目录
摘要 (3)
第一章绪论 (4)
1.1 研究背景 (4)
1.2 基于单片机的压力采集与显示系统的原理 (5)
1.2.1 压力的概念 (5)
1.2.2 测量压力的意义 (5)
第二章基于单片机的压力采集与显示系统的硬件设计 (6)
2.1 压力传感器 (6)
2.1.1 压力传感器的选择 (6)
2.1.2金属电阻应变片的工作原理 (6)
2.1.3 电阻应变片的基本结构 (8)
2.1.4 电阻应变片的测量电路 (9)
2.2 信号放大电路 (11)
2.2.1 放大器的选择 (11)
2.2.2 三运放大电路 (11)
2.3 A/D转换器 (12)
2.3.1 A/D转换模块器件选择 (12)
2.3.2 A/D转换器的简介 (13)
2.3.3 配置位说明 (14)
2.3.4 ADC0832工作时序图 (14)
2.3.5 单片机对ADC0832的控制原理 (15)
2.4 单片机 (16)
2.4.1 AT89C51单片机简介 (16)
2.4.2主要特性 (17)
2.4.3 管脚说明 (18)
2.4.5 芯片擦除 (19)
2.5 单片机于键盘的接口技术 (20)
2.5.1 键盘功能及结构概述 (20)
2.5.2 键盘抖动及去除 (20)
2.5.3 单片机与键盘的连接 (21)
2.6 LED显示接口 (23)
2.6.1发光二极管及LED显示器 (23)
2.6.2七段数码显示器 (24)
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)
3.3 LED数码管显示程序设计 (27)
第四章总结 (28)
参考文献 (29)
致谢 (30)
压力采集与显示系统的设计
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。实现压力采集与显示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单片机的测量采集与显示。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；
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。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。为了测到不同位置的压力值，本次设计为基于单片机压力采集与显示系统。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LED显示器可以识别的信息，最后显示输出。基于单片机的压力采集与显示系统，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，所采样的A/D转换器为ADC0832，ADC0832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。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。通过DI数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择。
正常情况下ADC0832与单片机的接口应为4条数据线，分别是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端与DI端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的，所以电路设计时可以将DO和DI并联在一根数据线上使用。
为了提高单片机系统I/O口线的利用效率,利用单片机AT87C51的串行口和串行移位寄存器74LS164扩展输出多位LED显示.
键盘是单片机系统实现人机对话的常用输入设备。通过键盘，向计算机系统输入各种数据和命令，亦可通过使用键盘，让单片机系统处于预定的功能状态。要想实现压力的显示需硬件与软件配合，最终调试出来。
1.2 基于单片机的压力采集与显示系统的原理
本次设计是以单片机组成的压力测量采集信息，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，而键盘的作用是改变输入量的系数的。它的原理图如图1.1所示。
图1.1 压力测量仪表原理方框图
我们这次主要做的是A/D转换，单片机键盘和显示，我们选用的A/D转换器是ADC0832，单片机为AT89C51，键盘为4乘4的键盘，显示为4位数码管显示。根据硬件电路编程，调试出来并显示结果。
1.2.1 压力的概念
压力是工业生产中的重要参数之一，为了保证生产正常运行，必须对压力进行测量和控制，但需说明的是，这里所说的压力，实际上是物理概念中的压强，即垂直作用在单位面积上的力。
在压力测量中，常用绝对压力、表压力、负压力或真空度之分。所谓绝对压力是指被测介质作用在容器单位面积上的全部压力，用符号pj表示。用来测量绝对压力的仪表称为绝对压力表。地面上的空气柱所产生的平均压力称为大气压力，用符号pq表示。用来测量大气气压力的仪表叫气压表。绝对压力与大气压力之差。称为表压力，用符号pb表示。即pb=pj-pq。
1.2.2 测量压力的意义
压力是过程生产中四大重要参数之一，它在检测生产过程能否完全可靠正常运行的重要参数指标，尤其在化工生产过程中压力这一参数更显得尤为重要。
