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人生最大的幸福，是发现自己爱的人正好也爱着自己。毕业任务书一、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：0Pa～500pa综合精度：±0.25%FS供电：24VDc（12～36VDC）介质温度：-20～150℃环境温度：-20～85℃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；5.查阅到15篇以上与题目相关的文献按要求格式独立撰写不少于15000字的设计说明书及1.5万（或翻译成中文后至少在3000字以上）字符以上的英文翻译四、进度和要求第01周----第02周：查阅相关资料并完成英文翻译；第03周----第04周：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05周----第07周：完成硬件电路设计并用PROTEL画出硬件电路图；第08周----第10周：完成软件模块设计与调试；第11周----第12周：进行硬件调试软件调试和软硬件的联调；第13周----第14周：撰写毕业设计论文；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2005．56.单片机应用技术选编何立民北京航空航天大学出版社20007.检测技术与系统设计张靖等中国电力出版社2001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:压力；AT89C51单片机；压力传感器；A/D转换器；LCD显示；AbstractPressureisoneoftheimportantparametersintheprocessofindustrialproduction.Pressuredetectionorcontrolisanessentialconditiontoensureproductionandtheequipmenttosafelyoperatingwhichisofgreatsignificance.Thesingle-chipisinfiltratingintoallfieldsofourlivessoitisverydifficulttofindtheareainwhichthereisnotracesofsingle-chipmicrocomputer.Inthisgraduationdesignprimarilythroughbyusingsingle-chipanddedicatedchiphandlingofanalogsignalmeasuredbythesensortocompleteintelligentfunction.Thisdesignillustratesexternalhardwarecircuitdesignofintelligentpressuresensorandconductsoftwaredevelopmenttothehardware.ThedesignisbasedonmeasurementanddisplayofAT89C51single-chip.Thisisthepressuresensorswillconvertthepressureintoelectricalsignals.Afterusingoperationalamplifierthesignalisamplifiedandtransferredtothe8-bitA/Dconverter.Thentheanalogsignalisconvertedintodigitalsignalswhichcanbeidentifiedbysingle-chipandthenconvertedbysingle-chipintotheinformationwhichcanbedisplayedonLEDmonitorandfinallydisplayoutput.Inthecourseofshowthroughthekeyboardtoinputallkindsofdataandcommandsintothecomputerthesingle-chipwilllocateinapredeterminedfunctionsteptodisplayrequiredvalues.InadditionbasedsensorthermaldriftandnonlinearityprinciplethispaperhasdesignedIntelligentsensorhardwarecircuitandeditedaC51Program.Thecircuitwithmicro-Processissimpleandcheapthoughtheresulthasstillalittleerror.Keywords:pressure;AT89C51single-chip;pressuresensor;A/Dconverter;LCDmonitor;目录第一章绪论11.1前言11.2选题的背景和意义11.3智能压力传感器的发展方向21.4本文研究的内容3第二章系统总体方案设计42.1系统任务描述42.1.1控制系统要求42.1.2主要仪器的选择42.2系统总体设计62.2.1系统组成62.2.2基于单片机的智能压力检测的原理6第三章压力传感系统硬件设计73.1压力传感器73.1.1金属应变片的工作原理73.1.2电阻应变片的基本结构83.1.3电阻应变片的测量电路83.1.4电桥电路的工作原理93.1.5非线性误差及温度补偿103.2信号放大电路113.2.1三运放放大电路113.3A/D转换器123.3.1A/D转换器的简介123.3.2配置位说明133.3.3工作时序图143.3.4单片机对ADC0832的控制原理153.4单片机173.4.1AT89C51单片机简介173.4.2主要特性173.4.3管脚说明183.4.4振荡器特性193.4.5芯片擦除203.5液晶屏LCD简介203.5.1液晶显示器原理203.5.2液晶显示器分类203.5.3字符的显示213.5.4LM016L引脚功能说明213.6报警模块22第四章软件设计234.1系统的主程序234.2A/D转换器的软件设计254.2.1ADC0832芯片接口程序的编写254.3LCD数码管显示程序设计274.3.1LM016LCD的RAM地址映射及标准字库表27第五章PROTEUS仿真调试295.1仿真软件了解295.1.1proteus软件介绍295.1.2protuse功能和特点295.2本次设计仿真过程305.2.1创建原理图305.2.2绘制仿真原理图305.2.3系统调试315.2.4开始仿真31第六章总结336.1设计总结336.2展望和不足34致谢35参考文献36附录一PROTEL图37附录二源程序38第一章绪论1.1前言在信息高速发展的今天传感器检测系统的智能化和集成化成为其发展的两个重要方向而传感器检测系统智能化和集成化的程度主要取决于与之相结合的微处理器的性能具有数据处理能力能够进行自动检测、自动校准、自动误差补偿、自动抽样、以及标度变换功能的智能压力传感器检测系统已成为国内外开发和研究的热点传感器技术是现代测量和自动化技术的重要技术之一从宇宙探索到海洋开发从生产过程的控制到现代文明生活几乎每一项现代科学技术都离不开传感器在工业、农业、国防、科技等各个领域传感器技术都得到了广泛的应用并展现出极其广阔的前景因此许多国家对传感器技术的发展十分重视例如在日本传感器技术被列为六大核心技术（传感器、通信、激光、半导体、超导和计算机）之一并且是将传感器列为十大技术之首；美国将90年代看作是传感器时代将传感器技术列为90年代22项关键技术之一我国对传感器的研究也有二十多年的历史并取得了很大的成就目前在科学技术就是第一生产力的思想指引下各项科学技术取得了突飞猛进的发展传感器技术也越来越受到各方面的重视虽然在某些方面已赶上或者接近世界先进水平但是从总体来看与国外传感器技术的发展相比我国对传感器技术的研究和生产还比较落后现正处于方兴未艾的阶段由于智能传感器系统的研究起步较晚其理论和实践远未成熟离实际应用需求差距很大尤其是用于压力测量的高性能、小体积、低成本智能压力传感器系统更是有待于进一步开发因此研究开发高性能的智能压力传感器系统对于促进信息技术及自动化技术的发展、提高设备的性能及自动化水平具有不可低估的意义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ADC0832ADC0832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