数字式压力流量单片机测控系统(36页).doc

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1、毕业设计说明书设计题目：数字式压力流量单片机测控系统——压力部分院（系）专业年级学生姓名学号指导教师职称设计地点日期2012年5月5日数字式压力流量单片机测控系统——压力部分摘要：流体的压力和流量是工业生产过程中的重要参数，通过一个管道流体压力和流量测控系统，能同时检测压力和流量这两种物理量，可以大大提高检测效率和检测的准确性，使仪表的调校和维护也变得简单。利用51系列单片机设计一个流体压力和流量测控系统，使系统具有压力和流量两个通道的信息输入和处理功能。本文介绍了基于单片机的压力测量通道，它以89C5

2、1为核心，通过扩散硅压力传感器对压力信号进行采集，再经过运算放大器进行信号放大，送至8位A／D转换器，将模拟信号转换成单片机可以识别的数字信号，送至单片机进行处理，用显示数值，最终实现压力的测量。关键词：压力；89C51单片机；压力传感器；流体:，a，，．89C51，．，，8．，．:；89C51；；；目录第一章绪论…………………………………………………………………………………...11.1研究背景11.2测量压力的意义2第二章硬件设计……………………………………………………………………………...32.

3、1总体设计方案32.2压力传感器42.3信号放大电路72.4转换器92.589C51单片机132.6键盘设计142.7显示器15第三章软件设计…………………………………………………………………………….183.1软件主程序183.2转换器的程序设计183.3单片机与键盘的接口程序设计203.4数码管显示程序设计21第四章总结………………………………………………………………………………….23参考文献……………………………………………………………………………………...24致谢……………………………………

4、……………………………………………………...26附件A硬件电路图………………………………………………………………………...27附录B程序清单……………………………………………………………………………28第一章绪论1.1研究背景近年来，随着微型计算机的发展，计算机的使用在人们的工作和日常生活中越来越普遍。工业过程控制是计算机的一个重要应用领域。其中由单片机构成的嵌入式系统已经越来越受到人们的关注。现在可以毫不夸张地说，没有微型计算机的仪器不能称为先进的仪器，没有微型计算机的控制系统不能称其为现代控制系

5、统的时代已经到来。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。为了测到不同环境下的压力值，压力测量仪表按工作原理分为液柱式、弹性式、负荷式和电测式等类型。液压式压力测量仪表常称为液柱式压力计，它是以一定高度的液柱所产生的压力，与被测压力相平衡的原理测量压力的。大多是一根直的或弯成U形的玻璃管，其中充以工作液体。常用的工作液体为蒸馏水、水银和酒精。

6、因玻璃管强度不高，并受读数限制，因此所测压力一般不超过0.3兆帕。它的特点是灵敏度高，因此主要用作实验室中的低压基准仪表，以校验工作用压力测量仪表。由于工作液体的重度在环境温度、重力加速度改变时会发生变化，对测量的结果常需要进行温度和重力加速度等方面的修正。弹性式压力测量仪表是利用各种不同形状的弹性元件，在压力下产生变形的原理制成的压力测量仪表。弹性式压力测量仪表按采用的弹性元件不同，可分为弹簧管压力表、膜片压力表、膜盒压力表和波纹管压力表等；按功能不同分为指示式压力表、电接点压力表和远传压力表等。这类

7、仪表的特点是结构简单，结实耐用，测量范围宽，是压力测量仪表中应用最多的一种。负荷式压力测量仪表常称为负荷式压力计，它是直接按压力的定义制作的，常见的有活塞式压力计、浮球式压力计和钟罩式压力计。由于活塞和砝码均可精确加工和测量，因此这类压力计的误差很小，主要作为压力基准仪表使用，测量范围从数十帕至2500兆帕。电测式压力测量仪表是利用金属或半导体的物理特性，直接将压力转换为电压、电流信号或频率信号输出，或是通过电阻应变片等，将弹性体的形变转换为电压、电流信号输出。代表性产品有压电式、压阻式、振频式、电容式

8、和应变式等压力传感器所构成的电测式压力测量仪表。精确度可达0.02级，测量范围从数十帕至700兆帕不等。压阻式压力传感器是利用半导体材料硅在受压后，电阻率改变与所受压力有一定关系的原理制做的。用集成电路工艺在单晶硅膜片的特定晶向上扩散一组等值应变电阻，将电阻接成电桥形式。当压力发生变化时，单晶硅产生应变，应变使电阻值发生与被测压力成比例的变化，电桥失去平衡，输出一电压信号至显示仪表显示。随着硅、微机械加工技术、超大集成电路技术和材料制备与特