便携式气压高度计的设计方案

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1、便携式气压高度计的设计方案第一章便携式气压高度计简介1.1便携式气压高度计的研究目的气压高度计是常见的测量工具，在人们进行户外旅行、登山运动、野外测量等活动中起到非常重要的作用。气压高度计的设计原理都是利用气压与高度的关系，先通过压力传感器测量出气压的值，然后再通过测量气压来获取高度的便携式高度计的设计法大气压与人们的生活息息相关，与人体的健康息息相关，我们长期生活在某个地区的大气底层，已经适应了该地区的大气压，对气压变化的感觉不大。但是，低气压下的阴雨和下雪天气、夏季雷雨前的高温湿闷天气，也就是大气压在降低，使人抑郁不

2、适，雨后天睛的心情舒畅，就是气压升高的原因。所以，一般根据大气压的变化可以预测天气的变化。我们从报纸或电视中了解到：对于登山运动员，到了高山地区，会出现头痛、恶心、呕吐等症状（所谓的高原反应），高度增加，人的感觉越明显。这就是因为随海拔高度的增高大气压降低，大气压的降低影响了人体内氧气的供应。当大气压下降时，大气中的氧分压、肺泡的氧分压和动脉血氧饱和度都随之下降，导致人体发生一系列生理反应。基于以上原因，本文设计了一款实用的便携式气压高度计，该气压高度计能够方便的时时检测到气压值与高度值，当气压值达到极限值时能够及时限警

3、报，来提醒使用者注意气压环境。1.2便携式气压高度计的工作原理气压高度计是利用大气压的变化规律，来测量所在地的海拔高度和所在地的大气压变化，以及测量因地域变化发生的相对高度。利用气压测量海拔高度的具体原理是：根据计算和实测的结果表明，在海拔高度-100m～0m～+4000m范围内,可近似地认为大气压的降低和海拔高度的升高成反比关系,比例系数约为–(12.3～11.5)Pa/m，即:大约每升高1m，大气压力下降约12Pa。利用此原理,来实现对高度的计算。推导计算公式：u=1.3P-155（KPa）,其中P初始值为100KP

4、a。要使用气压高度计，必须了解以下基本知识：1、大气压强（简称大气压）：即空气作用在所在地面单位面积上的压力（即空气重量）。大气压强的单位有：百帕（hPa）、毫巴（mBr）、毫米汞柱（mmHg）、英寸汞柱（inHg）。2、标准大气压：根据国际假设规定，在标准大气条件下空气作用在单位海平面的大气压力，即海拔0米高度面的大气压强，一个标准大气压大约为1013.25hPa（760mmHg或29.92inHg）。3、海拔高度愈高，压在其上的空气柱愈短，大气压也就愈低。因此，大气压总是随着高度的增加而降低的。据实测，在近地面层中，

5、高度每升高100米，大气压平均降低约12hPa.30第二章便携式气压高度计的方案设计本文设计的便携式气压高度计由单片机、电源电路部分、液晶显示部分、复位部分、晶振部分、报警部分、传感器部分、模数转换部分组成,其结构框图如图2-1所示,各部分作用如下：单片机：便携式气压高度计的控制核心，负责整个系统正常运作，包括数据的处理、显示以及数据的传输。复位电路：复位单片机，使单片机从初始状态开始工作。晶振电路：为单片机提供信号源。采用的晶振频率是12MHz。显示电路：显示高度值和气压值。报警电路：发出声音报警。传感器电路：实现气压

6、数据的采集。模数转换电路：实现模拟的气压值信号转换成数字信号给单片机进行处理。图2-1便携式气压高度计结构框图根据设计的基本功能要求，设计方案的选择如下：2.1电源的方案选择本文设计的是便携式气压高度计，必须要能够携带方便，因此在电源供电上不能使用稳压源供电，而要考虑用电池供电，常用电池如下：方案一：使用干电池使用干电池，通过串联然后稳压出5V的电压。方案二：使用锂电池使用15V的锂电池，然后经过转换之后得到5V的电压。方案比较：因为使用干电池时间久了电压会不稳定且干电池所需体积较大，而锂电池体积小，能重复充电，故选择方

7、案二。2.2单片机的方案选择本文设计的便携式气压高度计以单片机为核心，常用的单片机有以下几种：方案一：AT89S51AT89S51具有ISP在线编程功能，这个功能的优势在于改写单片机存储器内的程序不需要把芯片从工作环境上拔除,可以在线烧写。AT89S51的最高工作频率为33MHz,具有双工UART串行通道,AT89S51内部集成看门狗计时器,具有30双数据,具有电源关闭标识。AT89S51具有全新的加密算法，这使得对于89S51的解密变为不可能，程序的保密性大大加强，这样就可以有效的保护知识产权不被侵犯。在兼容性方面，A

8、T89S51向下完全兼容51全部字系列产品。比如8051、89C51等产品。方案二:AT89C51AT89C51的工作最高频率为22MHz。采用FLASHROM，内部具有4KB的存储空间，能在3V超低压下工作，而且S51单片机完全兼容，但是运用于电路设计中时，由于不具备RSP在线编程技术，当对电路进行调试时，由于程序