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单片机的压力检测系统一、引言单片机是一种嵌入式系统，它可以监测、控制和处理各种输入/输出设备的信号。
单片机在工业自动化、医疗设备、汽车电子、无线电和其他领域中得到了广泛的应用。
在工业自动化领域中，压力检测是一项重要的任务。
在这篇文章中，我们将介绍单片机的压力检测系统。
二、压力检测系统的原理压力检测系统通常包括压力传感器和信号处理器。
压力传感器被安装在液体或气体管道中，如气缸、液压油箱或汽车轮胎中，以测量压力。
压力传感器将测量结果转换成信号，通常是电气信号。
信号处理器将这个信号转化为可读的数字信号，以使操作者能够明白压力的大小。
三、压力传感器压力传感器有多种类型，常见的包括压阻传感器、电容传感器和微机电系统（MEMS）传感器。
其中，MEMS传感器是目前应用最广泛的压力传感器。
它们具有灵敏度高、精度好和体积小的优点。
MEMS传感器的工作原理是通过微电子技术将微小的机械结构与电子学器件相结合，使其能够测量物理量。
例如，MEMS压力传感器可以测量压力对微小细节结构的变形。
四、信号处理器信号处理器的功能是将传感器获得的电气信号转换为数字信号。
这可通过放大、滤波和模数转换等步骤来实现。
首先，信号放大器将接收到的信号放大到一个可读范围内。
滤波器将噪音和杂波信号从信号中滤除。
接下来，模数转换器将模拟信号转换为数字信号。
五、单片机的应用单片机是一个微型计算机，它包括中央处理器（CPU）、内存、输入/输出（I/O）端口和时钟电路。
单片机可以通过程序控制完成各种任务。
在压力检测系统中，单片机可以通过获取传感器和信号处理器的数据，计算压力值并将结果显示出来。
此外，单片机还可以控制执行动作，例如打开或关闭某个仪表。
六、示例设计在下面的示例设计中，我们将使用MEMS压力传感器和单片机来构建一个基本的压力检测系统。
材料：1. MEMS压力传感器2. AVR单片机3. 显示屏4. LED灯5. 蜂鸣器6. 电路板、电线等设计流程：第一步：确定电路板。
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。
1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：1.1 本课题的意义自从人类进入工业时代，汽车工业飞速发展，交通越来越便利，随之而引发的交通事故也不断地增多，其中由于轮胎问题引起事故的比例非常的高，因此人们对行驶中的轮胎压力进行了特别的关注。
轮胎压力影响着轮胎的寿命和汽车的使用性能。
据测试，汽车在时速160公里以上行驶时发生爆胎事故，驾乘人员的死亡率为100%。
爆胎已于疲劳驾车、超速行驶并列为中国道路交通的三大杀手。
其中，轮胎爆胎由于其不可预测性和无法控制而成为首要因素。
据统计，在中国高速公路上发生的交通事70%是由于爆胎引起的，而在美国这一比例高达80%，是各种比例最高的【1】。
本世纪初，由于凡世通（Firestone）轮胎的质量问题，造成了超过100人死亡和400人受伤，此事件引起了业界和美国政府的高度关注，普利斯通∕凡世通公司被迫收回650万只轮船。
据美国汽车工程学会的最近调查，美国每年有26万交通事故是由于轮胎压力低或渗透造成的，此外，每年75%的轮胎事故是出于轮胎渗透或充气不足引起的【2】。
因此安全驾驶成为了社会面临的一个严峻的问题，迫切希望与偶一种能够在汽车胎压过高或国低时可以报警提示驾驶员的装置出现，因此胎压监测系统——TPMS(Tire Pressure Monitoring Systems)应运而生。
轮胎是汽车的重要组成零部件，事关出行的安全。
我国目前没有防止爆胎的相关强制国家标准，但是中国企业正在研发比美国更为先进、安全的系统，不仅能自动监测胎压，而且还能对爆胎后实施安全救助。
如何解决汽车安全行驶问题，对于减少人们财产损失以及提高汽车运输的发展都具有非常重要的意义。
研究胎压监测系统的意义主要体现在以下几个方面：1)用户方面：给用户带来有效、方便、快捷的胎压监测方法，使用户坐在驾驶室里面就可以随时获得轮胎的气压信息；2)安全方面：TPMS可以及时发现轮胎气压问题，指导驾驶员进行冲放气，避免车祸的发生，保障行车安全；3) 社会效益方面：TPMS系统可以很较好的保障行车安全，将来会被越来越多的汽车生产厂家以及车主采用，社会需求也将会越来越大，经济效益也会随之增加。
一种压力检测系统的设计与实现[摘要]本文研究了一种精密数字气压计的软硬件实现方法。
此数字气压计能够实时显示所测气压值。
该方法通过气压传感器获得与大气压相对应的模拟电压值，并经过v/f变换输入到单片机进行处理，从而实时显示相应的气压值。
用本文所述的方法制成的气压计携带方便，操作简单，精确度高，完全符合设计要求。
[关键词]压力检测系统设计实现中图分类号:tp29 文献标识码:a 文章编号:1009-914x(2013)07-0078-011.引言传统的气压测量方法有很多，例如水银气压计和机械震筒式空盒气压计，但它们的结构复杂、体积庞大、测量精度低，不便于自动遥测。
目前，气压传感器正朝着小型化、集成化、智能化、标准化的方向发展，在性能上追求高稳定性、高灵敏度、高分辨率、低功耗、宽温度范围等。
本文提出了一种基于压力传感器实现高度测量的设计方案，其系统体积小、质量轻、精度高、数据稳定、响应快、功耗低。
2.基于单片机的数字气压计的发展和应用2.1 关于单片机单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器cpu随机存储器ram、只读存储器rom、多种i/o口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、a/d转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
2.2 单片机的特点及应用单片机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成。
由于单片机具有体积小、重量轻、价格便宜、功耗低、控制功能强及运算速度快等等特点。
因而在国民经济建设、军事及家用电器等各个领域均得到了广泛的应用。
按照单片机的特点，其应用可分为单机应用与多机应用。
2.3 关于气压计气压计是利用压敏元件将待测气压直接变换为容易检测、传输的电流或电压信号，然后再经过后续电路处理并进行实时显示的一种设备。
其中的核心元件就是气压传感器，它在监视压力大小、控制压力变化以及物理参量的测量等方面起着重要作用。
基于Arduino控制板的压力采集监测系统设计王大虎;孙一帆;张且且【摘要】针对传统压力采集监测系统的现场布线困难和数据传输不稳定等缺点,设计了一种基于Arduino控制板的智能压力采集监测系统.该系统主要采用STC89C52RC单片机为控制核心,结合Arduino控制板、MPX2100DP压力传感器和nRF905无线通信模块组成的整套装置.本系统实现了井下矿压数据的无线传输,简化了系统的安装和检修,并且还能够保存实时数据,使得系统的可靠性有了很大提高.实测表明,本系统具有运行速度快,传输距离远,采集数据可靠性高等优点.因此,该系统是一种非常方便实用的测压系统,可有效地应用在矿压监测上.【期刊名称】《河南理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(032)004【总页数】4页(P463-466)【关键词】Arduino控制板;无线通信;STC89C52RC【作者】王大虎;孙一帆;张且且【作者单位】河南理工大学电气工程与自动化学院,河南焦作454000;河南理工大学电气工程与自动化学院,河南焦作454000;河南理工大学电气工程与自动化学院,河南焦作454000【正文语种】中文【中图分类】TD65+5.30 引言随着我国经济的快速发展，煤炭工业对我国的经济发展起着重要的作用，但是随着矿井开采深度的增加，开采范围的扩大，发生冲击矿压的概率也就不断增大，煤矿的安全事故也就时有发生，特别是顶板事故对矿井安全生产的危害极大．据统计，煤矿发生顶板事故率高达40%，居各类煤矿事故首位．在1997年国家颁布的《煤矿生产技术管理基础工作若干规定》中规定：“凡没有矿压观察资料和支护设计的作业规程，不得审批．”[1]因此，对煤矿顶板支架压力进行实时准确地监测对煤矿的安全生产具有十分重要的意义．目前，我国矿山压力监测仪主要采用的有手动式圆图仪和机械式测压仪两类，但是前者的采集数据不准确，不利于现场矿压的监测预报，并且由于无法记录压力数据，而对顶板压力的分析也带来了不便，后者的采集数据不稳定，且采集过程也比较麻烦．而由王璐等提出的基于CAN总线的煤矿液压支架压力在线监测系统[2]和邓志刚提出的采用波兰EMAG矿压监测系统[3]，其成本较高，配置复杂，使用不方便，并且维护也比较困难．王鸿建等利用PIC单片机设计的压力监测系统利用的是CAN总线传输数据，布线较为麻烦[4]．李国民教授考虑到采用ZigBee技术对矿井顶板压力进行监测，但是其传输距离短和速率低，并且通信范围小，稳定性低，易受外界的影响，开发难度也相对较大[5]．本文设计了一种基于Arduino控制板的无线压力测量监测系统．本系统通过单片机对压力测量器测量的压力数据进行采集和处理，并写入存储器中，再采用单片射频收发器nRF905为无线测量模块，将压力传感器所产生的电信号由终端接收后，在主机上显示被测位置的压力．该系统具有工作稳定、功耗低、灵敏度高、成本低等优点，可以在实现压力采集的同时进行程序控制，并有效应用于矿压监测系统中．1 系统总体设计系统利用Arduino控制板和STC89C52RC完成对压力传感器传送的压力信号的调理、A/D转换、数据的存储、传输功能，并且能够在井下实现现场数据显示和报警，监测数据在传输故障时自动记录存储，工作面的无线数据传输距离可达到500 m．下位机通过无线模块与上位机实现无线通信，传输采集点的压力数据，而上位机能够对数据进行分析，显示测量点的压力数据，为以后矿区的矿山压力显现规律的研究提供依据，系统总体设计框图如图1所示．2 系统硬件设计系统的硬件设计主要包括压力传感器模块、系统控制模块、无线通信模块3部分．2.1 压力传感器模块压力传感器模块采用Motorola公司生产的X型硅压力传感器系列中的MPX2100DP压力传感器．该压力传感器的主要感压元件是X型电阻，采用了计算机控制激光修正和温度补偿等技术，将离子通过注入到工艺光，再刻在硅膜薄片上，这样就使得其具有很高等的精度，并且其模拟输出的电压与输入的压力值和电源的偏置电压成正比关系，因此，具有很高的灵敏度，很好的线性度和长期的重复性．在该系统实际应用中，相对于其他一般压力传感器，MPX2100DP压力传感器具有明显的检测优势，所以选择其作为该系统的压力传感器．2.2 系统控制模块系统控制模块主要包括STC89C52RC控制模块和存储模块等．系统采用STC89C52RC单片机为控制核心．该单片机主要具有体积小、低功耗、高性能等优点，并且具有8 kB内存的可编程Flash存储器[6]．在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52RC为众多嵌入式控制应用系统提供了高灵活、超有效的解决方案，并且系统利用了STC89C52RC单片机和Arduino控制板协调工作可以提高系统的采集速度，进而提高压力测量的准确度和灵敏度．当系统处于发送状态时，STC89C52RC将对压力传感器产生的输入信号进行相应的采集，并通过模数转换器将其转换成数字信号，然后进行查表，再根据查表结果将其转换成压力数据，并对转换后的数据进行处理，写入存储芯片中，最后利用射频收发器nRF905发送给数据处理模块．当系统处于等待状态时，上位机与Arduino控制板通过USB接口进行通信．如果系统接收到上位机要求读取数据的命令，则STC89C52RC将从存储芯片中读出数据，通过无线通信模块传输给上位机．2.3 无线通信模块无线发射模块主要包括Arduino控制板、nRF905和天线等．其中，Arduino控制板具有Digital I/O数字输入/输出端0～13，Analog I/O 模拟输入/输出端0～5，支持ISP下载功能．采用Atmel Atmega 328微处理控制器[7]，并且Arduino语言设计也很简单，其利用的是基础的C语言，将AVR单片机相关的一些寄存器参数设置等都已经函数化了，不用去了解它的底层，即可轻松上手．nRF905是一款单片射频收发器件，采用Nordic公司的VLSI ShockBurst技术[8]．该技术可以使nRF905提供数据的高速传输，而不需要昂贵的高速单片机来进行数据处理.也就是说降低单片机成本的同时又缩短了软件的开发时间．其具有体积小、超低功耗的特点，并且具有多种低功率工作模式．在井下对无线通信模块进行调试时，检测其发送和接收距离，在障碍物较多的地方，若达不到实际要求距离，可为NRF905配置高增益的外置式天线，以加强无线网络的信号，提高无线通信模块的通信能力，从而提高传送距离和可靠性．现场试验表明，利用高增益天线已经很好地解决了多障碍时传输距离短的问题，满足实际应用的要求．Arduino控制板的核心器件Atmel Atmega 328用于完成对nRF905的初始化，以及与其之间的通信，同时也与主控芯片STC89C52RC单片机之间的通信．当系统处于发送状态时，当Atmel Atmega 328接收到nRF905发来的数据包后，便可以通过上位机显示．3 系统软件设计软件设计主要包括STC89C52RC单片机的发射模块程序和以Atmel Atmega328为核心的接收模块程序．发射模块的主要作用是压力采集和数据处理，并向无线发射模块发送数据和存储测试的压力数据．接收模块的主要作用是将接收到的数据上传送给上位机，即与上位机保持通讯．针对不同模块的不同功能任务进行程序设计，系统在上电复位后，首先要对STC89C52RC的各个功能模块进行初始化．系统每10 min通过数模转换器对压力传感器的输入信号进行一次采集，并将采集信号通过查表的方式转换成压力信号数据，将数据加上帧头、帧尾以及校验位转换成数据包．当STC89C52RC的程序扫描到发送标示后，将数据包通过无线发射模块的nRF905器件发送给Arduino控制板，最后通过数据处理，便可在上位机显示测量的结果．下面主要对系统中的发送模块和接收模块的通信程序设计流程进行介绍．无线发射模块中的nRF905器件具有两种节能模式，分别是关机模式和空闲模式；两种工作模式，分别是ShockBurstTM发送模式和ShockBurstTM接收模式．而TRX_CE、TX_EN和PWR_UP的高低电平的不同组合决定了其工作模式．在系统进行传输数据之前，需要对nRF905控制的状态、射频配置、发送地址、发送数据和接收数据等各种寄存器的工作方式进行配置，最后通信程序的设计采用查询发送以及中断接收的工作模式，其发送和接收模块程序流程图如图2所示.4 系统试验运行与测试结果分析系统选用STC89C52RC单片机、Arduino控制板、nRF905无线通信模块、MPX2100DP压力传感器．相对误差测试方法：首先是搭建好的测试系统，包括压力传感器、数据传输模块、系统控制模块和上位机．试验共测试6次，每次同时给定机械式测压仪和本系统中的压力传感器15 MPa的压力，观察对比效果．本系统分6个地点接收测试压力，此6个地点分别位于距离压力测试点5 m处的A点，100 m处的B点，200 m处的C点，300 m处的D点，400 m处的E点，500 m处的F点．得到结果如表1所示．实测表明，本系统可以满足预设的主要参数指标，测量范围为0～60 MPa，测量精度为1.0%，传输距离为500 m．测试的最大相对误差为2.5%.可以看出本测试系统稳定性好，一致性好，并且试验的精度较高．另外，模拟现场无线传输模块失效，系统也可以实现现场数据的及时保存和读取，并且进行故障报警，有效地保证了压力数据的采集，能够满足现场的应用需求．表1 实验数据Tab.1 Experimental data测试点ABCDEF测压仪测试压力/MPa15.0515.1415.0214.9715.4314.90 本系统测试压力/MPa15.3615.0615.0015.0015.1614.865 结语该系统在压力测量器出现故障时，只需对测量点进行单独检修，并不影响整个系统的运行，这样既提高了工作效率又降低了维护成本．另外，该系统的特点：一方面是利用了无线传输，可以方便地得到所测数据；另一方面是当无线发送数据出现故障时，可以从存储芯片中读出采集的数据，有效地防止了数据的丢失．传统的压力检测方法效率低，管理不方便，发生故障时，不便于检修．尤其是压力数据采集环境恶劣的工况条件下，布线会产生很多不方便，采用无线传输系统可以方便地解决这一问题．该系统通过对各器件的选用，实现了体积小、功耗小、数据传输稳定可靠和抗干扰能力强的目的，并且可以对压力实现现场和远程智能化在线检测和预警，为煤炭的安全生产提供了有力保证，具有一定的经济效益和社会效益．参考文献：[1] 中华人民共和国安全生产监督管理总局.煤矿安全生产“十一五”规划[R].北京：2006.[2] 王璐,周中阔，韩忠.基于CAN总线的煤矿液压支架压力监测系统设计[J].煤炭技术,2012，31(1):43-44.[3] 邓志刚,任勇，毛德兵，等.波兰EMAG矿压检测系统功能及应用[J].煤炭科学技术,2008，36(10):1-4.[4] 王鸿建,冯小龙，张剑英，等.基于PIC的煤矿液压支架压力监测系统设计[J].煤炭工程,2009(10):117-119.[5] LI GUOMIN . Research of Mine Plank Pressure Monitoring System Based on ZigBee Technique[J]. AMCST 2010 E-BOOK, 2010，11: 576-579. [6] 王邦勤,徐军明，秦会斌，等.基于虚拟仪器与总线技术的远程多点环境参数监测系统研究[J].电子器件,2009，32(4):801-804.[7] 纪欣然.基于Arduino开发环境的智能寻光小车设计[J].现代电子技术,2012，35(8):161-163.[8] 吴昊,钟志峰，郭昊，等.基于Arduino/Android的蓝牙通信系统设计[J].物联网技术,2012(5):50-51.[9] 高志军,薛春燕，马斌，等.基于nRF905的嵌入式智能家居无线网络系统设计[J].沈阳建筑大学学报：自然与科学版,2008，24(5):524-528.[10] 刘新月,率增良，孙以材，等. 一种智能压力传感器无线数据采集系统的设计[J].传感器世界,2006(11):31-34.。
摘要(中文)本文首先对压力传感器.放大器.滤波器.模数转换器ADC0809.微型处理器8086/8088.三态门接口芯片74LS244.LED数码管显示分别进行了介绍.由于进行压力测试系统设计,开始先选定压力传感器,再接放大器将其放大,之后接滤波器将没用的信号过滤,再将其通过数模转换器转换,将其接三态门接口芯片连接到微型处理器CPU上,最后驱动LED数码管显示.关键词:压力传感器.放大器.滤波器.模数转换器.三态门接口芯片.微型处理器CPU.LED数码管.Pressure Testing System DesignAbstract(English)This article is first to pressure sensors Filters . . . amplifier ADC analog to digital converter 0809 8086 /8088 micro-processors mentality door interface chip 74LS244 LED digital tube introduced respectively. Due to pressure testing system design . first-come-first-served basis starting selected pressure sensors, amplifier will be received after its amplification, filtering, signal filter will be useless to convert through digital-to-analog converter, received 3 door mentality interface chip connects to the micro-processors,the last drive LED CPU digital display.Keywords:Pressure sensor. Amplifier.Filter.ADC0809. 8086 /8088 micro-processors. mentality door interface chip 74LS244. LED digital tube 。
基于单片机的轮胎压力检测报警器的设计与实现目录1 绪论 (1)1.1 课题的提出背景及研究意义 (1)1.1.1 课题的提出背景 (1)1.2 当前国内外相关技术的应用现状及发展趋势 (2)1.2.1 TPMS 的应用现状 (2)1.2.2 当前国内外相关技术的发展趋势 (3)2 汽车轮胎气压实时监测系统工作原理 (5)2.1 系统工作原理 (5)2.1.1 轮胎爆胎机理 (5)2.1.2 轮胎气压实时监测算法 (7)2.2 汽车轮胎气压实时监测系统方案设计 (8)2.2.1 系统方案论证 (8)2.2.2 系统设计要求 (9)2.2.3 系统方案设计 (11)3 汽车轮胎气压实时监测系统的硬件设计 (13)3.1 系统硬件设计 (13)3.2 轮胎模块设计 (13)3.2.1 核心微控制器 MC68HC908RF2 (14)3.2.2 测量电路设计 (15)3.2.3 发射电路设计 (16)3.3 主机模块设计 (19)3.3.1 核心微控制器 MC68HC908KX8 (19)3.3.2 接收电路设计 (20)3.3.3 人机接口 (21)3.4 显示电路设计 (23)3.5 系统功耗设计 (24)3.6 系统硬件设计的抗干扰技术 (26)4 汽车轮胎气压实时监测系统的软件设计 (27)4.1 系统软件设计 (27)4.2 MC68HC908 系列微控制器的程序开发 (27)4.2.1 汇编程序框架结构 (28)4.2.2 汇编程序框架结构 (28)4.3 轮胎模块的软件设计 (29)4.3.1 轮胎模块的监控软件及其中断子程序 (30)4.3.2 传感器测量程序及算法 (31)4.4 数据无线收发模块的软件设计 (32)4.4.1 数据无线收发的通信协议 (33)4.4.2 数据无线发射软件设计 (34)4.4.3 数据无线接收软件设计 (34)4.5 主机模块的监控软件设计 (36)4.6 汽车轮胎气压实时检测系统软件设计的特点 (36)5 结论 (39)5.1 本文工作总结 (39)5.2 今后待研究的问题 (39)参考文献 (1)致谢 (3)1 绪论汽车时代的到来，改变的不仅仅是人们的代步方式，更有人们的生活方式乃至整个社会文化。
2018年第9期基于单片机的气缸压力检测硬件系统设计郭璨，张窝羊（漯河食品职业学院，河南漯河462000）摘要：测量仪器仪表包括压力测量仪器的总发展趋势是高性能、数字化、集成化、智能化、网络化。
气缸压力表对汽车有着重要意义，气缸压力是发动机正常运转的一个重要参数。
文章所设计的系统在收集压力数据信息时所依靠的主控核心为MSP430单片机，并且通过和液晶显示器的共同搭配来实现相关数据的收集和展现功能，整个控制系统的设计流程简单易行，为汽车气缸压力检测采集和显示提供了一定基础。
关键词：电子式气缸压力表；单片机；压力信息采集作者简介：郭璨（1985-），女，河南漯河人，大学本科，助教，主要研究方向：电子科学与技术。
传统的指针式压力表存在指针摆动误差较大等固有缺陷，而文章所涉及到数控压力表系统是将单片机作为自身的主控内核，并且通过数字化的液晶显示器作为其显示端口，对所有目标的数控都实现了基于单片机的智能化模式。
而且也可以让用户得到准确度很高的数据信息。
本课题将基于MSP430单片机设计单子是气缸压力表及显示系统设计1方案设计1.1需求分析（1）系统硬件具有便携性、低功耗的特点，能够实现对气缸压力传感器输出信号的调理和采集。
（2）能对采集的数据进行分析和处理。
1.2设计思路对系统的总体设计是系统设计的全局化目的，通过初期的硬件筛选确认了一个简单的系统设计方案，并且在后期加入了硬件可行程度的考量。
在反复的论证以后，总体设计方案内部的数字压力表的内核单片机部件选择美国德州公司生产的MSP430低耗能单片机，并相应遴选了同样具备耗能和投入相对较低的储存装置，放大装置以及液晶显示器等一系列元件以下为总设计方案。
图1是本系统的基本组成架构，压力传感器和放大器的所需要控制和电能均来源于处于处于核心地位的单片机，传感器发出的压力信号在经过电信号转化以后，会被放大器扩大到足以使和A/D 转换的电压幅度，这一电压会在430单片机的A/D 转换器上进行转化并最终形成所需要的数字量。
学号： xxxxxxxxx 大学毕业设计（论文）（xxxx届）题目基于51单片机的压力检测系统设计学生 xxxx学院 xxxxxxxxxxxxxxxx 专业班级 xxxxxxxx校内指导教师 xxxx 专业技术职务 xxxxxx校外指导老师专业技术职务二〇xxx年六月基于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 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1 引言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。
计算机的使用在工业过程控制生产中是一个重要环节。
人们越来越关注由单片机构成的嵌入式系统。
可以毫不夸张的说，高端先进仪器是其构造中含有微型计算机系统，微型计算机控制系统的产生促使现代控制系统时代的到来。
在这信息高速发展的时代，传感器检测系统的发展有两个及其重要的方向，分别为智能化与集成化。
而传感器检测系统智能化和集成化的程度主要取决于系统内部微处理器的性能[1]。
当前国内外开发和研究的热点是具有数据处理能力，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。
传感器技术是现代测量和自动化技术的重要技术之一。
压力测量在工业安全生产的实时监测中具有重要的意义。
为了确保工业制造过程中的高效与安全，必须精确地控制生产过程中的一些诸如压力、流量、温度等主要参数。
其中良好的控制压力，可以保障生产过程中的安全，因此准确地测量压力显得尤为重要。
压力是生产过程中四大重要参数之一，实时检测压力可以判断生产过程中机器是否安全可靠的运行[2]。
如：确保密闭容器内的压力在安全指标范围以内，确保易燃易爆介质的压力不超标。
压力的检测在其他工业生产环节中对于控制生产的正常运行也非常重要。
在一些工业装置上都时常可以见到有压力表，实时的监测压力大小，如若失常则报警，很好的保证了生产的安全运作。
通过测取压力的大小也可以知晓液面的高度。
总而言之，为了保证生产的正常运行，必须按照工艺要求保持稳定的压力，所以准确测量压力在实际过程是非常重要的。
压力检测系统的研究现状压力检测系统靠的就是压力传感器去采集压力信号。
传感器从探索宇宙到海洋的开发，从生产过程的控制到现代科技文明中都有使用，使用面几乎涵盖了任何一项现代科技产物。
世界上很多国家十分重视发展传感器技术，传感器技术可以应用在工业、农业、国防、科技等各个领域，有着极其广阔的前景。
例如，在日本传感器技术被列为六大核心技术之一，其他五项核心技术为通信、激光、半导体、超导和计算机。
并且日本还将传感器列为六大技术之首；美国将上世纪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。
我国在传感器的研究上也已经有二十多年的历史并取得了很大的成就。
21世纪提出了科学技术就是第一生产力的口号，各项科学技术在这一浪潮下取得了突飞猛进的发展和进步，传感器技术也越来越受到各方面的重视，虽然在某些领域我国已赶上或者接近世界先进水平。
但是从总体来看，我国在传感器技术的研究和生产还落后于国外传感器技术，如今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，各方面理论缺乏和实践不够，离实际应用需求还有很大差距，尤其是用于压力测量的压力传感器。
如何生产高性能、小体积、低成本的智能压力传感器系统还需进一步开发和研究。
因此，研究开发高性能的智能压力传感器系统有利于促进信息技术及自动化技术的发展，对提高设备性能及自动化水平具有重要意义。
压力的实时检测和控制能够保证生产设备的安全运行。
压力传感器是工业仪器、仪表控制中最为常用的一种传感器，广泛地应用在各种工业生产环境中，涉及众多行业。
通过压力传感器将被测物体的压力信号转化为电信号，再经过放大器进行信号放大，送至24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。
课题任务该设计能够实现压力检测系统的智能检测，如实时压力测量、手动存储压力值、压力预警、数据统计分析等。
该课题以STC89C51RC单片机为控制核心，配合电阻应变式压力传感器、A/D模数转换芯片HX711、12864液晶显示等外围器件，对压力检测系统进行控制与数据采集。
LCD液晶设备显示压力值的测量结果及数据统计分析结果等，配合蜂鸣器和LED二极管进行声光报警。
压力传感器采集被测物体的压力信号，传输给单片机进行分析处理。
另外系统配有键盘，可以实现手动存储、预警值设定、系统复位，数据统计分析的有关功能。
2 系统分析与总体方案设计压力检测系统的整体设计压力检测系统装置主要由五个模块组成：1、数据采集模块。
该模块的作用是将检测到的模拟信号转换成为数字信号，经电平保护后输出到数据处理部分。
2、信号处理模块。
用单片机作为信息处理单元，实现对数据的采样及数据分析运算，并发出控制指令。
3、人机交互模块。
由4*3矩阵键盘及液晶显示单元组成。
通过4*3矩阵键盘对单片机下达指令实现对系统的控制；显示采用12864液晶模块，可以提供丰富、直观、友好的信息界面。
4、声光报警模块。
当报警程序启动时，蜂鸣器发出声音、发光二极管点亮。
5、电源供电模块。
系统通过USB电源供电，单片机程序也可通过USB线串行下载。
借助按键开关操作可控制电源的通断，实现系统的良性运作。
通电后电源指示灯点亮。
压力检测系统框图如图所示：图压力检测系统框图压力检测系统的设计方案实时压力测量和实时压力监控预警是压力检测系统装置的最重要两个部分，它是实现其他功能的基本条件，这两部分性能的好坏将关系到整个系统的性能，所以设计一个成本低、可靠性高、测量精度高、安装调试方便的压力检测系统是该设计的关键。
实时压力测量显示方案本装置中系统压力的检测，采用量程为10kg的高精度电阻应变式压力传感器，将压力信号转换为模拟信号，再传送给A/D模数转换芯片HX711。
