《智能压力测量仪课程设计1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能压力测量仪课程设计1（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、I 智能仪器课程设计任务书 一、题目 智能压力传感器系统设计 二、指导思想和目的要求 1. 培养学生综合运用所学职业基础知识、职业专业知识和职业技能，提高 解决实际问题的能力，从而达到巩固、深化所学的知识与技能； 2. 培养学生建立正确的科学思想，培养学生认真负责、实事求是的科学态 度和严谨求实作风； 3. 培养学生调查研究，收集资料，熟悉有关技术文件，锻炼学生的科研工 作能力和培养学生的团结合作攻关能力。 三、主要技术指标 1. 培养学生综合运用所学职业基础知识、职业专业知识和职业技能，提高 解决实际问题的能力，从而达到巩固、深化所学的知识与技能； 2. 培养学生建立正确的科学思想，培养学生
2、认真负责、实事求是的科学态 度和严谨求实作风； 3. 培养学生调查研究，收集资料，熟悉有关技术文件，锻炼学生的科研工 作能力和培养学生的团结合作攻关能力。 三、主要技术指标 本设计主要设计一个智能压力传感器的设计，要求如下： 被测介质： 气体、液体及蒸气 量程： 0Pa500pa 综合精度：0.25%FS 供电： 24V Dc（1236VDC） 介质温度：-20150 环境温度：-2085 过载能力： 150%FS 响应时间：10mS 稳定性：0.15%FS/年 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。 所需要完成的工作： 1.系统地掌握控制器的开发设计
3、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 II 和软件设计； 4.进行硬件调试，软件调试和软硬件的联调； 四、进度和要求 第 01 天-第 02 天：查阅相关资料；进行市场调查，给出系统详细的设计 任 务和功能，进行系统设计方案的论证和总体设计； 第 02 天-第 03 天：完成硬件电路设计，并用 PROTEL 画出硬件电路图； 完成软件模块设计与调试； 第 03 天-第 04 天：进行硬件调试，软件调试和软硬件的联调； 第 04 天-第 05 天：撰写课程设计论
4、文； 五、主要参考书及参考资料 1. 单片机原理及应用，张鑫等，电子工业出版社 2. MCS51 单片机应用设计，张毅刚等，哈尔滨工业大学 3. MCS51 系列单片机实用接口技术，李华等，北京航天航空大学 4. PROTEL2004 电路原理图及 PCB 设计，清源科技，机械工业出版社 5. 基于 MCS-51 系列单片机的通用控制模块的研究，曹卫芳，山东科技大 学，20055 6. 单片机应用技术选编，何立民，北京航空航天大学出版社，2000 7. 检测技术与系统设计，张靖等，中国电力出版社，2001 III 摘要摘要 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
5、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 AD 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
6、的值。 本论文根据压力传感器零点补偿与非线性补偿原理，设计出了测量压力传 感器的硬件，应用单片机技术测量电路简单，成本低，应用面广，但是由于自 身的稳定性其测量结果仍存在误差。 关键词关键词: : 压力；AT89C51 单片机；压力传感器；A/D 转换器；LCD 显示； IV Abstract Pressure is one of the important parameters in the process of industrial production. Pressure detection or control is an essential condition to ensure p
7、roduction 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 sing
8、le-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
9、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
10、 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 re
11、quired values. In addition，based sensor thermal drift and nonlinearity principle，this paper has designed Intelligent sensor hardware circuit and edited a C51Program.The circuit with micro-Process is simple and cheap，though the result has still a little error. Key words: pressure; AT89C51 single-chip
12、; pressure sensor; A/D converter; LCD monitor; 目录目录 第一章第一章 绪绪 论论1 1.11.1 前言前言.1 1.21.2 选题的背景和意义选题的背景和意义.1 1.31.3 智能压力传感器的发展方向智能压力传感器的发展方向.2 1.41.4 本文研究的内容本文研究的内容.3 第二章第二章 系统总体方案设计系统总体方案设计4 2.12.1 系统任务描述系统任务描述.4 2.1.12.1.1 控制系统要求控制系统要求.4 2.1.22.1.2 主要仪器的比较选择主要仪器的比较选择.4 2.1.32.1.3 总体方案的选择总体方案的选择.5 2.2
13、2.2 系统总体设计系统总体设计.6 2.2.12.2.1 系统组成系统组成.6 2.2.22.2.2 基于单片机的智能压力检测的原理基于单片机的智能压力检测的原理.6 第三章第三章 压力传感系统硬件设计压力传感系统硬件设计7 3.13.1 压力传感器压力传感器.7 3.1.13.1.1 金属应变片的工作原理金属应变片的工作原理.7 3.1.23.1.2 电阻应变片的基本结构电阻应变片的基本结构8 3.1.33.1.3 电阻应变片的测量电路电阻应变片的测量电路.8 3.1.43.1.4 电桥电路的工作原理电桥电路的工作原理.9 3.1.53.1.5 非线性误差及温度补偿非线性误差及温度补偿.1
14、0 3.23.2 信号放大电路信号放大电路.11 3.2.13.2.1 三运放放大电路三运放放大电路.11 3.33.3 A/DA/D 转换器转换器12 3.3.13.3.1 A/DA/D 转换器的简介转换器的简介.12 3.3.23.3.2 配置位说明配置位说明13 3.3.33.3.3 工作时序图工作时序图13 3.3.43.3.4 单片机对单片机对 ADC0832ADC0832 的控制原理的控制原理14 3.43.4 单片机单片机.15 3.4.13.4.1 AT89C51AT89C51 单片机简介单片机简介.16 3.4.23.4.2 主要特性主要特性.16 3.4.33.4.3 管脚
15、说明管脚说明.17 3.4.43.4.4 振荡器特性振荡器特性.18 3.4.53.4.5 芯片擦除芯片擦除.18 3.53.5 液晶屏液晶屏 LCDLCD 简介简介.19 3.5.13.5.1 液晶显示器原理液晶显示器原理.19 3.5.23.5.2 液晶显示器分类液晶显示器分类.19 3.5.33.5.3 字符的显示字符的显示.19 3.5.43.5.4 LM016LLM016L 引脚功能说明引脚功能说明.20 3.63.6 报警模块报警模块.21 第四章第四章 压力传感系统软件设计压力传感系统软件设计22 4.14.1 软件编程软件编程.22 4.24.2 软件程序组成软件程序组成.22
16、 4.2.14.2.1 系统的主程序系统的主程序22 4.34.3 系统子程序设计系统子程序设计.25 4.3.14.3.1 A/DA/D 转换器的软件设计转换器的软件设计.25 4.3.2ADC08324.3.2ADC0832 芯片接口程序的编写芯片接口程序的编写.26 4.3.34.3.3 LCDLCD 数码管显示程序设计数码管显示程序设计.27 第五章第五章 PROTEUS 仿真调试仿真调试.30 5.15.1 仿真软件了解仿真软件了解.30 5.1.15.1.1 proteusproteus 软件介绍软件介绍.30 5.1.25.1.2 proteusproteus 功能和特点功能和特点.30 5.25.2 本次设计仿真过程本次设计仿真过程.31 5.2.15.2.1 创建原理图创建原理图31 5.2.25.2.2 绘制仿真原理图绘制仿真原理图31 5.2.35.2.3 系统调试系统调试32 5.2.45.2.4 开始仿真开始仿真32 第六章第六章 总结总结34 6.16.1 设计总结设计总结.34 6.26.
