2,7接到位锁存器,完成数码管的位选择。 (4)按键分析 (5)数码管分析

压力测量系统的设计

课程设计报告 题目:压力测量系统的设计 院系:信息与电气工程学院 姓名: 学号:12894040 专业:电气工程及其自动化 指导老师:

目录 1设计内容及要求…………………………………………………………………………2智能电子天平的总体设计分析……………………………………………………………… 2.1 智能电子天平的基本结构 2.2智能电子天平系统的工作原理 2.3 智能电子天平设计的基本思路 3硬件设计………………………………………………………………….. 3.1 总体规划 3.2 主控制器电路 3.3 电源变换电路 3.4 信号放大电路 3.5信号变换电路 3.6 显示电路 4软件设计………………………………………………………………… 4.1 系统应用程序组成 4.2 主程序流程图 4.3 AD采样程序块 4.4 液晶显示程序块 5心得体会………………………………………………………………………………

1设计内容及要求 设计一个智能电子天平,可以同时测量两个物体的重量并进行比较。该系统应具有数码管显示、键盘设定、数据存储等功能。 设计要求:①测量范围:0~5kg ②测量精度:正负0.1kg ③测量通道:2通道(被测物体重量1通道,参照物体重量1通道) ④供电电源:220V AC 2 、智能电子天平设计总体分析 2.1智能电子天平的基本结构 所谓智能电子天平,即可以同时测量两个物体的重量并进行比较的装置。它和电子称的原理类似,都是是利用物体的重力作用来确定物体质量(重量)。智能电子天平可以说是电子称的改进装置,把原有的电子称压力传感器测量端换成两个,相继的数据处理等后续装置做一定的改进即可。 2.2 系统的工作原理 电子天平称重系统的工作原理。首先是通过两个压力传感器分别采集到两个被测物体的重量并将其转换成电压信号。输出电压信号通常很小,需要通过前端信号处理电路进行准确的线性放大。放大后的模拟电压信号分别经A/D转换电路转换成数字量通过两个通道被送入到主控电路的单片机中,单片机通过程序结合按键控制译码显示器,从而显示出某个被测物体的重量或是比较结果。在实际应用中,为提高数据采集的精度并尽量减少外界电气干扰,还需要在传感器与A/D芯片之间加上信号调整电路。 2.3 系统设计基本思路 按照设计的基本要求,系统可分为四大模块,电源转换模块、数据采集模块、控制器模块、显示器模块。其中数据采集模块由压力传感器、信号的前级处理和A/D转换部分组成。转换后的数字信号送给控制器处理,由控制器完成对该数字量的处理,驱动显示模块完成人机间的信息交换。此部分对软件的设计要求比较高,系统的大部分功能都需要软件来控制。 3、硬件电路设计 3.1 总体规划 按照本设计功能的要求,系统由5个部分组成:控制器部分、两个相同的测量部分、

单片机最小系统设计

单片机最小系统设计 ?单片机最小系统部分 ●AT89C52的结构特点及引脚特 ●硬件框图 ?键盘部分 ?电源部分 ●固定电源 ●可调电源(5—12V) ?软件编程 ?单片机最小系统部分 ●AT89C52的结构特点及引脚特性: 为40 脚双列直插封装的8 位通用微处理器,采用工业标准的C51内核,在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52 相同,其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化,会聚调整控制,会聚测试图控制,红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通

信等。 各引脚特性: 1.P0 口 P0 口是一组8 位漏极开路型双向I/O 口,也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时,每位能吸收电流的 2.P1 口 P1 是一个带内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,P1 的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4 个TTL 逻辑 3.P2 口 P2 是一个带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,P2 的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4 个TTL 逻辑 4.P3 口 P3 口是一组带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口。P3 口输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4 个TTL 逻 5.RST 复位输入。当振荡器工作时,RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。 6.ALE/PROG 当访问外部程序存储器或数据存储器时,ALE(地址锁存允许)输出脉冲用于锁存地址的低8 位字节。一般情况下,ALE 仍以时钟振荡频率的1/6 输出固定的脉冲信号,因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是:每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE 脉冲。对Flash 存储器编程期间,该引脚还用于输入编程脉冲(PROG)。如有必要,可通过对特殊功能寄存器(SFR)区中的8EH 单元的D0 位置位,可禁止ALE 操作。该位置位后,只有一条MOVX 和MOVC指令才能将ALE 激活。此外,该引脚会被微弱拉高,单片机执行外部程序时,应设置ALE 禁止位无效。 7.PSEN 程序储存允许(PSEN)输出是外部程序存储器的读选通信号,当AT89C52 由外部程序存储器取指令(或数据)时,每个机器周期两次PSEN 有效,即输出两个脉冲。在此期间,当访问外部数据存储器,将跳过两次PSEN信号。 8.EA/VPP 外部访问允许。欲使CPU 仅访问外部程序存储器(地址为0000H—FFFFH),E A 端必须保持低电平(接地)。需注意的是:如果加密位LB1 被编程,复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平(接Vcc端),CPU 则执行内部程序存储器中的指令。Flash 存储器编程时,该引脚加上+12V 的编程允许电源Vpp,当然这必须是该器件是使用12V 编程电压Vpp。

基于单片机的压力传感器实验

课程设计说明书题目:压力传感器设计 学院(系): 年级专业:电子信息科学与技术 学号: 学生姓名: 指导教师:

目录 摘要---------------------------- -------------------------------------------------------------------------2 关键字---------------- ----------------------------------------------------------------------------------2 第一章总体设计方案及模块划分---------------------------------------------------------------2 1.1总体设计方案--------------------------------------------------------------------------------3 1.2模块划分--------------------------------------------------------------------------------------4 1.3设计框图如下图所示-----------------------------------------------------------------------5 第二章各模块设计参数-------------------------------------------------------------------------------5 2.1传感器元件模块------------------------------------------------------------------------------5 2.2 A/D转换模块---------------------------------------------------------------------------------8 2.3控制器处理模块-----------------------------------------------------------------------------12 2.4 AD0809接口电路及LED接口电路------------------------------------------------------14 第三章压力传感器实验数据采集、显示及程序---------------------------------------------14 3.1数据采集及显示-----------------------------------------------------------------------------14 第四章心得体会--------------------------------------------------------------------------------------15 附录-----------------------------------------------------------------------------------------------------16 程序设计--------------------------------------------------------------------------------------16 参考文献资料---------------------------------------------------------------------------------25 实物图--------------------------------------------------------------------------------------25

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