基于51单片机的压力过程控制系统设计说明

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智能化压力控制系统设计

《过程控制系统》课程设计智能化压力控制系统设计院别专业名称班级学号学生姓名指导教师2014.7.8-2014.7.19一、前言在科技飞速发展的今天，智能化已经成为这个时代的主旋律，大到工业生产，小到手机、家具。

其中，压力是不可或缺的一个重要参数。

为实现锅炉气压的准确地自动检测与控制，我们基于51单片机，设计了气压自动控制系统。

它通过实时采集气压传感器电压进行PID 运算，输出PWM，从而控制固态继电器对锅炉进行加热，使锅炉气压快速准确的达到设定值。

与其它同类系统相比，本系统具有经济、方便等特点，适合小型控制。

关键词：锅炉气压、51单片机、自动控制、PID二、任务书1、系统构成：系统主要由压力传感器，单片机控制系统、对象、执行器（查找资料自行选择）等组成。

压力传感器、控制器、对象、执行器可查找资料自行选择，控制器选择单片机为控制器。

单片机型号自选。

2、写出压力测量与控制过程，绘制压力控制系统组成框图。

3、（1）系统硬件电路设计自选。

（2）编制压力测量控制程序：软件采用模块化程序结构设计，由压力采集程序、压力校准程序、压力控制程序等部分组成。

三、选型1、传感器：HL-DQ1气压传感器HL-DQ1气压传感器采用进口高精度压力芯片，测量精度高、稳定性好。

精密信号处理电路可根据用户的不同需求将大气压力转换为电压或电流等其它输出信号。

具有体积小巧，性能可靠，精度高，负载能力强，传输距离长，抗干扰能力强等特点。

可广泛用于气象、海洋、环境、机场、港口、实验室、工农业及交通等领域。

产品特点：连接简便、体积小巧、性价比高，专业级大气压力应用范围各类自动气象站的大气压力专业测量测量范围：500～1060hPa输出：频率/电压/智能分辨率：0.1hPa2、控制器：51单片机外接串行AD转化芯片ADC0832将传感器电压转换成数字量，通过1602显示屏显示实时数据，使用定时器模拟一路PWM控制执行器。

3、被控对象：普通锅炉4、执行器：固态继电器四、主体设计1、系统框图给定值气压说明：本系统根据单闭环自动控制系统的特点，以89C51单片机作为调节器，通过对传感器输出的电压信号进行AD转换，与给定值进行作差比较，单片机程序中进行相应的PID运算，在1602显示屏上显示采集到的电压值，转化后的气压值，输出相应占空比的PWM信号控制固态继电器加热，使锅炉气压快速准确到达并稳定在设定值。

基于51单片机压力检测课程设计报告书

单片机原理与接口技术课程设计成绩评定表设计课题基于89c51的自身断电保护系统设计学院名称：电气工程学院专业班级：自动1002学生：秦凯新学号： 7指导教师：王黎臧海河周刚设计地点：31-505 设计时间：2012-12-17～2012-12-28单片机原理与接口技术课程设计课程设计名称：基于89c52的压力监测系统设计专业班级：自动1002学生姓名：秦凯新学号： 7指导教师：王黎臧海河周刚课程设计地点：31-505课程设计时间：2012-12-17～2012-12-28单片机原理与接口技术课程设计任务书目录1 引言 (6)2 总体方案设计 (6)2.1硬件组成 (6)2.2 方案论证 (6)2.3 总体方案 (7)3 硬件电路设计 (9)3.1 时钟电路 (9)3.2复位电路 (10)3.3 AD简介与原理分析 (10)3.4 声光报警接口电路 (15)3.5 显示及键盘接口电路 (15)3.7 电源电路 (2)4 系统软件设计 (3)4.1 主程序设计 (3)4.3 部分主要子程序的设计 (6)5 系统调试与总结 (6)5.1 系统功能测试 (6)5.2 技术指标测试 (6)6心得体会 (7)6.1 为何不采用8255了？ (7)6.2为何不采用A/D0809? (7)6.3在帮助同学的过程中我学到了什么？ (7)6.4在单片机领域我的规划?7参考文献 (8)附录A 系统原理图 (9)附录B 源程序 (10)压力监测普遍用于工业领域，并对国家的发展产生了深厚的影响，小到体重计，大到工业中反应炉的气压声电报警。

甚至航空航天，智能仪表。

以及机器人。

本设计就是工业中最普遍的气压监测报警系统。

所以，这个系统采用自动检测反应炉中的压力大小，通过传感器，并实时进行在液晶1602上进行显示，还有在液晶上进行参考上限电压值的设置和参考下限电压值的的设置。

并通过在单片机部进行比较计算，来实现整个压力监测系统的声光电报警。

开题报告：基于单片机的压力检测系统设计

基于单片机的压力检测系统的设计题目要求：（包括主要技术参数）本课题是基于单片机的压力的测量与显示系统。

要求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，实时显示需要的值。

且要求系统具有较强的抗干扰能力。

主要技术参数为：量程：0~500kg 综合精度：±0.25%kg 响应时间：≦10ms本课题研究的目的与意义：在煤炭工业、制药、冶金、制造、钢铁、供水、化工等行业中，压力是生产过程中的重要参数之一。

并且随着现代化工业的发展，工厂大多增加自动化生产线，提供生产效率，降低成本，以提高市场竞争力和适应现代化工业的应用，而对于压力检测或控制是保证生产和设备安全运行必不可少的条件。

所以压力检测技术的改进与发展历来受到众多行业的高度重视。

传统的传感器大都采用手工操作，特别是压力传感器，基本都是手动油压或气压标定。

鉴于此，选择压力传感器作为前端检测元件，以单片机作为检测仪的新型的，成本低廉的，使用方便的压力检测系统的研制，则显得十分有意义，以期克服原有检测仪的不足。

国内外研究现状:二十世纪80年代中后期，随着集成电路、微型计算机及软件技术的发展，在智能仪器的基础上又出现了虚拟仪器，它们都含有计算机，但在性能特点上又有新的飞跃，使压力信号采集与控制、信号分析与处理和结果的表达输出全部由计算机完成。

现在通信从原来的模拟技术实现了到数字技术转变，特别是网络技术的发展，使异地实时测量成为现实。

当前世界发达国家都高度重视和支持仪器仪表的发展，美国国家长期安全和经济繁荣至关重要的22项技术中有6项与传感器信息处理技术直接相关，日本科学技术厅把测量传感器技术列为21世纪首位发展的技术，德国大面积推广应用自动化测控仪器系统，20世纪90年代6年就增加了350％的市场，保证了劳动生产率增长1．9％，欧共体制定第三个科技发展总体规划，将测量和检测技术列为15个专项之一。

基于51单片机压力检测系统

摘要摘要压力是过程控制系统中的重要测量参数之一，压力的检测和控制是使生产顺利进行和设备安全工作的必要条件。

实现智能化压力测量系统对工业生产过程的控制具有非常重要的意义。

在生产过程控制系统中，被控对象参数检测的精确与否将直接影响一个生产企业的经济利益。

接影响一个生产企业的经济利益。

本课题以51单片机为核心实现智能化压力测量仪的设计。

利用压力传感器获取被控对象指标，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，再经单片机转换成显示器可以识别的信息，最后显示输出。

以识别的数字信号，再经单片机转换成显示器可以识别的信息，最后显示输出。

基于单片机的智能压力检测系统，用P89C51RD2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INA128放大器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，我们所采样的A/D 转换器为PCF8591，PCF8591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，最后再经单片机转换成1602LCD 显示器可以识别的信息，最后显示输出。

在设计过程中，我们设定了超重值为40KG ，当超过这一临界值时系统将会进行报警。

临界值时系统将会进行报警。

目录一、设计任务书............................................................................................................ ............................................................................................................ 22 二、器件选择................................................................................................................ . (2)2 2.1压力传感器的选择压力传感器的选择 ............................................................................................................. ............................................................................................................ 22 2.1.1电阻应变片的基本结构电阻应变片的基本结构.......................................................................................... ......................................................................................... 33 2.1.2电桥电路的工作原理电桥电路的工作原理 .............................................................................................. ............................................................................................. 33 2.2 INA128放大电路放大电路 ............................................................................................................... .............................................................................................................. 44 2.3 A/D 转换器转换器......................................................................................................................... ......................................................................................................................... 55 2.3.1 PCF8591 A/D 转换器转换器 .............................................................................................. .............................................................................................. 55 2.3.2引脚功能描述引脚功能描述......................................................................................................... ......................................................................................................... 66 2.3.3片内可编程功能设置片内可编程功能设置 .............................................................................................. ............................................................................................. 66 2.3.4 PCF8591的A/D 转换转换............................................................................................ ........................................................................................... 77 2.4 液晶显示器1602LCD ....................................................................................................... (88)2.4.1引脚功能说明引脚功能说明.......................................................................................................... ......................................................................................................... 88 2.4.2 1602LCD 的指令说明及时序的指令说明及时序................................................................................. ................................................................................ 99 2.4.3 1602LCD 的一般初始化（复位）过程的一般初始化（复位）过程................................................................. 9 三、系统设计.............................................................................................................. .. (1)10 3.1控制系统总体结构控制系统总体结构........................................................................................................... .......................................................................................................... 110 四、软件设计.............................................................................................................. .. (1)10 4.1 1602LCD 程序设计流程如图所示程序设计流程如图所示................................................................................. ................................................................................. 110 4.2 A/D 转换程序设计流程如图所示 ................................................................................... ................................................................................... 1111 4.3 主程序设计流程如图所示主程序设计流程如图所示.............................................................................................. ............................................................................................. 112 五、程序清单.............................................................................................................. .. (1)13 5.1过压判断语句过压判断语句 ................................................................................................................... .................................................................................................................. 113 5.2LCD 显示主程序显示主程序.............................................................................................................. .............................................................................................................. 113 5.3开启I 2C 总线 ................................................................................................................... 13 5.4主机发送子程序主机发送子程序 ............................................................................................................... .............................................................................................................. 113 5.5AD 应答应答............................................................................................................................. ............................................................................................................................ 113 5.6主机接收子程序主机接收子程序 ............................................................................................................... .............................................................................................................. 114 5.7AD 数据处理子程序数据处理子程序 ......................................................................................................... ......................................................................................................... 114 5.8LCD 初始化初始化 ....................................................................................................................... ...................................................................................................................... 114 5.9主机非应答主机非应答 ....................................................................................................................... ...................................................................................................................... 115 5.10写指令子程序写指令子程序................................................................................................................. ................................................................................................................ 115 六、设计总结.............................................................................................................. .............................................................................................................. 115 七、参考文献.............................................................................................................. .. (1)16 八、附录...................................................................................................................... ...................................................................................................................... 117 专用周总结专用周总结钟乾鹏.................................................................................................... .................................................................................................... 118 专用周总结专用周总结刁丽........................................................................................................ .. (119)一、设计任务书·利用单片机、压力传感器以及液晶显示器等构成高精度压力监测系统。

基于单片机的压力液位控制系统的设计研究

3、电路设计
电路设计主要包括电源电路、传感器信号调理电路、按键与显示电路等。电源电路为整个系统提供稳定的工作电压；传感器信号调理电路用于将传感器输出的微弱信号进行放大和滤波，提高信号质量；按键与显示电路用于实现人机交互功能。
4、传感器选择
压力传感器选用常见的应变片式压力传感器，具有测量精度高、稳定性好等优点；液位传感器可选用超声波液位传感器或电容式液位传感器，根据实际需求进行选择。
2、程序流程设计
实现系统的主程序流程，包括初始化、数据采集、控制输出、显示等步骤。根据实际需求，可加入定时器中断、按键中断等功能。
3、数据处理与运算实现控制策略的核心是根据采集到的压力和液位数据
参考内容
一、引言
在现代工业生产中，液位的监控和管理是一项非常重要的任务。例如，在化工、石油、食品等行业，液位的精确控制直接影响到生产的安全和效率。因此，开发一种高效、精确、实时的液位监控系统至关重要。本次演示将介绍一种基于单片机的液位监控系统，这种系统具有实时监测、数据传输、数据处理等功能，能够满足大多数工业应用的需求。
随着技术的不断进步和应用需求的不断增长，我们有理由相信基于单片机的液位监控系统将在未来的工业生产中发挥更加重要的作用。通过引入更多的先进技术和算法，例如人工智能、物联网等，这种液位监控系统的性能和功能将得到进一步的提升和拓展，以满足更加复杂和精细的生产控制需求。
四、结论
本次演示介绍了一种基于单片机的液位监控系统，该系统结合了硬件和软件的设计方法，能够实现对液体位置的实时监测和报警控制。这种系统具有精度高、稳定性好、操作方便等优点，能够大大提高工业生产的安全性和效率。随着技术的不断进步和应用需求的不断增长，我们有理由相信这种基于单片机的液位监控系统将在未来的工业生产中发挥更加重要的作用。

基于51单片机恒压供水系统设计

基于51单片机恒压供水系统设计
一、系统简述
恒压供水系统是一种具有自动补偿压力控制功能的水泵控制器，用于
控制水泵的工作速率，以维持供水管路内的压力。

采用51单片机，通过
设计流程和控制算法来控制水泵，以实现压力恒定的目的。

二、系统构成
系统主要构成有51单片机，水泵，传感器，水流计量单元，按钮，
显示器，电源等部件。

1、51单片机：用于编写和执行控制算法，实现控制水泵的功能。

2、水泵：它由电机和泵头组成，作用是提供压力，从而实现系统的
恒压功能。

3、传感器：它能够检测水管内的压力，并将它转换为一个电压信号，传输给51单片机。

4、水流计量单元：它能够检测水流的大小，并将它转换为一个电压
信号，传输给51单片机。

5、按钮：用于开启和关闭系统。

6、显示器：用于显示系统的压力、流量等数据。

7、电源：供给单片机和水泵所需要的电源。

三、系统工作原理
系统的工作原理即用51单片机根据传感器所反馈的水管内压力数据以及水流变化，来控制水泵的速率。

当压力数据低于设定值时，51单片机会驱动水泵加快运行速度，以使压力增加；当压力数据高于设定值时，51单片机会驱动水泵减慢运行速度，以使压力减少。

基于单片机压力计的设计与实现

基于单片机压力计的设计与实现压力计是一种广泛应用于工业、农业等领域的测量工具，可用于监测液体或气体的压力变化。

随着技术的发展，基于单片机的压力计设计也渐渐成为研究的热点。

本文将介绍基于单片机的压力计的设计原理、硬件和软件实现。

一、设计原理基于单片机的压力计的设计原理主要依靠物理量的转换和信号处理。

首先，我们通过压力传感器将待测的压力转换成电压信号，再经过模拟信号转换电路将其转换成数字信号。

然后，单片机将接收到的数字信号进行处理和显示。

二、硬件实现基于单片机压力计的硬件主要由以下几个模块组成：1. 压力传感器：负责将待测的压力转换为电压信号输出。

2. 信号调理模块：负责对压力传感器输出的信号进行放大、滤波等处理，以提高信噪比。

3. 模数转换模块：将经过信号调理的模拟信号转换为数字信号，以便单片机进行处理。

4. 单片机：负责接收和处理模拟信号，将其转换为数字压力值，并进行显示和存储。

5. 显示模块：用于将单片机处理后的数字压力值进行显示，常见的有LCD液晶显示屏。

三、软件实现基于单片机压力计的软件设计需要实现以下几个功能：1. 模拟信号采集：通过单片机的模拟输入引脚接收压力传感器输出的模拟信号。

2. 模拟信号处理：对采集到的模拟信号进行放大、滤波等处理，以提高信号质量。

3. 模数转换：将处理后的模拟信号转换为数字信号，以便后续的压力计算和显示。

4. 压力计算：根据采集到的数字信号，结合传感器的灵敏度等相关参数，计算出实际的压力值。

5. 数字压力值显示：将计算得到的压力值通过LCD液晶显示屏等方式进行显示。

四、实现效果通过基于单片机的压力计的设计和实现，可以实时准确地测量待测压力，并通过数字显示方式展示出来。

该设计具有体积小、响应快、精度高等优点，可以满足各种场景下对压力测量的需求。

五、结论基于单片机压力计的设计与实现是一项具有重要实际意义的工程项目。

通过本文的介绍，我们了解了基于单片机压力计的设计原理、硬件和软件实现，并对其实现效果进行了总结。

基于51单片机的压力测控系统设计

××大学××学院《过程控制系统》课程设计设计题目：智能化压力控制系统设计学生姓名：专业：测控技术与仪器班级学号：指导教师：设计时间：2014.6.23-2014.7.6目录一、设计题目与设计任务 (1)1.设计题目：单片机压力测控系统设计 (1)2.设计任务 (1)二、前言 (1)三、主体设计 (1)1、系统设计 (1)2、系统框图 (2)3、设计思路 (2)4、单片机处理模块 (2)5、压力传感器1210—030 G—3 S (5)6、AD模数转换芯片ADC0809 (6)7、地址锁存器74LS273 (6)四、参考文献 (7)五、结束语 (7)六、完整程序 (8)七、仿真结果 (10)八、程序流程图 (12)一、设计题目与设计任务1.设计题目：单片机压力测控系统设计2.设计任务1、本设计是微机控制的压力测控系统。

单片机系统通过压力传感器和检测比较器测得气缸内压力达到某一上限值(176 kPa)和下限值(64 kPa)时，单片机系统控制执行相应的动作(达到上限值时打开放气阀放气，达到下限值关闭放气阀进行充气)。

在此过程中若充气或放气10 s仍达不到设定值(176 kPa和64 kPa)则进行光报警。

2、写出压力测量过程，绘制压力控制系统结构图。

3、（1）系统硬件电路设计。

单片机采用at89c51；选择适合上述测量范围的压力传感器，设计数据采集及信号调理电路，设计键盘显示电路及报警电路。

（2）编写压力测量程序。

二、前言本设计为基于AT89C51单片机的气缸压力测量与控制系统，压力传感器选择1210—030G—3S，能够在0~207kPa范围内有效测量气缸的压力，并进行实时压力（LED）显示。

单片机控制部分实现当压力超出上限值176kPa时，放气阀打开进行放气，当压力低于下限值64kPa时，放气阀关闭，气缸充气；压力在正常范围（64~176kPa）时，压力改变不影响放气阀的状态。

基于51单片机的压力过程控制系统设计说明

东北大学分校自动化工程系《过程控制系统》课程设计设计题目：智能化压力测量仪设计学生：玲娜专业：测控技术与仪器班级学号： 5091030指导教师：宋爱娟设计时间：2011.6.18-2011.7.1前言............................................................................. (3)一、设计任务书................................................................... .. (4)二、器件选择................................................................... (4)2.1 压力传感器的选择......................................................................... (4)2.2键盘显示控制芯片8279....................................................................... (6)2.3模数转换器......................................................................... (7)(1)A/D转换器ADC0809........................................................................ (8)(2)A/D转换器ADC0808........................................................................ (9)2.4 显示数码管 (10)2.5 D锁存器74LS373 (11)2.6地址锁存器74LS273 (12)2.7 译码器74LS138 (13)三、系统设计................................................................... .. (13)3.1 设计思路......................................................................... (13)3.2 系统硬件框图......................................................................... (14)3.3 控制系统总体结构.......................................................................................................,14四、硬件设计................................................................... (15)4.1 气压传感器MPX4115模块 (15)4.2 温度传感器9013补偿模 (16)4.3 数据转换模块......................................................................... (16)4.4 单片机处理模块......................................................................... (16)4.5 键盘显示模块......................................................................... (17)五、软件设计................................................................... .. (19)5.1 系统软件流程图......................................................................... (19)5.2 软件模块分析......................................................................... (20)5.2.1 压力采集模块流程..................................................................... (20)5.2.2 键盘显示模块..................................................................... (21)六、参考文献................................................................... .. (21)七、结束语................................................................... (22)附录一仿真原理图................................................................... (23)附录二仿真程序................................................................... . (24)前言压力是过程控制系统中的重要测量参数之一，压力的检测和控制是使生产顺利进行和设备安全工作的必要条件。

基于51单片机压力检测系统设计

学号：xxxxxxxxx 大学毕业设计（论文）（xxxx届）题目基于51单片机的压力检测系统设计学生xxxx学院xxxxxxxxxxxxxxxx 专业班级xxxxxxxx校内指导教师xxxx 专业技术职务xxxxxx 校外指导老师专业技术职务二〇xxx年六月基于51单片机的压力检测系统设计摘要：本设计借助压力传感器将压力信号转换成电信号，经过信号放大，使用高精度A/D转换器件，将模拟信号转换成数字信号，再经单片机运算处理转换成LCD液晶可以识别的信息，最后显示输出。

初始化后可以重设阈值，系统能够实现手动存储八个以内的数据，并可以查询历史记录，对存储的数据进行统计分析，并且在实时压力检测的过程中，预警电路一直监视系统的运行。

本设计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电路。

采用单片机设计实现，具有精度高、功能强等特点。

但是由于自身的稳定性其测量结果仍存在误差。

本课题设计的压力检测系统具有压力测量、超重报警、压力存储及历史数据查阅和压力值数据的统计分析。

该系统的压力检测范围为0-10Kg，测量精度可以达到10g，具有高精度，低成本，易携带的特点。

采用LCD12864液晶显示测量结果，比传统压力检测系统的精确度更高和直观性更好。

另外，该系统电路简单，成本低，使用寿命长，应用范围广等优点。

关键词：压力传感器；A/D转换器；LCD12864Design of pressure detection system based on MCU 51Abstract：Using pressure sensor converts the pressure signal into electrical signal, after amplification, using high precision A/D conversion device that converts analog signals into digital signals in this design, then through single chip microcomputer processing into the information that LCD can identify, at last displaying and outputting information. After initialization the system can reset the threshold, achieve storing within eight data manually, and can query the history records, the statistic analysis the stored data and in the process of real-time pressure detection, early warning circuit has been monitoring the operation of the system.This paper according to the principle of zero compensation and nonlinear compensation for pressure sensor, designing measuring pressure sensor hardware. Single-chip implementation has the characteristics of high precision, strong function. Because of its stability errors still exist in the measurement. The topic functions for pressure detection system are overweight alarm, storage, statistical analysis of historical data access and pressure value. The measurement range of the system is from 0 to 10 kg, measurement accuracy can reach to 10 g. It has the advantage of high precision, low cost, easy to carry. Measurement results display with LCD 12864 , Contrast to the traditional pressure test system, it has higher accuracy and intuitive. In addition, the system circuit is simple, low cost, long service life and wide scope of application.Key words：Pressure sensor; A/D converter; LCD12864目录摘要............................................................................................................................................................. Abstract ........................................................................................................................................................ I I 目录........................................................................................................................................................... I I 1 引言.. 01.1 研究背景及意义 01.2 压力检测系统的研究现状 01.3 课题任务 (1)2 系统分析与总体方案设计 (2)2.1 压力检测系统的整体设计 (2)2.2 压力检测系统的设计方案 (3)2.2.1 实时压力测量显示方案 (3)2.2.2 实时压力监控预警方案 (3)3 系统硬件电路设计 (4)3.1 单片机系统 (4)3.1.1 单片机选型 (4)3.1.2 单片机晶振电路和复位电路 (6)3.2 数据采集模块 (8)3.2.1 压力传感器 (8)3.2.2 信号放大电路 (11)3.2.3 A/D模数转换 (12)3.3 人机交互模块 (16)3.3.1 液晶显示单元 (16)3.3.2 矩阵键盘单元 (18)3.4 声光报警模块 (19)3.5 电源供电模块 (19)4 软件程序设计 (21)4.1 软件开发环境 (21)4.2 I/O端口分配 (22)4.3 软件主程序构架 (23)4.4 主要功能子程序的设计 (24)4.4.1 A/D子程序设计 (25)4.4.2 中断子程序设计 (26)4.4.3 查询历史数据子程序设计 (27)4.4.4 数据统计分析子程序设计 (28)4.4.5 阈值重设子程序设计 (29)4.4.6 人机交互子程序设计 (30)5 系统调试 (35)5.1 数据采集调试 (35)5.2 数据统计分析调试 (36)5.3 声光报警调试 (36)5.4 软件调试 (36)5.5 实物展示 (37)6 结束语 (41)参考文献 (42)致谢 (43)附录 A (44)附录 B (47)1 引言1.1 研究背景及意义近年来，微型计算机越来越普遍地应用于人们的日常工作、生活中。

基于MCS51单片机的压力测量系统的设计与实现

基于MCS51单片机的压力测量系统的设计与实现班级；学号：姓名：指导老师：摘要以STC-51单片机为核心，应用变阻式应变片测量压力并通过ADC0809的转换，经过单片机处理后在数码管模块显示的智能压力测量系统。

是变阻式应变片和51单片机相结合的一个很典型的应用，本系统包括信号采集及转换电路、单片机最小系统、显示模块三个最基本的核心模块。

外围扩展了键盘模块、蜂鸣器报警模块，用以调节系统的测量和显示范围。

经试验证明，系统能正常工作且误差在允许误差范围内，符合所有技术指标。

1.方案设计通过应变片，将机械形变变为电压信号，再通过三级集成放大电路把信号放大，之后，ADC0809把模拟信号转化为数字信号，输入到单片机中，通过按键的控制，将电压的信号输出以数码管的形式显示出来，如果电压信号超出报警上线，蜂鸣器就发出报警信号。

2.硬件系统设计与分析（1）应变片与信号放大器的电路分析应变片运用的是电阻式应变片，原理是吸附在基体材料上的应变电阻随机械性形变而产生电阻变化的现象，即它可以将被测件上的应变变化转化成一种电信号。

桥式电路的输入信号是0~10v，经过电路后，输出的电压经过集成运放电路放大后，输入到A/D的In0口，完成信号的输入与传(2)AD转换分析A/D转换器是将模拟信号转化为数字信号，start与ale信号接到51到单片机的的p2.6接口，完成信号的输出，而clock接口接到74ls74d的2q接口, D0~D7接到单片机的p1.0~p1.7接口.（3）单片机最小系统分析单片机的RST是复位接口，刚开始时是低电平，闭合s1开关，接通电源，获得高电平，完成复位。

Xtal1与xtal2是晶振电路，为单片机提供工作频率，为12m。

P0.0~p0.7接到74hc573的段锁存器，完成数码管的段选择，p2.4~p2,7接到位锁存器，完成数码管的位选择。

（4）按键分析（5）数码管分析74hc573的段锁存器的a~g引脚连接到数码管的a~g引脚，完成数码管的段选择，来确定哪个数字亮；而位锁存器连接到w1~w4,完成位选择，选择哪个数码管亮，最终完成数码管的显示。

基于AT89C51单片机的压力控制系统设计

基于AT89C51单片机的压力控制系统设计
张俊才;葛洪央
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2008(24)14
【摘要】本文设计了以PC机为上位机、AT89C51单片机为下位机.并辅之以传感器、变频器以及相关接12'部件的二级集散压力控制系统.着重介绍了基于
TLC2543单片机的数据采集与处理系统.总结了基于单片机的过程控制系统的优势.【总页数】3页(P111-113)
【作者】张俊才;葛洪央
【作者单位】461000,许昌职业技术学院信息工程系;461000,许昌职业技术学院信息工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TP339
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基于mcs51单片机的压力采集与显示系统设计

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。

基于AT89C51单片机的压力控制系统设计

基于AT89C51单片机的压力控制系统设计【摘要】本文设计了以PC机为上位机、AT89C51单片机为下位机，并辅之以传感器、变频器以及相关接口部件的二级集散压力控制系统。

着重介绍了基于TLC2543单片机的数据采集与处理系统。

总结了基于单片机的过程控制系统的优势。

关键词：过程控制，单片机，数据采集中图分类号：TP339 文献标识码：BResearch of Pressure Control System Based on AT89C51 Abstraet：In this paper, we design a Distributed Control System, which is composed by epigyny computer, hypogyny singlechip 89C51, and other assistant equipments, such as sensor, transducer. Putting the emphasis on the introduction of data collecting and disposing system, which is based on the singlechip TLC2543. In the end, we give a summarize of the advantages of the Process Control System.Key Word: Process control, Single chip, Data collecting1、引言本课题来自某管道的流量、液位控制系统，主要研究的是基于单片机的压力参数的控制和调节，即以单片机为调节器，辅助以配套的A/D , D/A转换单元及电路，通过执行数字PID 程序实现自动调整。

图1为该压力控制系统简图，这是一个单回路反馈控制系统，控制的任务是使水箱的压力等于某定值，减小或消除来自系统内部或外部扰动的影响。

基于单片机的压力控制模块设计

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；Design of pressure detecting system based on single-chipAbstractPressure is one of the important parameters in the process of industrial production. Pressure detection or control is an essential condition to ensure production and the equipment to safely operating, which is of great significance. The single-chip is infiltrating into all fields of our lives, so it is very difficult to find the area in which there is no traces of single-chip microcomputer. In this graduation design, primarily through by using single-chip and dedicated chip, handling of analog signal measured by the sensor to complete intelligent function. This design illustrates external hardware circuit design of intelligent pressure sensor, and conduct software development to the hardware.The design is based on measurement and display of AT89C51 single-chip. Thisis the pressure sensors will convert the pressure into electrical signals. After using operational amplifier, the signal is amplified, and transferred to the 8-bit A/D converter. Then the analog signal is converted into digital signals which can be identified by single-chip and then converted by single-chip into the information which can be displayed on LED monitor, and finally display output. In the course of show, through the keyboard to input all kinds of data and commands into the computer, the single-chip will locate in a predetermined function step to display required values.The end result of this design is that by downloading software to the hardware, it will get the data which is required to display by debugging. When the input analog signals change, the LED monitor will display different values through the A/D converting.Key words:pressure; AT89C51 single-chip; pressure sensor; A/D converter; LED monitor;目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 基于单片机的压力控制的原理 (1)1.2.1 压力的概念 (2)1.2.2 测量压力的意义 (2)第二章基于单片机压力控制的硬件设计 (4)2.1 压力传感器 (4)2.1.1 压力传感器的选择 (4)2.1.2金属电阻应变片的工作原理 (4)2.1.3电阻应变片的基本结构 (5)2.1.4 电阻应变片的测量电路 (6)2.2 信号放大电路 (8)2.1.2 放大器的选择 (8)2.2.4 三运放大电路 (8)2.3 A/D转换器 (9)2.3.1 A/D转换模块器件选择 (9)2.3.2 A/D转换器的简介 (9)2.3.3 配置位说明 (10)2.3.4 ADC0832工作时序图 (10)2.3.3 单片机对ADC0832的控制原理 (11)2.4 单片机 (13)2.4.1 AT89C51单片机简介 (13)2.4.2主要特性.... (13)2.4.3 管脚说明 (14)2.4.5 芯片擦除 (15)2.5 单片机于键盘的接口技术 (15)2.5.1 键盘功能及结构概述 (15)2.5.2 键盘抖动及去除 (16)2.5.3 单片机与键盘的连接 (16)2.6 LED显示接口 (18)2.6.1发光二极管及LED显示器 (18)2.6.2七段数码显示器 (19)2.6.3 LED数码管静态显示接口 (20)第三章软件设计 (23)3.1 A/D转换器的软件设计 (23)3.1.1 ADC0832芯片接口程序的编写 (23)3.2 单片机与键盘的接口程序设计 (24)3.4 LED数码管显示程序设计 (25)第四章总结 (27)参考文献 (28)附录A (29)附录B (30)致谢 (35)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。

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东北大学秦皇岛分校自动化工程系《过程控制系统》课程设计设计题目：智能化压力测量仪设计学生：李玲娜专业：测控技术与仪器班级学号：5091030指导教师：宋爱娟设计时间：2011.6.18-2011.7.1前言........................................................................................................................ .. (3)一、设计任务书 (4)二、器件选择......................................................................................................... . (4)2.1 压力传感器的选择 (4)2.2键盘显示控制芯片8279 (6)2.3模数转换器.................................................................................................................. (7)(1)A/D转换器ADC0809 (8)(2)A/D转换器ADC0808 (9)2.4 显示数码管 (10)2.5 D锁存器74LS373 (11)2.6地址锁存器74LS273 (12)2.7 译码器74LS138 (13)三、系统设计......................................................................................................... (13)3.1 设计思路.................................................................................................................. (13)3.2 系统硬件框图 (1)43.3 控制系统总体结构.......................................................................................................,14四、硬件设计......................................................................................................... . (15)4.1 气压传感器MPX4115模块 (15)4.2 温度传感器9013补偿模 (16)4.3 数据转换模块.................................................................................................................164.4 单片机处理模块 (16)4.5 键盘显示模块.................................................................................................................17五、软件设计 (19)5.1 系统软件流程图 (19)5.2 软件模块分析.................................................................................................................205.2.1 压力采集模块流程 (20)5.2.2 键盘显示模块 (21)六、参考文献......................................................................................................... (21)七、结束语......................................................................................................... . (22)附录一仿真原理图 (23)附录二仿真程序 (24)前言压力是过程控制系统中的重要测量参数之一，压力的检测和控制是使生产顺利进行和设备安全工作的必要条件。

如高压容器的压力超过额定值时便是不安全的，必须进行测量和控制。

此外，在一定的条件下，测量压力还可间接得出温度、流量和液位等参数。

实现智能化压力测量系统对工业生产过程的控制具有非常重要的意义。

本课设主要完成了以单片机为核心的智能化压力测量仪的设计。

课题结合了实际生产过程控制系统的相关技术特点，利用压力传感器获取被控对象指标，以温度传感器监测环境变量，由键盘输入控制该控制系统的启停及置位复位，运用芯片ADC0808实现由模拟量到数字量的转换，AT89S52单片机采集处理信号，并由芯片8279实现对LED显示的实时控制，此外，通过温度补偿电路减小了测量误差，完成对被控对象的压力实时检测，并能够根据处理结果，使系统做出实时调整，保证生产的顺利进行。

一、设计任务书·压力传感器采用美国ICSensors公司生产的ICSl220型硅压力传感器，单片机为核心流量控制系统。

系统主要由压力传感器，单片机控制系统、对象、执行器（查找资料自行选择）等组成.·写出压力测量过程，绘制压力测量仪组成框图·系统硬件电路设计单片机采用89S52；键盘显示电路采用8279方案，矩阵键盘，共阴极数码管，A/D采用ADC0808，测量温度的三极管9013作为温度补偿器件。

·编制压力测量程序：软件采用模块化程序结构设计,由压力采集程序、压力校准程序、与测量程序三部分组成。

二、器件选择2.1 压力传感器的选择压力传感器芯片的性能受温度的影响非常大，主要表现为零点和灵敏度随温度变化而发生漂移。

1220型是经过温度补偿的硅压阻式压力传感器，采用双列直插封装结构，适用要求成本低，性能优越，长期稳定性好的应用领域。

通过激光修正的电阻实现了0～50℃的温度补偿，还提供一个激光修正的电阻用于调节差动放大器的增益来校正传感器的压力灵敏度变化，使具有良好的互换性，互换性误差仅为±1％。

从0～2psi至0～100psi量程范围内均有表压，差压和绝压产品。

ICSl220系列具有如下优点：（1）放大、校准和温度补偿；（2）多级压力非线性修正；（3）直接输出经放大校准的模拟信号；（4）输出与输入电压成正比；（5）温补范围为0~70℃，满足绝大部分用户的需求；（6）有表压、差压和绝压配置，有微压和低压等量程；ICSl220传感器性能参数图如下：图2.1ICSl220传感器性能参数2.2键盘显示控制芯片82798279 是通用的可编程键盘/显示器接口芯片。

它包含有键盘输入和显示输出两种功能，在单片机系统中应用很广泛。

8279内部有键盘FIFO （先进先出堆栈）/传感器，当键盘输入时，8279能提供自动扫描，能与按键或传感器组成的矩阵相连，接收输入信息，还能自动消除抖动并具有双键锁定保护功能。

显示RAM容量为16*8，即显示器最大配置可达16 位LED 数码显示。

8279芯片特点：(1)可同时进行键盘扫描及文字显示；(2)键盘扫描模式(Scanned Keyboard Mode)；(3)传感器扫描模式(Scanned Sensor Mode)；(4)激发输入模式(Strobe Input Entry Mode)；(5)8乘8键盘FIFO(先进先出)；(6)具有接点消除抖动，2键锁定及N键依此读出模式；(7)双排8位数或双排16位数的显示器；(8)右边进入或左边进入。

16位字节显示存储器。

图2.2 控制芯片8279引脚图（1）数据线DB0→DB7是双向三态数据总线，在接口电路中与系统数据总线相连，用以传送CPU 和8279之间的数据和命令。

（2）地址线/CS=0，8279被选，当A0=1时，为命令字及状态字地址；当A0=0时，为片内数据地址，故8279芯片占用2个端口地址。

（3）控制线CLK：8279 的时钟输入线，100KHz为最佳选择。

IRQ：中断请求输出线，高电平有效。

/RD、/WR：读、写输入控制线。

SL0---SL3：扫描输出线，用来作为扫描键盘和显示的代码输出或直接输出线。

RL0---RL7：回复输入线，它们是键盘或传感器矩阵的信号输入线。

SHIFT：来自外部键盘或传感器矩阵的输入信号，它是8279键盘数据的次高位即D6位的状态，该位状态控制键盘上/下档功能。

在传感器方式和选通方式中，该引脚无用。

CNTL/S：控制/选通输入线，高电平有效。

键盘方式时，键盘数据最高位（D7）的信号输入到该引脚，以扩充键功能；选通方式时，当该引脚信号上升沿到时，把RL0---RL7数据存入FIFO RAM 中。

OUTA0---OUTA3：通常作为显示信号的高4 位输出线。

OUTB0---OUTB3：通常作为显示信号的低4 位输出线。

/BD：显示熄灭输出线，低电平有效。

当/BD=0时将显示全熄灭2.3模数转换器（1）A/D模数转换芯片ADC0809ADC0809是目前广泛使用的逐位逼近型8位单片A/D转换芯片，片内含8 路模拟开关，可允许8路模拟量输入。

主要由3部分组成：模拟输入选择部分、转换器部分、输出部分。

ADC0809芯片为28引脚为双列直插式封装，ADC0809主要信号引脚功能说明如下：IN7～IN0——八路模拟量输入通道。

ALE——地址锁存允许信号。

START——转换启动信号。

START=1转换启动。

A、B、C——地址线、通道端口选择线。

CLK——时钟信号。

ADC0809要求外接时钟频率为10kHz~1.2MHz。

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