压力测试系统课程设计Word文档格式.docx
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AT89C51单片机在电路图中连接·
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51单片机最小系统的设计·
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单片机组成·
51单片机最小系统电路介绍·
压力传感器·
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压力传感器的选择·
压力传感器工作原理·
电阻应变片·
模数转换电路的设计·
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模数转换·
ADC0808芯片·
接口电路的设计·
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驱动与显示电路·
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74LS245的原理·
74LS245驱动电路·
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电源电路的设计·
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原理图·
第三章软件设计
总体流程图·
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子程序·
A/D转换子程序·
显示子程序·
第四章调试及仿真
程序代码·
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仿真结果·
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数据分析·
附录一课程设计总结·
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附录二参考文献·
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摘要
此次设计是基于单片机的压力检测系统,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转变为电信号,经过放大器放大,然后进入A/D转换器将模拟量转换为数字量显示,我们所采样的A/D转换器为ADC0808。
第一章设计背景
压力测试系统的相关背景
近年来,随着微型计算机的发展,传感器在人们的工作和日常生活中应用越来越普遍。
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。
压力传感器是工业实践、仪器仪表控制中最为常用的一种传感器,并广泛应用于各种工业自控环境,涉及水利水电、铁路交通、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。
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。
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。
总体设计方案论证
压力测试系统设计框图
图1-1压力测试系统原理方框图
压力测试系统设计框图分析
电路主要分成两个模块:
A/D转换模块和显示模块,我们选用的A/D转换器是ADC0808,单片机为AT89C51,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。
总体设计方案分析
本次设计是基于AT89C51单片机的测量与显示。
电路采用ADC0808模数转换电路,ADC0808是CMOS工艺,采用逐次逼近法的8位A/D转换芯片,片内有带锁存功能的8路模拟电子开关,先用ADC0808的转换器对各路电压值进行采样,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。
本次设计是以单片机组成的压力测量,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。
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。
AT89C51单片机简介
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储(FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory)的低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器。
如图2-1:
图2-1AT89C51外部引脚图
主要特性
8031CPU与MCS-51兼容·
全静态工作:
0Hz-24KHz
4K字节可编程FLASH存储器(寿命:
1000写/擦循环)
三级程序存储器保密锁定·
128*8位内部RAM
32条可编程I/O线·
两个16位定时器/计数器
6个中断源·
可编程串行通道
低功耗的闲置和掉电模式·
片内振荡器和时钟电路
管脚说明
VCC:
供电电压。
GND:
接地。
P0口:
P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时,P0口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。
P1口:
P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。
P2口:
P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。
并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口:
P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。
作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口:
P3口管脚备选功能
RXD(串行输入口)
TXD(串行输出口)
/INT0(外部中断0)
/INT1(外部中断1)
T0(记时器0外部输入)
T1(记时器1外部输入)
/WR(外部数据存储器写选通)
/RD(外部数据存储器读选通)
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST:
复位输入。
当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE:
当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。
在平时,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是:
每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时,ALE只有在执行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。
另外,该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效。
/PSEN:
外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA:
当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式1时,/EA将内部锁定为RESET;
当/EA端保持高电平时,此间内部程序存储器。
在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。
XTAL1:
反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2:
来自反向振