51单片机在智能压力传感器设计

基于51单片机的智能型金属探测器设计任务书1．设计的主要任务及目标金属探测器作为一种最重要的安全检查设备，己被广泛地应用于社会生活和工业生产的诸多领域。

比如在机场、大型运动会(如奥运会)、展览会等都用金属探测器来对过往人员进行安全检测。

进行总体方案设计；了解各功能模块的实现原理并画出硬件原理图；完成软件流程图并给出软件编程程序。

2．设计的基本要求和内容(1) 查阅相关文献资料，完成开题报告；(2) 系统总体设计；(3) 进行系统硬件设计；(4) 系统软件设计；(5) 毕业设计说明书3．主要参考文献[1]孙涵芳,徐爱卿,MCS-51/96系列单片机原理及应用[M]北京航天航空大学出版社,1999,1~72[2]房小翠,王金凤,单片机实用系统设计技术,[M]国防工业出版社2002,142~159[3]涂有瑞.霍尔传感元器件及其应用[J].电子元器件应用,2002,4(3):53~57.[4] AD526Data Sheet[S].Analog Device Inc.,1999.4．进度安排基于51单片机的智能型金属探测器设计摘要：本文介绍了一种基于AT89S52单片机控制的智能型金属探测器重点研究了它的硬件组成、软件设计、工作原理及主要功能。

该金属探测器以AT89S52单片机为核心，采用线性霍尔元件UGN3503作为传感器，来感应金属涡流效应引起的通电线圈磁场的变化，并将磁场变化转化为电压的变化，单片机测得电压值，并与设定的电压基准值相比较后，决定是否探测到金属。

系统软件采用汇编语言编写。

在软件设计中，采用了数字滤波技术消除干扰，提高了探测器的抗干扰能力，确保了系统的准确性。

关键词：AT89S52单片机, 金属探测器, 线性霍尔元件 ,电磁感应AN INTELLIGENT METAL DETECTOR BASED ON AT89C51Abstract: This paper describes the composition of hardware and software,working principles and the functions of an intelligent metal detector which mainly consists of AT89S52 Single Chip Micyoco and linear Hall-Effect Sensor. The equipment adopts UGN3503U linear hall-effect sensor as probe to detect the field change of the centre of a search coil resulted from eddy current effect and turn this magnetic field change into voltage change. The SCM measures the peak value of voltage and compares it with reference voltage. Then determine whether detect metal or not. In case of detection of a metallic mass, the Metal Detector provides an acoustical and optical alarm. The systems software adopts the assembler language to be written. Inside the software, the digital filter technology is utilized to eliminate the jamming. So the stability of system and the measuring veracity are improved.Key word：AT89S52SCM (Single Chip Micyoco) metal detector，electromagnetic，the effect of inductance目录1绪论 (1)1.1引言 (1)1.2探测器的发展状况及应用 (1)1.3本文研究的主要内容 (4)2系统的总体设计 (5)2.1系统设计的理论依据 (5)2.1.1线圈介质条件的变化 (5)2.1.2涡流效应 (6)2.2系统组成 (6)3系统硬件设计 (8)3.1系统硬件选型 (8)3.2系统电路设计 (13)3.2.1系统组成框图 (13)3.2.2电路原理图 (14)3.2.3线圈振荡电路 (14)3.2.4数据采集电路 (16)3.2.5 A/D转换电路 (17)3.2.6显示报警电路 (18)3.2.7整机工作原理描述 (19)3.2.8灵敏度分析 (20)4系统软件设计 (21)4.1软件设计思想 (21)4.2软件流程 (21)4.2.1主程序流程图 (21)4.2.2中断服务程序 (23)4.2.3初始化子程序 (23)4.2.4数字滤波程序设计 (24)结论 (27)参考文献 (28)致谢 (29)附录一电路原理图 (30)附录二程序清单 (31)1绪论1.1引言金属探测器作为一种最重要的安全检查设备，己被广泛地应用于社会生活和工业生产的诸多领域。

摘要传感器在工业生产中起着重要的作用，随着工业的发展，人们对于传感器的精度和用户体验等方面有着越来越高的要求，相应的仪器仪表在工业生产中也有着越来越重要的地位。

压力，作为工业生产过程中重要参数之一，实现对其精确的检测和控制是保证生产过程运行和设备安全必不可少的条件。

这个课程设计是以AT89C51单片机为核心的智能压力变送器。

通过压力传感器对工业现场的压力信号进行采集，通过全桥测量电路，三运算放大电路，进过AD0809转换器转换成数字信号送往单片机AT89C51进行处理，再经过DA0832装换成模拟信号，输出4~20mA的标准电压信号，由LED液晶显示屏显示所测得压力值。

人机交互采用独立式键盘，键盘设置“+”，“-”和“、”三个按键分别用来设置上限值、下限值和锁存上限值和下限值，并设置报警电路，当输出超过上限值或下限值后自动报警提醒工作人员。

关键词压力变送器智能化目录摘要 (I)1 绪论 (1)1.1压力变送器背景和应用简介 (1)2 系统总体设计 (2)2.1 系统设计要求 (2)2.2 总体设计方案 (2)3 智能压力变送器的硬件设计 (4)3.1 压力传感器 (4)3.1.1 压力传感器的选择 (4)3.1.2压阻式压力传感器的结构组成 (4)3.2 电阻信号的测量桥路 (5)3.2.1 测量电路的工作原理 (5)3.3 信号放大电路 (6)3.3.1 放大器的选择 (6)3.3.2 三运放差分放大电路 (6)3.4 A/D转换模块 (7)3.4.1 ADC0809与单片机连接 (7)3.5 单片机 (8)3.5.1 AT89C51单片机简介 (8)3.5.2 单片机复位电路与自激振荡电路 (9)3.6 键盘接口输入 (9)3.6.1键盘分类简介及选择 (9)3.6.2键盘抖动及消除 (10)3.7 LED显示接口电路 (11)3.7.1 LED数码管静态显示接口电路 (11)3.8 D/A转换模拟输出及信号放大 (12)3.8.1 DAC0832简介 (12)3.8.2 D/A转换输出与放大电路 (12)3.9 报警电路 (13)4 智能压力变送器软件设计 (14)4.1 A/D转换器软件设计 (14)4.2 单片机与键盘接口程序设计 (15)4.3 LED数码管静态显示程序设计 (16)4.5 智能压力变送器程序设计 (18)总结和体会 (19)参考文献 (20)附录 (21)1 绪论1.1压力变送器背景和应用简介压力传感器作为工业活动中最为常见的传感器之一，其广泛运用于交通运输、石油化工、军事工业等各种工业自动控制的领域中。

毕业一、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：24V Dc（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。

题目：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-chipAbstractPressure 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. Thisis 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;目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 基于单片机的智能压力检测的原理 (2)1.2.1 压力的概念 (2)1.2.2 测量压力的意义 (3)第二章基于单片机的智能压力检测系统的硬件设计 (4)2.1 压力传感器 (4)2.1.1 压力传感器的选择 (4)2.1.2金属电阻应变片的工作原理 (4)2.1.3电阻应变片的基本结构 (6)2.1.4 电阻应变片的测量电路 (6)2.2 信号放大电路 (8)2.1.2 放大器的选择 (8)2.2.4 三运放大电路 (9)2.3 A/D转换器 (10)2.3.1 A/D转换模块器件选择 (10)2.3.2 A/D转换器的简介 (10)2.3.3 配置位说明 (11)2.3.4 ADC0832工作时序图 (12)2.3.3 单片机对ADC0832的控制原理 (13)2.4 单片机 (14)2.4.1 AT89C51单片机简介 (14)2.4.2主要特性.... (15)2.4.3 管脚说明 (15)2.4.5 芯片擦除 (17)2.5 单片机于键盘的接口技术 (18)2.5.1 键盘功能及结构概述 (18)2.5.2 键盘抖动及去除 (18)2.5.3 单片机与键盘的连接 (19)2.6 LED显示接口 (21)2.6.1发光二极管及LED显示器 (21)2.6.2七段数码显示器 (22)2.6.3 LED数码管静态显示接口 (24)第三章软件设计 (26)3.1 A/D转换器的软件设计 (26)3.1.1 ADC0832芯片接口程序的编写 (26)3.2 单片机与键盘的接口程序设计 (27)3.4 LED数码管显示程序设计 (28)第四章总结 (30)参考文献 (31)附录A (32)附录B (33)致谢 (38)第一章绪论1.1 研究背景近年来，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。

摘要摘要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。

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。

接影响一个生产企业的经济利益。

本课题以51单片机为核心实现智能化压力测量仪的设计。

利用压力传感器获取被控对象指标，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，再经单片机转换成显示器可以识别的信息，最后显示输出。

以识别的数字信号，再经单片机转换成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，用P89C51RD2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INA128放大器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PCF8591，PCF8591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要求，最后再经单片机转换成1602LCD 显示器可以识别的信息，最后显示输出。

在设计过程中，我们设定了超重值为40KG ，当超过这一临界值时系统将会进行报警。

临界值时系统将会进行报警。

目录一、设计任务书............................................................................................................ ............................................................................................................ 22 二、器件选择................................................................................................................ . (2)2 2.1压力传感器的选择压力传感器的选择 ............................................................................................................. ............................................................................................................ 22 2.1.1电阻应变片的基本结构电阻应变片的基本结构.......................................................................................... ......................................................................................... 33 2.1.2电桥电路的工作原理电桥电路的工作原理 .............................................................................................. ............................................................................................. 33 2.2 INA128放大电路放大电路 ............................................................................................................... .............................................................................................................. 44 2.3 A/D 转换器转换器......................................................................................................................... ......................................................................................................................... 55 2.3.1 PCF8591 A/D 转换器转换器 .............................................................................................. .............................................................................................. 55 2.3.2引脚功能描述引脚功能描述......................................................................................................... ......................................................................................................... 66 2.3.3片内可编程功能设置片内可编程功能设置 .............................................................................................. ............................................................................................. 66 2.3.4 PCF8591的A/D 转换转换............................................................................................ ........................................................................................... 77 2.4 液晶显示器1602LCD ....................................................................................................... (88)2.4.1引脚功能说明引脚功能说明.......................................................................................................... ......................................................................................................... 88 2.4.2 1602LCD 的指令说明及时序的指令说明及时序................................................................................. ................................................................................ 99 2.4.3 1602LCD 的一般初始化（复位）过程的一般初始化（复位）过程................................................................. 9 三、系统设计.............................................................................................................. .. (1)10 3.1控制系统总体结构控制系统总体结构........................................................................................................... .......................................................................................................... 110 四、软件设计.............................................................................................................. .. (1)10 4.1 1602LCD 程序设计流程如图所示程序设计流程如图所示................................................................................. ................................................................................. 110 4.2 A/D 转换程序设计流程如图所示 ................................................................................... ................................................................................... 1111 4.3 主程序设计流程如图所示主程序设计流程如图所示.............................................................................................. ............................................................................................. 112 五、程序清单.............................................................................................................. .. (1)13 5.1过压判断语句过压判断语句 ................................................................................................................... .................................................................................................................. 113 5.2LCD 显示主程序显示主程序.............................................................................................................. .............................................................................................................. 113 5.3开启I 2C 总线 ................................................................................................................... 13 5.4主机发送子程序主机发送子程序 ............................................................................................................... .............................................................................................................. 113 5.5AD 应答应答............................................................................................................................. ............................................................................................................................ 113 5.6主机接收子程序主机接收子程序 ............................................................................................................... .............................................................................................................. 114 5.7AD 数据处理子程序数据处理子程序 ......................................................................................................... ......................................................................................................... 114 5.8LCD 初始化初始化 ....................................................................................................................... ...................................................................................................................... 114 5.9主机非应答主机非应答 ....................................................................................................................... ...................................................................................................................... 115 5.10写指令子程序写指令子程序................................................................................................................. ................................................................................................................ 115 六、设计总结.............................................................................................................. .............................................................................................................. 115 七、参考文献.............................................................................................................. .. (1)16 八、附录...................................................................................................................... ...................................................................................................................... 117 专用周总结专用周总结钟乾鹏.................................................................................................... .................................................................................................... 118 专用周总结专用周总结刁丽........................................................................................................ .. (119)一、设计任务书·利用单片机、压力传感器以及液晶显示器等构成高精度压力监测系统。

51单片机轮胎胎压检测系统压力传感器实验报告总
结
本次实验利用51单片机设计了一款轮胎胎压检测系统。

通过压力传感器检测轮胎的胎压情况，并通过LCD1602显示器实时显示车辆的胎压信息。

在实验中，我们首先搭建了硬件系统，包括压力传感器、LCD显示器、51单片机等。

然后根据传感器的读取值，将胎压信息转化为数字信号，并通过51单片机进行处理和计算，最后将结果输出到显示器上展示。

经过实验验证，该系统能够准确有效地检测车辆的胎压信息，并及时预警车主，避免因胎压问题导致的驾驶安全隐患。

同时，该系统结构简单、易于安装、使用方便，具有一定的应用前景。

在实验中，我们也发现了一些问题。

例如，压力传感器在读取数据时存在一定的误差，需要进行数据校准。

同时，在不同的气温、路况下，车辆的胎压也会发生变化，需要对系统进行校准和调整。

总之，通过本次实验，我们了解了车辆胎压检测系统的工作原理和实现方法，并且对51单片机的应用也有了更深入的了解和认识。

未来，我们将进一步完善这个检测系统，使其更加稳定、可靠和实用。

基于51单片机控制的数字气压计的设计AbstractIn this paper, we propose a design of a digital barometer based on 51 single-chip microcontroller (SCM) control. The design includes the measurement of pressure using a MEMS pressure sensor, analog signal conditioning using a Wheatstone bridge circuit, and digital signal processing and display using the 51 SCM. The design is low-cost, efficient, and accurate.IntroductionA barometer is a device used to measure atmospheric pressure. It is commonly used in weather forecasting, aviation, and many other applications. A digital barometer is more accurate and convenient than a traditional mercury barometer.The 51 SCM is a widely used microcontroller in many applications due to its low cost, ease of use, and availability. In this design, we utilize the 51 SCM to process the digital signal from the MEMS pressure sensor and display the pressure reading on an LCD screen.DesignThe design includes three main components: pressure measurement, analog signal conditioning, and digital signal processing and display.The pressure measurement is achieved using a MEMS pressure sensor. The MEMS pressure sensor converts pressure changes into electrical signals that can be measured and processed by the 51 SCM.The analog signal conditioning is achieved by using a Wheatstone bridge circuit. The Wheatstone bridge circuit converts the small analog signal from the MEMS pressure sensor into a larger, more usable voltage signal that can be easily processed by the 51 SCM.The digital signal processing and display is achieved using the 51 SCM. The 51 SCM processes the analog signal and converts it into a digital signal that can be displayed on an LCD screen. The pressure reading is updated every second.ResultsThe digital barometer design based on 51 SCM control is low-cost, efficient, and accurate. The pressure readings are displayed on an LCD screen with a resolution of 0.1 hPa. The design can measure pressures from 300 hPa to 1100 hPa with an accuracy of ±0.5 hPa.DiscussionThe digital barometer design based on 51 SCM control has many advantages over traditional barometers. It is more accurate, convenient, and cost-effective. The design can be easily modified and integrated into other systems.ConclusionIn conclusion, we have proposed a design of a digital barometer based on 51 SCM control. The design includes pressure measurement using a MEMS pressure sensor, analog signal conditioning using a Wheatstone bridge circuit, and digital signal processing and display using the 51 SCM. The design is low-cost, efficient, and accurate. It can be easily modified and integrated into other systems.。

毕业设计：基于80C51单片机的数字压力传感器的设计毕业设计:基于80C51单片机的数字压力传感器的设计基于80C51单片机的数字压力传感器的设计摘要: 本课题主要介绍数字压力传感器，包括应变计/压电传感器为敏感元件的硬件电路设计、运算元件(80C51单片机)数据处理、4位数码显示系统以及相应的通信接口与协议; 实现在一路测量范围在0~250PSI，测量精度在1PSI，分辨率在1PSI。

关键词:PIC单片机数字通讯智能 1 引言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发展的需求。

2 方案论证 2(1方案一: 本方案采用电阻应变片作为敏感元件采集信息，经三运放大器放大处理，再送入ADC0809进行数模转换，运用80C51单片机作为运算处理元件处理数据，并进行通讯和LED显示。

基本工作原理框图如下: 图 1.2-1 基本工作原理框图 2(2方案二: 本方案采用压电传感器作为敏感元件采集信息，经三运放大器放大处理，再送入ADC0809进行数模转换，运用DSP单片机作为运算处理元件处理数据，并进行通讯和LED显示。

东北大学秦皇岛分校自动化工程系《过程控制系统》课程设计设计题目：智能化压力测量仪设计学生：李玲娜专业：测控技术与仪器班级学号：5091030指导教师：宋爱娟设计时间：2011.6.18-2011.7.1前言 (3)一、设计任务书 (4)二、器件选择 (4)2.1 压力传感器的选择 (4)2.2键盘显示控制芯片8279 (6)2.3模数转换器 (7)(1)A/D转换器ADC0809 (8)(2)A/D转换器ADC0808 (9)2.4 显示数码管 (10)2.5 D锁存器74LS373 (11)2.6地址锁存器74LS273 (12)2.7 译码器74LS138 (13)三、系统设计 (13)3.1 设计思路 (13)3.2 系统硬件框图 (14)3.3 控制系统总体结构.......................................................................................................,14四、硬件设计 (15)4.1 气压传感器MPX4115模块 (15)4.2 温度传感器9013补偿模 (16)4.3 数据转换模块 (16)4.4 单片机处理模块 (16)4.5 键盘显示模块 (17)五、软件设计 (19)5.1 系统软件流程图 (19)5.2 软件模块分析 (20)5.2.1 压力采集模块流程 (20)5.2.2 键盘显示模块 (21)六、参考文献 (21)七、结束语 (22)附录一仿真原理图 (23)附录二仿真程序 (24)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。

基于51单片机的压力检测系统设计摘要：本设计借助压力传感器将压力信号转换成电信号，经过信号放大，使用高精度A/D转换器件，将模拟信号转换成数字信号，再经单片机运算处理转换成LCD液晶可以识别的信息，最后显示输出。

初始化后可以重设阈值，系统能够实现手动存储八个以内的数据，并可以查询历史记录，对存储的数据进行统计分析，并且在实时压力检测的过程中，预警电路一直监视系统的运行。

本设计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电路。

采用单片机设计实现，具有精度高、功能强等特点。

但是由于自身的稳定性其测量结果仍存在误差。

本课题设计的压力检测系统具有压力测量、超重报警、压力存储及历史数据查阅和压力值数据的统计分析。

该系统的压力检测范围为0-10Kg，测量精度可以达到10g，具有高精度，低成本，易携带的特点。

采用LCD12864液晶显示测量结果，比传统压力检测系统的精确度更高和直观性更好。

另外，该系统电路简单，成本低，使用寿命长，应用范围广等优点。

关键词：压力传感器；A/D转换器；LCD12864Design of pressure detection system based on MCU 51Abstract：Using pressure sensor converts the pressure signal into electrical signal, after amplification, using high precision A/D conversion device that converts analog signals into digital signals in this design, then through single chip microcomputer processing into the information that LCD can identify, at last displaying and outputting information. After initialization the system can reset the threshold, achieve storing within eight data manually, and can query the history records, the statistic analysis the stored data and in the process of real-time pressure detection, early warning circuit has been monitoring the operation of the system.This paper according to the principle of zero compensation and nonlinear compensation for pressure sensor, designing measuring pressure sensor hardware. Single-chip implementation has the characteristics of high precision, strong function. Because of its stability errors still exist in the measurement. The topic functions for pressure detection system are overweight alarm, storage, statistical analysis of historical data access and pressure value. The measurement range of the system is from 0 to 10 kg, measurement accuracy can reach to 10 g. It has the advantage of high precision, low cost, easy to carry. Measurement results display with LCD 12864 , Contrast to the traditional pressure test system, it has higher accuracy and intuitive. In addition, the system circuit is simple, low cost, long service life and wide scope of application.Key words：Pressure sensor; A/D converter; LCD12864目录摘要 (I)Abstract (III)目录 (III)1 引言 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.2 压力检测系统的研究现状 (1)1.3 课题任务 (2)2 系统分析与总体方案设计 (3)2.1 压力检测系统的整体设计 (3)2.2 压力检测系统的设计方案 (3)2.2.1 实时压力测量显示方案 (4)2.2.2 实时压力监控预警方案 (4)3 系统硬件电路设计 (5)3.1 单片机系统 (5)3.1.1 单片机选型 (5)3.1.2 单片机晶振电路和复位电路 (7)3.2 数据采集模块 (8)3.2.1 压力传感器 (9)3.2.2 信号放大电路 (10)3.2.3 A/D模数转换 (11)3.3 人机交互模块 (15)3.3.1 液晶显示单元 (15)3.3.2 矩阵键盘单元 (17)3.4 声光报警模块 (18)3.5 电源供电模块 (18)4 软件程序设计 (20)4.1 软件开发环境 (20)4.2 I/O端口分配 (21)4.3 软件主程序构架 (22)4.4 主要功能子程序的设计 (23)4.4.1 A/D子程序设计 (24)4.4.2 中断子程序设计 (25)4.4.3 查询历史数据子程序设计 (25)4.4.4 数据统计分析子程序设计 (26)4.4.5 阈值重设子程序设计 (27)4.4.6 人机交互子程序设计 (28)5 系统调试 (33)5.1 数据采集调试 (33)5.2 数据统计分析调试 (33)5.3 声光报警调试 (34)5.4 软件调试 (34)5.5 实物展示 (34)6 结束语 (39)参考文献 (40)致谢 (41)附录A (42)附录B (44)1 引言1.1 研究背景及意义近年来，微型计算机越来越普遍地应用于人们的日常工作、生活中。

基于单片机的温度及压力智能控制系统设计摘要本文设计了以AT89C51单片机为核心的温度和压力控制系统的工作原理以及设计方法。

温度信号由温度传感器PT100采集，再由变送器将信号变换为0-5V的信号给PCF8591芯片。

单片机最后通过IIC总线将模拟量信号读回来或者发送出去。

压力信号也是由压力传感器采集回来，再由变送器变换为0-5V的电压信号给PCF8591芯片。

PCF8591芯片是支持4路模拟量输入，1路模拟量输出的8位芯片，并且支持IIC总线，最大可以同时接8个同样的芯片。

单片机将采集回来的信号经过计算与处理后将温度和压力值显示在LCD1602液晶上，设计中介绍了控制系统的硬件电路，包括：温度、压力检测电路、温度控制电路、压力控制电路、电源电路、报警电路、显示电路、单片机最小系统电路、按键电路和其他一些单片机的接口电路。

本设计中还介绍了软件程序编写部分，都采用模块化的结构编程。

软件程序部分主要包括：主程序、显示程序、温度和压力采集子程序、按键子程序、控制输出子程序等。

关键词： A/D转换；单片机；温度及压力采集；智能控制AbstractIn this paper, the design of the working principle and designing method of AT89C51 microcontroller as the core to the temperature and pressure control system. Temperature signal from the temperature sensor PT100 acquisition, and then by the transmitter signal into the 0-5V signal to the PCF8591 chip. SCM through IIC bus to analog signals read back or send out. The pressure signal is returned from the pressure sensor, the transmitter is converted to the 0-5V voltage signal to the PCF8591 chip. The PCF8591 chip is supported by 4 analog input, 8 bit chip 1 analog output, and support for IIC bus, the maximum can connect 8of the same chip. SCM will the collected signals through the calculation and processing after the temperature and pressure values are displayed in the LCD1602 crystal, the design introduces the hardware circuit, control system includes: temperature, pressure detecting circuit, temperature control circuit, pressure control circuit, power supply circuit, alarm circuit, display circuit, MCU minimum system circuit, a key circuit and some other mcu. This design also describes the software programming, the programming modular structure. The software includes: main program, display program, temperature and pressure acquisition subroutine, subroutine keys, control output subroutine.Keywords: A/Dtransformation temperature and pressure acquisition intelligent control;目录1 绪论1.1研究背景及现状单片机自从20世纪70年代产生以来，已经广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、机电一体化设备、智能仪器仪表、家用电器、汽车电子等各个方面。

基于单片机的压力传感器实验精编W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】课程设计说明书题目：基于单片机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---------------------------------------------------------------21.1总体设计方案--------------------------------------------------------------------------------31.2模块划分--------------------------------------------------------------------------------------41.3设计框图如下图所示-----------------------------------------------------------------------5第二章各模块设计参数-------------------------------------------------------------------------------52.1传感器元件模块------------------------------------------------------------------------------52.2 A/D转换模块---------------------------------------------------------------------------------82.3控制器处理模块-----------------------------------------------------------------------------122.4 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---------------------------------------------143.1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摘要此次设计是基于8051单片机的压力检测系统，简要介绍了压力传感器电路的工作原理和弱信号传感器电路以及A/D变换电路的工作原理,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ADC0808，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。

基于51单片机的热敏传感器系统设计基于51单片机的热敏传感器系统设计可以包括以下几个主要步骤：
1. 硬件设计：选择适合的热敏传感器，例如热敏电阻或热敏电偶，以测量温度变化。

将传感器与51单片机进行连接，通常可以通过模拟输入引脚或数字输入引脚来读取传感器的输出信号。

此外，您还需要考虑适当的电源电路和滤波电路。

2. 软件设计：使用汇编语言或C语言编写51单片机的程序。

首先，您需要初始化单片机的引脚和其他必要的外设。

然后，设置ADC （模数转换器）以将传感器的模拟信号转换为数字值。

接下来，您可以编写算法来处理传感器的输出数据，并根据需要进行温度计算或其他操作。

最后，您可以通过串口或其他适当的方式将结果输出到显示屏或其他设备上。

3. 测试和调试：完成软硬件设计后，进行系统的测试和调试。

确保传感器能够准确地测量温度变化，并且单片机能够正确地读取和处理传感器的输出信号。

如果发现问题，您可以通过调试程序或检查硬件连接来解决。

总结起来，基于51单片机的热敏传感器系统设计涉及到硬件设计、软件设计和测试调试三个主要步骤。

通过合理的设计和编程，您可以实现一个可靠和准确的热敏传感器系统。

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74hc573的段锁存器的a~g引脚连接到数码管的a~g引脚，完成数码管的段选择，来确定哪个数字亮；而位锁存器连接到w1~w4,完成位选择，选择哪个数码管亮，最终完成数码管的显示。

智能压力传感器的设计智能压力传感器是一种能够测量物体施加的压力大小的装置。

它通过使用先进的传感技术，将物体压力转化为电信号，并将其传输给外部设备进行处理和分析。

智能压力传感器在许多领域应用广泛，如工业自动化、机械工程和医疗设备等。

本文将详细探讨智能压力传感器的设计原理、工作原理和应用。

首先，我们来讨论智能压力传感器的设计原理。

智能压力传感器主要由三个部分组成：传感器元件、信号处理电路和输出接口。

传感器元件是关键组成部分，它能够感知物体施加的压力并将其转化为电信号。

常用的传感器元件有压阻式传感器、压电式传感器和电容式传感器等。

压阻式传感器是一种利用电阻值随压力变化的原理来测量压力的传感器。

当物体施加压力时，传感器元件内部的导体会发生形变，从而改变电阻值。

信号处理电路会测量电阻值的变化，并将其转化为电压信号输出给外部设备。

压电式传感器则是利用压电效应来测量压力的传感器。

压电材料在受到压力后会产生电荷，通过读取电荷的大小来确定压力大小。

信号处理电路会将电荷转化为电压信号，并输出给外部设备进行处理。

电容式传感器是利用物体施加压力后感应电容值的变化来测量压力的传感器。

当物体施加压力时，传感器元件之间的电容值会发生变化。

信号处理电路会将电容值变化转化为电压信号，并输出给外部设备进行处理。

其次，我们来探讨智能压力传感器的工作原理。

智能压力传感器通过感知物体施加的压力来确定压力大小。

当物体压力施加到传感器元件上时，元件会发生形变或产生电荷，从而导致电信号的变化。

接着，信号处理电路会将电信号进行放大、滤波和转换等处理，以提高信噪比和准确度。

最后，通过输出接口将处理后的电压信号传输给外部设备进行处理和分析。

最后，我们来探讨智能压力传感器的应用。

智能压力传感器在很多领域都有广泛的应用。

在工业自动化领域，它可以用于监测和控制生产设备的压力，以确保设备的正常运行和安全性。

在机械工程领域，它可以用于测量机械装置的压力，以评估其性能和健康状况。

xxxxxx大学课程设计报告课程设计名称：单片机系统综合课程设计课程设计题目：基于51单片机的压力数据采集院（系）：专业：班级：学号：姓名：指导教师：完成日期：xxxxxx大学课程设计报告目录第1章总体设计方案 (1)1.1设计原理 (1)1.2设计思路 (1)1.3实验环境 (2)第2章详细设计方案 (3)2.1硬件电路设计 (3)2.2主程序设计 (4)2.2功能模块的设计与实现 (5)第3章结果测试及分析 (11)3.1结果测试 (11)3.2结果分析 (11)参考文献 (12)附录A（源程序代码） (13)附录B（电路原理图） (16)附录C（元件列表） (17)第1章总体设计方案1.1 设计原理根据课程设计任务书的内容与要求，需要使用伟福Lab6000试验箱上提供的压力传感器实现压力的实时传感，利用A/D转换装置将压力传感器输出的模拟信号转换成为数字信号，在利用箱上的数码管将转换数字信号结果显示出来。

为了保证压力传感的准确性，开始执行时，需要将压力传感器软件调整出零点，如不进行压力零点的调整，压力传感器将不进行工作。

压力传感器工作时，由于硬件的原因压力传感结果经常波动，如果想进行压力传感值的锁定，程序提供了利用开关实现的此功能，以方便对于压力测算值的读取。

1.2 设计思路采用C语言编程，结合伟福Lab6000试验箱的固定硬件模块加以实际连线调整硬件部分。

1)提出方案a)需要实验箱上压力传感器提供准确的压力测算值；b)压力传感器的模拟信号通过箱上的A/D转化模块转化为可以显示的数字信号；c)A/D转换的结果通过中断的方式显示到数码管上。

2) 方案论证由于压力传感器的硬件原因，其A/D转换结果并非从零开始的，为提供准确的压力测算值，程序开始须等待调零，否则不提供压力的测定值。

若进行过调零，则之后不断的测试压力的变化，提供测定值。

模拟信号进入A/D转化之后，每一次完成转化，通过EOC端口向外发出中断，使用该中断信号作为输出数据的采集信号。

基于51单片机为核心的智能压力传感器设计0 引言对目前所有兼容lntel 8031 指令系统的单片机，统l 称为51 单片机。

Intel 的8031 单片机是51 单片机的始祖。

8031 单片机是目前应用最广泛的8 位单片机之一。

随着Flash rom 技术的发展，它也得到了不断的发展，广泛应用于工业测控系统中ATMEL 公司的AT89 系列，是8031 单片机中最有代表性的型号。

51 单片机是基础入门的一个单片机，也是应用最广泛的一种，在目前乃至今后很长的一段时问内。

51 系列的兼容机型都将占有大量的市场。

控制系统传统的设计思想和设计方法，因51 单片机的应用从根本上得到了改变。

现在正在用单片机通过软件的方法，来实现采用硬件电路实现的大部分控制功能，智能化的数字计算控制、模糊控制和自适应控制可通过单片机来实现，从而改变自动控制中的PID 调节。

随着单片机的广泛应用，以软件取代硬件并能提高系统性能的微控制技术将不断发展完善。

压力传感器，英文名称是pressure transducer，它是指能感受压力，并能将其转换成可用输出信号的传感器。

压力传感器在工业实践中很常用，各种工业自控环境中应用很广，涉及的行业也很多，像水利水电、智能建筑、生产自控、航空航天、石化、电力、船舶、管道等行业都有涉及到。

1 智能压力传感器的特点(1)测量范围和功能都得到了扩展，符合参数的测量及各种不同要求的测量都可以实现。

(2)灵敏度和测量精度得到了提高，微弱信号测量，各种校正和补偿都可以进行，也可以存取测量数据。

(3)测量的稳定性和可能性得到提高，并不受外界干扰，对测量有选择性。