51單片機壓力傳感器

1、目錄一、設(shè)計題目與設(shè)計任務(wù)11.設(shè)計題目：單片機壓力測控系統(tǒng)設(shè)計12.設(shè)計任務(wù)1二、前言1三、主體設(shè)計11、系統(tǒng)設(shè)計12、系統(tǒng)框圖23、設(shè)計思路24、壓力傳感器和A/D轉(zhuǎn)換芯片選擇3（1）壓力傳感器1210030 G3 S3（2）AD模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC08094四、參考文獻5五、結(jié)束語5六、完整程序5七、仿真結(jié)果8八、程序流程圖10一、設(shè)計題目與設(shè)計任務(wù)1.設(shè)計題目：單片機壓力測控系統(tǒng)設(shè)計 2.設(shè)計任務(wù)1、本設(shè)計是微機控制的制氧機壓力測控系統(tǒng)。單片機系統(tǒng)通過壓力傳感器和檢測比較器測得氣缸內(nèi)壓力達到某一上限值(176 kPa)和下限值(64 kPa)時，單片機系統(tǒng)控制執(zhí)行相應(yīng)的動作(達到上限值時

2、打開放氣閥放氣，達到下限值關(guān)閉放氣閥進行充氣)。如此反復循環(huán),不斷將氧氣提供給需氧者。在此過程中若充氣或放氣10 s仍達不到設(shè)定值(176 kPa和64 kPa)則進行光報警。2、寫出壓力測量過程，繪制壓力控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。3、（1）系統(tǒng)硬件電路設(shè)計。 單片機采用89S52；選擇適合上述測量范圍的壓力傳感器，設(shè)計數(shù)據(jù)采集及信號調(diào)理電路，設(shè)計鍵盤顯示電路及報警電路。 （2）編制壓力測量程序。 二、前言 本設(shè)計為基于AT89S52單片機的氣缸壓力測量與控制系統(tǒng)，壓力傳感器選擇1210030G3S，能夠在0207kPa范圍內(nèi)有效測量氣缸供氧系統(tǒng)的壓力，并進行實時壓力（LED）顯示。單片機控制部分實現(xiàn)當

3、壓力超出上限值176kPa時，放氣閥打開進行放氣，當壓力低于下限值64kPa時，放氣閥關(guān)閉，氣缸充氣；壓力在正常范圍（64176kPa）時，壓力改變不影響放氣閥的狀態(tài)。報警功能實現(xiàn)當壓力超出設(shè)定的壓力范圍（64176kPa）10S時，發(fā)光二極管點亮進行報警。關(guān)鍵詞：AT89S52單片機、1210030G3S型壓力傳感器、LED顯示、報警。三、主體設(shè)計1、系統(tǒng)設(shè)計考慮到過程控制系統(tǒng)的一般組成及本次設(shè)計的任務(wù)要求，本設(shè)計主要由以下幾部分組成:被控對象（氣缸及附帶的進氣閥和放氣閥）、壓力傳感器FT、A/D轉(zhuǎn)換（ADC0808）、AT89S52單片機、LED顯示、報警電路和放氣閥驅(qū)動電路。2、系統(tǒng)框圖

4、基于AT89S52的壓力測控系統(tǒng)3、設(shè)計思路 壓力傳感器（1210030G3S）測量氣缸中的壓力（0207kPa）輸出電流信號（75150mA），經(jīng)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換（結(jié)果為即0255）后給單片機，單片機進行算法處理將傳感器的輸出信號和測量的壓力對應(yīng)起來并實時顯示在LED上，當所測壓力大于176kPa時，放氣閥打開進行放氣，當所測壓力小于64kPa時，放氣閥關(guān)閉，進氣閥給氣缸充氣。此過程中若放氣或充氣10S任沒達到正常的壓力范圍則進行1S報警。當然A/D轉(zhuǎn)換的啟停、壓力大小的判斷、10S延時都由單片機來控制。4、壓力傳感器和A/D轉(zhuǎn)換芯片選擇（1）壓力傳感器1210030 G3 S 網(wǎng)上查找了很多

5、壓力傳感器，其中較為典型常用的是上海名動公司生產(chǎn)的MDPS系列和MDGA高精度絕壓傳感器，但是由于二者都不適合本次課程設(shè)計的壓力范圍（0200kPa），最終選擇1210030G3S壓力傳感器，它的測壓范圍為30*6.895=207kPa，輸出電流范圍是75150mA，性能參數(shù)如下：典型應(yīng)用電路如下：設(shè)計仿真時由于PROTEUS中沒有傳感器，因此用一個范圍為75150分壓電路代替?zhèn)鞲衅鞯妮敵鲭娏鳎沟姆抡娴靡赃M行。（2）AD模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0809ADC0809是目前廣泛使用的逐位逼近型8位單片A/D轉(zhuǎn)換芯片，片內(nèi)含8 路模擬開關(guān)，可允許8路模擬量輸入。主要由3部分組成：模擬輸入選擇部分、轉(zhuǎn)換

6、器部分、輸出部分。ADC0809芯片為28引腳為雙列直插式封裝，ADC0809主要信號引腳功能說明如下：IN7IN0八路模擬量輸入通道。ALE地址鎖存允許信號。START轉(zhuǎn)換啟動信號。START=1轉(zhuǎn)換啟動。A、B、C地址線、 通道端口選擇線。CLK時鐘信號。ADC0809要求外接時鐘頻率為10kHz1.2MHz。通常使用頻率為500KHz的時鐘信號。EOC轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。EOC=1,轉(zhuǎn)換結(jié)束。D7D0數(shù)據(jù)輸出線。OE輸出允許信號。OE=1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。Vcc +5V電源。Vref參考電源參考電壓用來與輸入的模擬信號進行比較，作為逐次逼近的基準。其典型值為+5V(Vref(+)=+5V,

7、 Vref(-)=-5V)。ADC0809與MCS-51單片機的連接主要涉及兩個問題。一是8路模擬信號通道的選擇，二是A/D轉(zhuǎn)換完成后轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送。轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送有定時傳送方式、查詢方式、中斷方式這三種方式。A、B、C的值與被選擇的通道之間的關(guān)系如下表11所示：表11 通道選擇表 實際畫圖時由于PROTEUS中沒有ADC0809，因此用ADC0808代替。ADC0808和ADC0809的使用接發(fā)相同，只是ADC0809的轉(zhuǎn)換誤差為1位，ADC0808為5位而已。四、參考文獻1. 51單片機原理及應(yīng)用基于Keil C與Proteus陳海宴 北京航空航天大學出版社。2. 單片機原理與接口技術(shù)第二

8、版 馬淑華等 北京郵電大學出版社。3. 微型計算機原理與接口技術(shù)第二版 馮博琴 吳寧 清華大學出版社。五、結(jié)束語 本次課程設(shè)計歷時一周，除鍵盤電路外基本完成了所要求的設(shè)計任務(wù)。設(shè)計過程中參考了陳海宴老師編著的51單片機原理及應(yīng)用基于Keil C與Proteus一書中數(shù)字電壓表的設(shè)計。本設(shè)計的難點在于：考慮到現(xiàn)場傳感器的氣體壓力測量與傳感器輸出是實時進行的，因此ADC0808的模數(shù)轉(zhuǎn)換必須時刻進行，至少兩次轉(zhuǎn)換之間的時間間隔不能太長。但是如果一次轉(zhuǎn)換完成后立即進行下一次轉(zhuǎn)換，則對應(yīng)的轉(zhuǎn)換子程序就是一個死循環(huán)，這樣的話就不能進行報警，因為無法取出10S之后的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)?？紤]到這個問題之后再轉(zhuǎn)換之程序

9、中做一個0.1S的延時，這樣每次轉(zhuǎn)換大約耗時0.1S，轉(zhuǎn)換子程序進行多少次轉(zhuǎn)換通過主程序來控制，這樣調(diào)用轉(zhuǎn)換子程序100次之后就可以得到10S以后的轉(zhuǎn)換結(jié)果，將轉(zhuǎn)換結(jié)果和壓力上下限比較以后就可以決定是否進行報警了。當然，這樣做的局限是使得LED的顯示不那么連續(xù)了。因此，進一步想辦法解決這個問題是我們以后應(yīng)該繼續(xù)做的。 設(shè)計過程中老師和同學給了我很多支持和幫助，這里一并致謝！六、完整程序#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar code table=0xfc,0x60,0xda,0xf2,0x66,0xb6

10、,0xbe,0xe0,0xf6,0xee,0x3e,0x9c,0x7a,0x9e,0x8e;/七段共陰數(shù)碼管編碼表sbit START=P30;sbit EOC=P31; sbit OE=P32;sbit ONOFF=P33; /控制放氣門開或關(guān)sbit ALARM=P34; /報警顯示void delay(uint m) /LED顯示延時子程序 while(m-);delay1(uint c) /循環(huán)間隔延時C毫秒子程序 uchar a,b; for( ;c0;c-) for(b=142;b0;b-) for(a=2;a0;a-);void fun1(uint i) /AD轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)處理子程

11、序 uint P; extern uint PP; /定義全局變量PP START=1; START=0; while(i0) /fun1只執(zhí)行i次 if(i0) OE=1; /轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出使能 P=P0; /AD轉(zhuǎn)換結(jié)果賦給P P=P*1.0/255*207; /完成75150mA到0207kPa的轉(zhuǎn)換 OE=0; /停止輸出 P2=0xfe; /個位位選 P1=tableP%10; /個位段選 delay(500); /個位顯示延時約1ms P2=0xfd; /十位位選 P1=tableP/10%10; /十位段選 delay(500); /十位顯示延時約1ms P2=0xfb; /百位位選 P1=tableP/100%10; /百位段選 delay(500); /百位顯示延時約1ms if(P176)ONOFF=1; /打開放氣閥 if(P176|PP176) /10s后壓力任超出上限則進行報警 ALARM=1; delay1(1000); /報警顯示延時1s if(PP64) /10s后壓力任超出下限則進行報警 ALARM=1; delay1(1000); /報警顯示延時1s if(64PP176) /10s后壓力正常則不進行報警 ALARM=0; delay1(1000); e