智能压力测量仪课程设计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II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，2001III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；IVAbstractPressureisoneoftheimportantparametersintheprocessofindustrialproduction.Pressuredetectionorcontrolisanessentialconditiontoensureproductionandtheequipmenttosafelyoperating,whichisofgreatsignificance.Thesingle-chipisinfiltratingintoallfieldsofourlives,soitisverydifficulttofindtheareainwhichthereisnotracesofsingle-chipmicrocomputer.Inthisgraduationdesign,primarilythroughbyusingsingle-chipanddedicatedchip,handlingofanalogsignalmeasuredbythesensortocompleteintelligentfunction.Thisdesignillustratesexternalhardwarecircuitdesignofintelligentpressuresensor,andconductsoftwaredevelopmenttothehardware.ThedesignisbasedonmeasurementanddisplayofAT89C51single-chip.Thisisthepressuresensorswillconvertthepressureintoelectricalsignals.Afterusingoperationalamplifier,thesignalisamplified,andtransferredtothe8-bitA/Dconverter.Thentheanalogsignalisconvertedintodigitalsignalswhichcanbeidentifiedbysingle-chipandthenconvertedbysingle-chipintotheinformationwhichcanbedisplayedonLEDmonitor,andfinallydisplayoutput.Inthecourseofshow,throughthekeyboardtoinputallkindsofdataandcommandsintothecomputer,thesingle-chipwilllocateinapredeterminedfunctionsteptodisplayrequiredvalues.Inaddition，basedsensorthermaldriftandnonlinearityprinciple，thispaperhasdesignedIntelligentsensorhardwarecircuitandeditedaC51Program.Thecircuitwithmicro-Processissimpleandcheap，thoughtheresulthasstillalittleerror.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主要仪器的比较选择....................................................................................................42.1.3总体方案的选择............................................................................................................52.2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......