開題報(bào)告壓力檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于單片機(jī)的壓力檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

專業(yè)：指導(dǎo)老師：研究背景及意義研究目標(biāo)和任務(wù)研究的要求和結(jié)果研究的方法及過程研究背景及意義

在煤炭工業(yè)、制藥、冶金、制造、鋼鐵、供水、化工等行業(yè)中，壓力是工業(yè)生產(chǎn)過程中的重要參數(shù)之一。隨若現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對于壓力傳感器的需求星越來越大，要求也越來越高，傳統(tǒng)的傳感器生產(chǎn)及性能已逐漸不能滿足需求，各個(gè)傳感器生產(chǎn)廠商開始研制生產(chǎn)新型傳感器，并增加自動化生產(chǎn)線，提高生產(chǎn)效率，降低成本，以提高市場競爭力和適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)的應(yīng)用。而對壓力檢測或控制是保證生產(chǎn)和設(shè)備安全運(yùn)行必不可少的條件，所以壓力測試技術(shù)的改進(jìn)與發(fā)展歷來受到眾多行業(yè)的高度重視。研究背景及意義煤炭工業(yè)中,支護(hù)技術(shù)和支護(hù)設(shè)備有著廣泛的應(yīng)用。單體液壓支柱密封質(zhì)量和保持壓力的性能,直接影響安全生產(chǎn)。因此對單體液壓支柱的壓力檢測非常重要。傳統(tǒng)的傳感器的測星方法大都采用手工操作，特別是壓力傳感器，基本上都是采用手動油壓或氣壓標(biāo)定。鑒于此，選擇壓力傳感器作為前端檢測元件，以51單片機(jī)作為檢測儀的運(yùn)用編寫的檢測軟件，并設(shè)計(jì)新型成本低廉，使用方便的壓力檢測系統(tǒng)，以期克服原有檢測儀的不足。研究目標(biāo)和任務(wù)

1.系統(tǒng)地掌握控制器的開發(fā)設(shè)計(jì)過程，相關(guān)的電子技術(shù)和傳感器技術(shù)等，進(jìn)行設(shè)計(jì)任務(wù)和功能的描述；2.進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的論證和總體設(shè)計(jì)；3.從全局考慮完成硬件和軟件資源分配和規(guī)劃，分別進(jìn)行系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)；4.進(jìn)行硬件調(diào)試，軟件調(diào)試和軟硬件的聯(lián)調(diào)。影響設(shè)計(jì)的因素

1.傳感器的選型 2.確定硬件需求 3.系統(tǒng)軟件編寫 4.系統(tǒng)測試環(huán)境1.傳感器的選型壓力傳感器的選擇是本設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵要素之一。所選壓力傳感器應(yīng)具有體積小、動態(tài)響應(yīng)快、測量精度和靈敏度高、使用簡便等優(yōu)點(diǎn)。用壓力傳感器檢測壓力,可以選用硅壓力傳感器。壓力傳感器內(nèi)部最好是采用了溫度補(bǔ)償措施，溫度漂移要小，適應(yīng)環(huán)境溫度范圍要大。量程漂移和零點(diǎn)漂移要盡可能小，必要時(shí)可采取一定的措施進(jìn)行補(bǔ)償。傳感器的線性特性應(yīng)比較理想2.確定硬件需求采用的單片機(jī)是51單片機(jī)。要求帶內(nèi)存足夠大的閃爍可編程可擦除只讀存儲器、低電壓,高性能單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦寫100次以上，以滿足編程和反復(fù)調(diào)試。且應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)制造技術(shù)制造,與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。3.系統(tǒng)軟件編寫本系統(tǒng)應(yīng)用軟件采用MCS-51C語言編程，將采用模塊化、結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)方法，整個(gè)程序由程序、中斷子程序、鍵盤操作子程序、LED顯示子程序、A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)操作子程序組成。從整體上可分為主體程序和中斷服務(wù)子程序。主體程序：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)主體功能。中斷服務(wù)子程序則需要完成以下功能：1）配合定時(shí)器確定數(shù)據(jù)采樣周期與時(shí)鐘輸出；2）進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣、存儲；3）對采樣所得數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理然后交給主程序。4.系統(tǒng)測試環(huán)境設(shè)計(jì)的壓力檢測系統(tǒng)是基于應(yīng)用的。所以，檢驗(yàn)系統(tǒng)的方式時(shí)，要將產(chǎn)生的電動勢信號送到單片機(jī)之前,必須要經(jīng)過濾波、放大和信號處理。在高噪聲環(huán)境中，要考慮采取接地，敏感器件噪聲屏蔽和使用屏蔽導(dǎo)線等措施。研究的要求和結(jié)果

本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的壓力測量與顯示。利用少量的Ｉ/Ｏ接口,通過壓力傳感器將壓力轉(zhuǎn)換成電信號，再經(jīng)過運(yùn)算放大器進(jìn)行信號放大，送至8位串行A／D轉(zhuǎn)換器，然后擴(kuò)展出一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),將模擬信號轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可以識別的數(shù)字信號，再經(jīng)單片機(jī)轉(zhuǎn)換成LED顯示器可以識別的信息，最后顯示輸出[15]。而在顯示的過程中通過鍵盤，向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輸入各種數(shù)據(jù)和命令，讓單片機(jī)系統(tǒng)處于預(yù)定的功能狀態(tài)，顯示需要的值。硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究的方法及過程 第1步，采用文獻(xiàn)研究法，本設(shè)計(jì)將通過文獻(xiàn)研究法是根據(jù)本設(shè)計(jì)研究目的或課題，通過調(diào)查文獻(xiàn)來獲得資料，從而全面地、正確地了解掌握所要研究問題。系統(tǒng)地掌握控制器的開發(fā)設(shè)計(jì)過程，相關(guān)的電子技術(shù)和傳感器技術(shù)等，完成設(shè)計(jì)任務(wù)和功能的描述。 第2步，研究文獻(xiàn)后結(jié)合本設(shè)計(jì)的研究目的、研究提綱，提出設(shè)計(jì)。通過實(shí)驗(yàn)法根據(jù)研究的需要，借助計(jì)算機(jī)和各種方法技術(shù)，減少或消除各種可能影響結(jié)果的無關(guān)因素的干擾。完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的論證和總體設(shè)計(jì)。 第3步，本設(shè)計(jì)將通過觀察法根據(jù)一定的研究目的、研究提綱，以自己的感官和輔助工具去直接觀察和分析系統(tǒng)需求，從全局考慮完成硬件和軟件資源分配和規(guī)劃，分別完成系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。 第4步，并且通過實(shí)證研究法依據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)理論和實(shí)踐的需要，利用C語言編程軟件，AtiumDesigner繪圖軟件，在實(shí)驗(yàn)室條件下，通過有目的有步驟地操縱，根據(jù)觀察、記錄、測定與此相伴隨的現(xiàn)象的變化來確定條件與現(xiàn)象之間的因果關(guān)系。完成硬件測試，軟件調(diào)試和軟硬件的聯(lián)調(diào)。 通過以上四步，查閱文獻(xiàn)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)證和改進(jìn)設(shè)計(jì)，完成對單片機(jī)有整體的認(rèn)識，熟悉單片機(jī)各個(gè)引腳的功能、學(xué)會使用AtiumDesigner繪制原理圖和PCB圖、熟悉硬件電路、能熟練使用C語言編程。最終實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)壓力測量與顯示系統(tǒng)的軟硬件的綜合設(shè)計(jì)。修改意見1、將前邊含有公式的部分調(diào)整好，公式不要錯(cuò)位，要和文字調(diào)整好位置進(jìn)行組合操作2、在ppt