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1、基于單片機(jī)壓力測量儀設(shè)計題 目：基于單片機(jī)的壓力測量儀設(shè)計姓 名：張 金 花學(xué) 號：5001120042007專 業(yè)：電氣工程及其自動化 學(xué)習(xí)中心：西安電子科技大學(xué)校本部指導(dǎo)教師：李 杰基于單片機(jī)的壓力測量儀設(shè)計摘要壓力測量對實時監(jiān)測和安全生產(chǎn)具有重要的意義。在工業(yè)生產(chǎn)中，為了高效、安全生產(chǎn)，必須有效控制生產(chǎn)過程中的諸如壓力、流量、溫度等主要參數(shù)。由于壓力控制在生產(chǎn)過程中起著決定性的安全作用，因此有必要準(zhǔn)確測量壓力。本次設(shè)計為基于單片機(jī)的壓力測量儀。主要通過單片機(jī)及專用芯片對傳感器所測得的模擬信號進(jìn)行處理,使其完成壓力測量的功能。本文介紹的是基于單片機(jī)壓力測量儀的設(shè)計。首先，文章對壓力測量儀的

2、發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢做了簡單的綜述，然后，文章對壓力測量儀的總體設(shè)計和各模塊的工作原理進(jìn)行了分述。該壓力測量儀是以M430F149單片機(jī)為核心，是通過應(yīng)變式傳感器將壓力轉(zhuǎn)換成電信號，轉(zhuǎn)換成LED顯示器顯示顯示需要的值，要實現(xiàn)壓力的顯示需硬件與軟件的配合，最終調(diào)試出來。本設(shè)計的最終結(jié)果是，將軟件下載到硬件上調(diào)試出來顯示的數(shù)據(jù)，當(dāng)輸入的模擬信號發(fā)生變化的時候，通過A/D轉(zhuǎn)換后，LED將顯示需要的數(shù)值。測量儀采用雙組發(fā)光數(shù)碼管顯示。關(guān)鍵詞： 壓力測量儀 M430F149單片機(jī) 應(yīng)變式傳感器目 錄第一章緒論51.1 研究背景51.2 測量壓力的意義61.3壓力的概念61.4壓力檢測方法7第二章基于單片機(jī)

3、的壓力測量儀72.1壓力測量儀歷史72.2壓力測量儀的種類及特點82.3壓力測量儀的原理9第三章壓力傳感器93.1壓力傳感器簡介93.2壓力傳感器的種類103.3應(yīng)變式壓力傳感器參數(shù)規(guī)格103.4電阻應(yīng)變式傳感器的工作原理123.5傳感器與壓力測量儀的連接法12第四章壓力測量儀技術(shù)規(guī)格134.1 一般規(guī)格134.2 數(shù)字部分134.3 模擬部分13第五章壓力測量儀的相關(guān)操作145.1 一般說明145.2 壓力測量儀輸入靈敏度145.3 前面板說明145.4 控制輸出插座155.5壓力測量儀的標(biāo)定155.5.1.零點標(biāo)定155.5.2實物標(biāo)定16第六章基于單片機(jī)的壓力測量儀的硬件設(shè)計186.1以

4、單片機(jī)為核心壓力測量儀的其本組成186.2單片機(jī)MSP430 F149介紹186.2.1功能介紹186.2.2各引腳功能206.3看門狗MAX706R216.3.1介紹216.3.2工作原理216.3.3各引腳功能226.4 A/D轉(zhuǎn)換器ADS8320226.5 顯示驅(qū)動芯片MAX7219236.6顯示模塊7段數(shù)碼管256.6.1結(jié)構(gòu)及工作原理256.6.2 LED顯示器連接方法256.6.3顯示驅(qū)動266.7按鍵27第七章系統(tǒng)軟件設(shè)計28第八章 總結(jié)29致謝30參考文獻(xiàn)31第一章 緒論1.1 研究背景近年來，隨著微型計算機(jī)的發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用在人們的工作和日常生活中越來越普遍。在與一些石油化

5、工企業(yè)接觸中，發(fā)現(xiàn)在這些企業(yè)使用大量的彈簧指針式壓力表，但是在一些振協(xié)較大的管路上，這些指針式壓力表經(jīng)常損壞，雖然指針式壓力表價格相對較低，但是振動造成測量的不準(zhǔn)確和經(jīng)常損壞，使得壓力表需要頻繁更換，修理量和隨后的校準(zhǔn)工作量很大，投入的人力和時間也很可觀，運(yùn)行維護(hù)成本很高。如果有一種適應(yīng)現(xiàn)場應(yīng)用條件，價格又較為合理的替代指針式壓力表的產(chǎn)品， 采用壓力傳感器、變送器、數(shù)字式的壓力表的模式，可以從根本上解決由于普通指針式壓力表的機(jī)械零件多，耐震性差，可靠性差的問題。由此分析可以看出，有些工業(yè)現(xiàn)場需要一種能夠克服上述缺點的，替代指針式壓力表的較低成本的產(chǎn)品。另外傳統(tǒng)的量具是桿秤或盤秤，現(xiàn)代社會的發(fā)展

6、對其稱重技術(shù)提出了更高的要求,工業(yè)過程控制是計算機(jī)的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域,現(xiàn)在可以毫不夸張的說，沒有微型計算機(jī)的儀器不能稱為先進(jìn)的儀器?；趩纹瑱C(jī)的壓力測量儀的設(shè)計是為了滿足市場對長壽命、低功耗、低成本數(shù)字式、耐震壓力表的需求也滿足上述的需求設(shè)計的。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字芯片的價格下降，模擬控制已經(jīng)逐步被數(shù)字控制所代替。與普通器具相比，數(shù)字電子秤具有數(shù)字直接顯示被稱物體的重量、精度高、性能穩(wěn)定、測量準(zhǔn)確、使用方便等優(yōu)點。電子秤的設(shè)計模式也大都以微處理器為核心，使精度和可靠性都有了明顯的提高。具有較為廣闊的市場前景。數(shù)字電子秤在各種生產(chǎn)領(lǐng)域和人民日常生活中得到廣泛應(yīng)用，按原理分為電子秤、機(jī)械秤

7、和機(jī)電結(jié)合秤，按功能分為計數(shù)秤、計價秤、計重秤，按用途分為工業(yè)秤、商業(yè)秤、特種秤。數(shù)字電子秤正在向高精度、高分辨率、智能化方向發(fā)展。用電子秤稱重的過程是把被測物體的重量通過傳感器轉(zhuǎn)換成電壓或電流信號，稱重的準(zhǔn)確程度首先取決于傳感器輸出的信號，由于這一信號通常都很小，需要應(yīng)用放大系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確、線性的放大，以滿足模/數(shù)轉(zhuǎn)換器對輸入信號電平的要求。放大后的模擬信號經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)變成數(shù)字量，然后把數(shù)字信號輸送到顯示電路中去，最后由顯示電路顯示出測量結(jié)果。隨著大規(guī)模集成電路、計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，以及人工智能在測試技術(shù)方面的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的電子測量儀器在原理、功能、精度及自動化水平等方面都發(fā)生了巨

8、大的變化逐步形成了一種完全突破傳統(tǒng)概念的新一代測試儀器智能儀器。在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的今天，如何用簡單便宜，性能良好的元器件制造出對人類生活有用的產(chǎn)品，已經(jīng)成為人們研究的主要趨勢。1.2 測量壓力的意義在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中，壓力是一個非常重要的參數(shù)，它決定了生產(chǎn)過程能否正常的進(jìn)行。例如在合成氨生產(chǎn)中，氫氣與氮氣在合成塔內(nèi)合成，壓力是決定這個化學(xué)反應(yīng)的主要因素之一，它既影響物料平衡關(guān)系，也影響化學(xué)反應(yīng)速度，所以必須嚴(yán)格遵守工藝操作條件，保持一定的壓力，才能確保生產(chǎn)正常地進(jìn)行。在某些條件下，壓力還直接決定設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性，例如汽輪機(jī)排汽真空度，內(nèi)燃機(jī)的排氣背壓都對設(shè)備的效率有重大影響。各種氣體、液體的壓

9、力測量在生產(chǎn)生活、工業(yè)現(xiàn)場、科學(xué)實驗領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。壓力測量的需要和應(yīng)用幾乎無處不在，可以說我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)的每一天都離不開壓力測量，例如凡是在氣動、液壓應(yīng)用的領(lǐng)域，都必然要進(jìn)行壓力測量；各種工業(yè)現(xiàn)場的過程控制和自動化也都離不開壓力測量和控制；同樣，在與我們生產(chǎn)密切相關(guān)的領(lǐng)域，像汽車、輪船、飛機(jī)這些運(yùn)輸工具，以至于我們關(guān)心的醫(yī)療、氣象、制冷、空調(diào)等都有壓力測量的蹤影。其它一些測量還可以轉(zhuǎn)換為壓力測量，例如儲油罐的液位，油量就可以駝過測量儲油罐底部的壓力，經(jīng)過計算機(jī)得出?；痣姀S中為設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，需測量壓力。另外，一些不易直接測量的參數(shù)，例如，流量、液位等，往往通過壓力或壓差間接獲得。在石油

10、開采過程中，常使用水泥漿拌土漿，重晶石粉漿等材料實施固井作業(yè)。這些泥漿材料放在很大的密封罐內(nèi)，在施工作業(yè)時，需要隨時監(jiān)測罐內(nèi)材料的質(zhì)量。泥漿材料測得儀能夠測量并顯示密封罐內(nèi)泥漿材料的質(zhì)量，測量范圍為11031.2105kg，可同時對4個密封罐進(jìn)行監(jiān)測。所以，壓力測量在自動化中具有特殊地位。由于在工業(yè)生產(chǎn)過程和科學(xué)實驗中，壓力測量是一個非常重要的環(huán)節(jié)，所以壓力測量儀在工業(yè)生產(chǎn)中使用得非常廣泛。在以前常用的壓力測量儀表大多為液柱式壓力計和彈性壓力計，隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，很多企業(yè)的生產(chǎn)要進(jìn)行集中控制和使用電子計算機(jī)控制，所以普通彈性壓力測量儀就無法實現(xiàn)，為些必須采用把壓力轉(zhuǎn)換為電參數(shù)的電測壓力計

11、，以便于觀察、記錄、遠(yuǎn)傳和控制，這也是今后壓力測量儀生產(chǎn)和使用的一個方向。1.3壓力的概念壓力是工業(yè)生產(chǎn)中的重要參數(shù)之一，為了保證生產(chǎn)正常運(yùn)行，必須對壓力進(jìn)行測量和控制，但需說明的是，這里所說的壓力，實際上是物理概念中的壓強(qiáng)，即垂直作用在單位面積上的力。壓力表可以指示、記錄壓力值并可附加報警或控制裝置。儀表所測壓力包括絕對壓力、大氣壓力、正壓力（習(xí)慣上稱表壓）、負(fù)壓(習(xí)慣上稱真空)和差壓。工程技術(shù)上所測量的多為表壓。壓力的國際單位為帕(Pa)。垂直均勻地作用于單位面積上的力稱為壓力。1.4壓力檢測方法首先利用由壓力傳感器組成的測量電路測出物體的重量信號,其次，由放大器電路把傳感器輸出的微弱電壓

12、信號進(jìn)行一定倍數(shù)的放大，放大后的電壓信號送到模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路中,再由模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路把接收到的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，傳送到單片機(jī)，由單片機(jī)采集并存儲采集到的壓力數(shù)據(jù)，最后由顯示電路顯示數(shù)據(jù)。這就是壓力測量儀的工作的整過程。那這么壓力的檢測方法如下：壓力檢測方法：1.平衡法：通過儀表使液柱高度的重力或砝碼的重量與被測壓力相平衡的原理測量壓力2.彈性法：利用各種形式的彈性元件，在被測介質(zhì)的表壓力或負(fù)壓力作用下產(chǎn)生的彈性變形來反映被測壓力的大小3.電氣式：用壓力敏感元件直接將壓力轉(zhuǎn)換成電阻、電荷量等電量的變化。第二章 基于單片機(jī)的壓力測量儀2.1壓力測量儀歷史在20世紀(jì)80年代前，一般的工程技術(shù)中幾乎

13、多采用彈簧式壓力儀表對壓力參數(shù)進(jìn)行測試。但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和對壓力測試技術(shù)的要求，特別是航空，航天等部門給壓力測試技術(shù)提出了許多新的要求，這就是必須迅速反映測量過程的變化情況，并將變化的信息送給計算機(jī)，以使控制測試過程或生產(chǎn)工藝流程，實現(xiàn)自動化控制，或者能直接輸入給顯示、記錄、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，這樣就發(fā)展產(chǎn)生了電測試壓力儀，以代替過只能測試儀靜態(tài)壓力的指針式彈簧壓力儀。近年來，根據(jù)不同的測量壓力的對象，且隨著集成電路技術(shù)，計算機(jī)技術(shù)以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展，出現(xiàn)了新穎的壓力傳感器，以適應(yīng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。1643年，意大利人托里拆利首先測定標(biāo)準(zhǔn)的大氣壓力值為760毫米汞柱，奠定了液柱式壓力測量儀表

14、的基礎(chǔ)。1847年，法國人波登制成波登管壓力表，由于結(jié)構(gòu)簡單、實用，很快在工業(yè)中獲得廣泛應(yīng)用，一直是常用的壓力測量儀表。二十世紀(jì)上半葉出現(xiàn)了遠(yuǎn)傳壓力表和電接點壓力表，從而解決了壓力測量值的遠(yuǎn)距離傳送和壓力的報警、控制等問題。60年代以后，為適應(yīng)工業(yè)控制、航空工業(yè)和醫(yī)學(xué)測試等方面的要求，壓力測量儀表日益向體積輕巧、耐高溫、耐沖擊、耐振動和數(shù)字顯示等方向發(fā)展。2.2壓力測量儀的種類及特點隨著科技的發(fā)展，壓力測量的方法和種類也在不斷推陳出新，從測量原理的角度來分類，主要分液注式、彈性式、負(fù)荷式、電子測量式等。液柱式壓力測量儀表常稱為液柱式壓力計，它是以一定高度的液注所產(chǎn)生的壓力，與被告測壓力相平衡的

15、原理測量壓力的。大多是一根直的或彎成U形的玻璃管，其中充以工作液體。常用的工作液體為蒸餾水、水銀和酒精。因玻璃管強(qiáng)度不高，并受讀數(shù)限制，因些所測壓力一般不超過0.3兆帕。它的特點是：液柱式壓力計靈敏度高，因些主要用作實驗室中的低壓基準(zhǔn)儀表，以校驗工作用壓力測量儀表。由于工作液體的管理方式在環(huán)境溫度、重力加速度改變時會發(fā)生變化，對測量結(jié)果常需要進(jìn)行溫度和重力加速度等方面的修正。彈性式壓力測量儀表是利用各種不同開關(guān)的彈性元件，在壓力下產(chǎn)生變形的原理制成的壓力測量儀表。彈性式壓力測量儀表按采用的彈性元件不同，可分為彈簧管壓力表、膜片壓力表、膜盒壓力表和波紋管壓力表等；按功能不同分為指示式壓力表、電接

16、點壓力表和遠(yuǎn)傳壓力表等。這類儀表的特點是:結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)實耐用，測量范圍寬，是壓力測量儀表中應(yīng)用最多的一種。負(fù)荷式壓力測量儀表常稱為負(fù)荷式壓力計，它是直接按壓力的定義制作的，常見的有活塞式壓力計、浮球式壓力計和鐘罩式壓力計。由于活塞和砝碼均可精確加工和測量，因此這類壓力計的誤差很小，可以達(dá)到0.002%，主要作為壓力基準(zhǔn)儀表使用，測量范圍從數(shù)十Pa至2500MPa。電子測量式壓力儀表主要有壓力傳感器、壓力變送器或數(shù)字式壓力表。電子測量式壓力儀表核心元件是壓力傳感器，它能感受被測壓力量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成電信號輸出。當(dāng)輸出為規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號時（420mA直流電流、15V直流電壓），則變?yōu)閴毫ψ兯推鳌?/p>

17、壓力傳感器加上信號處理器和數(shù)字顯示器即成為數(shù)字壓力表。若再增加控制部件和記錄裝置，則可適合于自動控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和記錄打印。拋開校準(zhǔn)用的壓力標(biāo)準(zhǔn)儀表，在工業(yè)現(xiàn)場和科學(xué)試驗中應(yīng)用最多的還是彈性式和電子測量式壓力儀表。彈性式壓力測量儀表由于發(fā)展多年，應(yīng)用廣泛，技術(shù)成熟，但發(fā)展空間較小，而隨著對測量自動化程度要求的提高，電子測量式壓力儀表成為壓力測量的主流，發(fā)展非常迅速，主要體現(xiàn)在傳感器技術(shù)和二次儀表技術(shù)的發(fā)展。2.3壓力測量儀的原理這類儀表利用金屬或半導(dǎo)體的物理特性直接將壓力轉(zhuǎn)換為電壓、電流信號或頻率信號輸出，或是通過電阻應(yīng)變片等將彈性體的形變轉(zhuǎn)換為電壓、電流信號輸出。代表性產(chǎn)品有由壓電式

18、、壓阻式、振頻式、電容式和應(yīng)變式等壓力傳感器所構(gòu)成的電測式壓力測量儀表。精確度可達(dá)0.02級，測量范圍從數(shù)十帕至700兆帕不等。壓力測量儀用于物體表面壓力，每臺測量儀配有壓力傳感器。把壓力轉(zhuǎn)換為電量，然后通過測量電量反映被測壓力大小的壓力計，叫做電測壓力測量儀。這種壓力測量由于測量范圍寬、精度高、攜帶方便等特點，因些應(yīng)用日益廣泛。壓力測量儀的原理是：以M430F149單片機(jī)為核心，是通過應(yīng)變式傳感器將壓力轉(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ADS8320轉(zhuǎn)換器，再經(jīng)過單片機(jī)轉(zhuǎn)換成LED顯示器可以識別的信息，顯示輸出，在顯示的過程中通過按鍵，讓單片機(jī)系統(tǒng)處于預(yù)定的功能狀態(tài)，顯示需要的

19、值，并可以完成清零功能。壓力測量儀一般由壓力傳感器、測量電路和顯示器三個部分組成，它們相互之間的關(guān)系可用圖1.1的方框圖來表示。壓力壓力傳感器測量線路顯示器 圖1.1壓力測量儀原理圖壓力傳感器的作用是感受壓力，并把壓力參數(shù)變換成電量，送到測量電路進(jìn)行測量。常見的壓力傳感器；根據(jù)其作用原理可分為電阻式，電感式，霍爾式，振弦式，壓電式等多種，本文用的是電阻式。測量電路的作用是把傳感器輸出的電信號在顯示器上顯示出來。由于傳感器的輸出信號一般比較小，為了能使顯示器工作，常常需要將信號放大，所以一般測量電路中都包括了電子放大器。顯示器用以顯示所測的數(shù)值，一般分模擬顯示與數(shù)字顯示兩種。本文用的是數(shù)字顯示，

20、數(shù)字顯示是用數(shù)字形式顯示出來。顯示器一般和測量電路裝在一起成為一臺儀表。第三章 壓力傳感器3.1壓力傳感器簡介傳感器技術(shù)是一項當(dāng)今世界令人矚目的迅猛發(fā)展起的高新技術(shù)之一，也是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個重要標(biāo)志。很多新材料、新技術(shù)、新方法應(yīng)用在壓力傳感器的開發(fā)研制中，其中光導(dǎo)纖維、陶瓷材料、單晶硅、多晶硅、碳化硅、藍(lán)寶石、金剛石等材料得到廣泛的應(yīng)用，在半導(dǎo)體集成電路制造中應(yīng)用的微機(jī)械加工技術(shù)，例如氧化、光刻、擴(kuò)散、沉積、各向異性腐蝕及蒸鍍、濺射薄膜等，都已引進(jìn)到傳感器制造過程中，以MEMS（Microelectromechanical system 微電子機(jī)械系統(tǒng)）技術(shù)基礎(chǔ)的傳感器已逐步實用化，這是

21、今后發(fā)展的重點之一。根據(jù)應(yīng)用的場合的不同，壓力表傳感器向適應(yīng)不同的應(yīng)用條件發(fā)展。為了測量快速變化的動態(tài)壓力，可以使用高動態(tài)特性傳感器，壓電式傳感器體積小，結(jié)構(gòu)簡單，不需外加電源，靈敏度和響應(yīng)頻率高，適用于動態(tài)壓力的測量，廣泛地應(yīng)用于空氣動力學(xué)、爆炸力學(xué)、發(fā)動機(jī)內(nèi)部燃燒壓力的測量等等。其測量范圍可人0700Pa到070MPa精確度可達(dá)0.1%。壓力傳感器是工業(yè)實踐中最為常用的一種傳感器，其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)，一般普通壓力傳感器的輸出為模擬信號，模擬信號是指信息參數(shù)在給定范圍內(nèi)表現(xiàn)為連

22、續(xù)的信號。 或在一段連續(xù)的時間間隔內(nèi)，其代表信息的特征量可以在任意瞬間呈現(xiàn)為任意數(shù)值的信號。而我們通常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應(yīng)制造而成的，這樣的傳感器也稱為壓電傳感器。3.2壓力傳感器的種類壓力傳感器從其原理及結(jié)構(gòu)來看可分為：液柱式、機(jī)械式及電氣式測量壓力的儀表，按信號原理不同，大致可分為四類：液柱式：根據(jù)流體靜力學(xué)原理，把被測壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度。機(jī)械式：根據(jù)彈性元件受力變形的原理，將被測壓力轉(zhuǎn)換成位移。電氣式：將被測壓力轉(zhuǎn)換成各種電量，如電感、電容、電阻、電位差等，依據(jù)電量的大小實現(xiàn)壓力的間接測量?；钊剑焊鶕?jù)水壓機(jī)液體傳送壓力的原理，將被測壓力轉(zhuǎn)換成活塞面積上所加平衡砝碼的質(zhì)量。

23、壓力傳感器種類繁多，另外還有電位器式、應(yīng)變式、壓阻式、電感式、霍爾式、電容式、壓電式、振動式等等。壓力傳感器的精確度可達(dá)0.01級，測量范圍從數(shù)十Pa至700MPa不等。3.3應(yīng)變式壓力傳感器參數(shù)規(guī)格 應(yīng)變式壓力傳感器應(yīng)用領(lǐng)域：汽車衡、地上秤、料斗秤等計量設(shè)備中。 Application: Apply to motor vehicles ,ground weighter, ,hopper weighing,metering equipment.外形圖：Appearance Picture量程（kg）LL0HH0BEFD1D2C5020013865322729407812.512.5103008

24、0013865322729407412.512.5121000200020095403434649812.516.522300020095403434649816.516.52240005000200955045405610222.522.522技術(shù)參數(shù)Technical parameter額定載荷Rated Load 50 kg 5000 kg精度Precision0.050.02靈敏度Rated output2.0000.005mV/V2.0000.001mV/V非線性Nonlinearity0.05%FS0.02%FS滯后 Hysteresis 0.05%FS0.02%FS重復(fù)性Repe

25、atability0.03%FS0.02%FS蠕變Creep(30Min)0.05%FS0.02%FS推薦工作電壓Recommended Excitation Voltage5V12V(DC)最大工作電壓Maximum Excitation Voltage15V(DC)零點平衡Zero Balance1%FS輸入阻抗 input impedance3802038010輸出阻抗Output impedance3502絕緣阻抗Insulation Resistance3000M5000M安全過載率Sate Overload150%FS極限過載率 Ultimate Overload200%FS工作溫

26、度范圍Operating Temperature Range(-30+70)溫度補(bǔ)償范圍Compensated Temperature Range(-10+60)輸出溫度影響Temperature Effect On Load0.03%FS/100.02%FS/10零點溫度影響Temperature Effect On Zero0.03%FS/100.02%FS/10材質(zhì)Construction合金鋼Alloy Steel防護(hù)等級Protection ClassIP67安裝示意圖Installation Diagram量 程（ kg ）L0EFHH0H1H2D1D2D3502006540783

27、227301212.512343008006540743227301212.51234100020009564984034301512.5163630009564984034301516163640005000955610250453815222244接線方式：Mode of connection應(yīng)變式壓力傳感器電纜輸出 注：四芯屏蔽線5，標(biāo)準(zhǔn)長度4M3.4電阻應(yīng)變式傳感器的工作原理電阻應(yīng)變式傳感器由彈性元件和電阻應(yīng)變片構(gòu)成，彈性敏感元件的作用是使被測壓力作用于某個面積上并轉(zhuǎn)換為位移或應(yīng)變，然后由位移敏感元件或應(yīng)變計轉(zhuǎn)換為與壓力成一定關(guān)系的電信號。應(yīng)變式傳感器是基于測量物體受力變形所產(chǎn)生應(yīng)變的

28、一種傳感器，最常用的傳感元件為電阻應(yīng)變片。當(dāng)彈性元件感受到物理量時，其表面產(chǎn)生應(yīng)變，粘貼在彈性元件表面的電阻應(yīng)變片的電阻值將隨著彈性元件的應(yīng)變而相應(yīng)變化。通過測量電阻應(yīng)變片的電阻值變化，這樣電阻應(yīng)變式傳感器就將被測物理量的變化轉(zhuǎn)換成電信號的變化。3.5傳感器與壓力測量儀的連接法傳感器的模擬輸出對電子噪聲很敏感，故不要將這些電線結(jié)扎在一起，以避免可能導(dǎo)致的干擾,并請將這些電線遠(yuǎn)離交流電源，如圖1.2所示 壓力測量儀的連接法引腳端子編號訊號含義EXC +EXC SIG +SIG SHD激勵電壓輸出 激勵電壓輸出 訊號輸入 訊號輸入 屏蔽EXC+SIG-EXC-SIG+SHD圖1.2傳感器與壓力測量

29、儀連接第四章 壓力測量儀技術(shù)規(guī)格4.1 一般規(guī)格1. 電源 : 直流24V2. 消耗功率 : 6 W3. 工作溫度 : -10 704. 濕度 : 10% 90相對濕度（無凝結(jié)水）5. 電源濾波器 : 內(nèi)置4.2 數(shù)字部分1 計量顯示 上排數(shù)碼管顯示稱重凈重。凈重為零時輸出4mA，凈重為最大量程時輸出20mA。下排數(shù)碼管顯示稱重最大量程。2. 負(fù)數(shù)顯示 在最左邊數(shù)位顯示“”號1. 上限顯示 顯示“U-OL”表示稱量超過最大量程4. 下限顯示 當(dāng)顯示“d-OL”時，表示稱量低于下限顯示4.3 模擬部分1 適用的傳感器類型適用于電阻應(yīng)變式測力與稱重傳感器2 傳感器激勵電壓10V2%, Imax=2

30、00mA 3 傳感器靈敏度2mV/V4 輸入阻抗5M5 溫度系數(shù)100ppm/6 非線性誤差0.05%7采樣速度： 1000次秒8輸出模擬信號 420mA精度0.19. 零位可調(diào)范圍由0.05毫伏到15毫伏10.最大顯示分度數(shù)10，000分度第五章 壓力測量儀的相關(guān)操作5.1 一般說明 不要將壓力測量儀安裝在陽光直曬處，并須避免突然的溫度變化、振動或被風(fēng)吹。當(dāng)溫度大約為20或68、相對濕度約為50時，可獲得最佳的性能。通過電源線將壓力測量儀后端接地，并保證接觸良好。不要將地線接至其他設(shè)備的地線。 模擬輸入或輸出訊號對電子噪聲很敏感，故不應(yīng)將這些模擬輸入或輸出訊號的電線結(jié)扎在一起，以避免可能造成

31、的干擾。并請將這些電線遠(yuǎn)離交流電源，盡量縮短所有電線或同軸電纜的長度。 5.2 壓力測量儀輸入靈敏度 壓力測量儀輸入靈敏度(A)可通過以下方程式計算出來： 對于壓力測量儀而言，A必須大于或等于0.5。5.3 前面板說明 前面板外觀1N1N28765432ZERON4MODETAREM1N3ENTER 1. N1 指示燈 : 閃爍時表示正在通訊。2. N2 指示燈 : 備用。3. N3 指示燈 : 亮?xí)r顯示重量變動檢測。4. N4 指示燈 : 亮?xí)r顯示零。5. ENTER 按鍵 : 接受輸入數(shù)據(jù)。 6MODE 按鍵 : 選擇功能設(shè)定方式。7TARE 按鍵 : 設(shè)置時，用于選擇數(shù)據(jù)。8. ZERO

32、 按鍵 :正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，長按“ZERO”鍵，可對顯示的凈重清零。 5.4 控制輸出插座 插座編號 訊號含義 J8 24V+ 電源24V+ 24V- 電源24V- 4-20mA- 420mA 輸出- 4-20mA+ 420mA 輸出+ 插座編號 訊號含義 SHIELD 屏蔽 EX- 激勵電壓輸出- EX+ 激勵電壓輸出+ SIG- 信號輸入- SIG+ 信號輸入+ 5.5壓力測量儀的標(biāo)定 5.5.1.零點標(biāo)定零點標(biāo)定1KINDECI MODE 如果不標(biāo)定零點，可按MODE.鍵跳過零點標(biāo)定，直接進(jìn)入實物標(biāo)定。零點標(biāo)定2ZEROKINDECI 顯示器顯示“ ”長按ZERO鍵2秒執(zhí)行零點標(biāo)定。MODEK

33、INDECI 按“MODE”鍵進(jìn)入實物標(biāo)定。按“ENTER” 鍵，退出標(biāo)定菜單。5.5.2實物標(biāo)定壓力測量儀有兩種標(biāo)定方法A 開環(huán)標(biāo)定: 在要求精度小于1%時,可采用此標(biāo)定方法,不需要進(jìn)行實物標(biāo)定.進(jìn)入傳感器量程設(shè)定菜單,輸入稱重傳感器的量程，再進(jìn)入標(biāo)定菜單中,進(jìn)行零點標(biāo)定,然后退出菜單，便可正常使用.例如：使用量程為500KG的單傳感器，則進(jìn)入傳感器量程設(shè)定菜單,設(shè)定稱重傳感器的量程為：500.0（小數(shù)點位數(shù)在功能設(shè)置菜單中設(shè)置）。再進(jìn)入標(biāo)定菜單中,進(jìn)行零點標(biāo)定,然后退出菜單，便可正常使用.B 實物標(biāo)定: 在要求精度比較高時,須采用實物標(biāo)定方法進(jìn)入標(biāo)定菜單,進(jìn)行完零點標(biāo)定后, 按MODE 鍵

34、進(jìn)入實物標(biāo)定菜單,當(dāng)下排數(shù)碼管顯示“ ”時，可進(jìn)行實物標(biāo)定,此時，在秤臺上放置標(biāo)秤砝碼，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后, 將顯示器的讀數(shù)設(shè)定為所加砝碼的重量值,退出實物標(biāo)定菜單,完成實物標(biāo)定。進(jìn)行完實物標(biāo)定, 傳感器量程設(shè)定菜單中傳感器的量程值已自動刷新，該值為傳感器的實際量程值。例如：現(xiàn)場傳感器量程為500KG。 進(jìn)入標(biāo)定菜單,進(jìn)行完零點標(biāo)定后, 按MODE 鍵進(jìn)入實物標(biāo)定菜單 ,此時，在秤臺上放置80KG砝碼，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后, 用ZERO鍵和TARE鍵將顯示器的讀數(shù)設(shè)定為80.0KG，然后退出菜單，便可正常使用.此時，傳感器量程設(shè)定菜單中傳感器的量程值被自動修正實際量程值，例如499.8KG。注意：完成實物標(biāo)

35、定后，不要再手動更改傳感器量程設(shè)定菜單中傳感器的量程值進(jìn)入實物標(biāo)定當(dāng)下排數(shù)碼管顯示“ ”時，可進(jìn)行實物標(biāo)定。此時，在秤臺上放置標(biāo)秤砝碼，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后按ZERO 鍵，上排數(shù)據(jù)開始閃動。KINDECI ZERO用ZERO鍵和TARE鍵將顯示器的讀數(shù)設(shè)定為所加砝碼的重量值。KINDECI TAREZERO按MODE鍵完成實物標(biāo)定過程，進(jìn)入下一步標(biāo)定過程。(標(biāo)定量程最小為100格)MODEKINDECI 建議：標(biāo)秤在最大量程的1/2以上重量處進(jìn)行。第六章 基于單片機(jī)的壓力測量儀的硬件設(shè)計6.1以單片機(jī)為核心壓力測量儀的其本組成MSP430系列單片機(jī)是TI公司研發(fā)的一 種超低功耗、混合信號控制器,能夠在

36、低電壓(1.83.6V)下以CPUOFF(CPU停止工作)和OSCOFF(晶振停止工作)等5種超低功耗(掉電模式下工作電流0.1A、備用模式下工 作電流0.8A、1MIPS下工作電流250 A)工作模式工作,具有數(shù)字控制的振蕩器喚醒時間 少于6 s,從而延長了待機(jī)時間并使啟動更加迅速,降低了電池的功耗3。這一系統(tǒng)設(shè)計中采用的是TI公司的MSP430F149,功耗低(采用flash存儲技術(shù)可以將功耗降低1/5),系統(tǒng)集成度高(包括flash,BRam;12bitA/D;WDT;Timer_A;Timer_B;2個USART接口),而且MSP430F149的運(yùn)行環(huán)境溫度范圍 為-40+85,可以適

37、應(yīng)各種惡劣的環(huán)境。因此,非常適合于開發(fā)高度智能化、低功耗、便攜式智能終端設(shè)備。以單片機(jī)為核心的壓力測量儀的基本組成如圖1.3所示單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換接口被測量面版按鍵按鍵輸入接口片外擴(kuò)展存儲器D/A轉(zhuǎn)換接口控制量顯示器接口LED圖1.3 壓力測量儀的基本組成6.2單片機(jī)MSP430 F149介紹6.2.1功能介紹MSP430是德州公司新開發(fā)的一類具有16位總線的帶FLASH 的單片機(jī),由于其性價比和集成度高,受到廣大技術(shù)開發(fā)人員的青睞.它采用16位的總線,外設(shè)和內(nèi)存統(tǒng)一編址,尋址范圍可達(dá)64K, 還可以外擴(kuò)展存儲器.具有統(tǒng)一的中斷管理,具有豐富的片上外圍模塊,片內(nèi)有精密硬件乘法器、兩個16位定時器

38、、一個14路的12位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、一個看門狗、6 路P 口、兩路USART通信端口、一個比較器、一個DCO內(nèi)部振蕩器和兩個外部時鐘,支持8M 的時鐘.由于為FLASH型,則可以在線對單片機(jī)進(jìn)行調(diào)試和下載,且JTAG 口直接和FET(FLASH EMULATION TOOL) 的相連,不須另外的仿真工具,方便實用,而且,可以在超低功耗模式下工作,對環(huán)境和人體的輻射小,測量結(jié)果為100mw 左右的功耗( 電流為14m A 左右), M430F149單片機(jī)采用了業(yè)界最為先進(jìn)的MSP處理器和高精度A/D轉(zhuǎn)換器。內(nèi)部采用多級光電隔離和濾波環(huán)節(jié),保證測量儀的精度和穩(wěn)定性。在EW23 環(huán)境下進(jìn)行編程, 匯編

39、, 連接, 在CSPY 環(huán)境下進(jìn)行調(diào)試。以下是MSP430F149設(shè)計外圍模塊功能圖.圖1.4MSPF149外圍模塊功能圖6.2.2各引腳功能1腳DVCC:數(shù)字供電電源正端；7腳VREF+:參考電壓的正輸出引腳；8腳XIN:晶體振蕩器XT1的輸入端口，可連接標(biāo)準(zhǔn)晶振或者鐘表晶振；9腳:為外部低頻時鐘晶振輸入端（程序中說明一般用LFXTICLK表示）。XOUT/TCLK I/O 晶體振蕩器XT1的輸出引腳或測試時鐘輸入；10腳VeREF+ 10 I/P ：外部參考電壓的輸入；11腳 VREF-/VeREF- ：內(nèi)部參考電壓或者外加參考電壓的引腳；48腳:的第二功能為MSP430F149單片機(jī)MC

40、LK（主系統(tǒng)時鐘）的輸出端；49腳:的第二功能為MSP430F149單片機(jī) SCLK（子系統(tǒng)時鐘）的輸出端；50腳:的第二功能為MSP430F149單片機(jī) ACLK（輔系統(tǒng)時鐘）的輸出端；52腳XT2OUT：晶體振蕩器XT2的輸出引腳；53腳:為外部高頻時鐘晶振輸入端（程序中說明一般用XT2CLK或HF XTAL表示）。XT2IN 晶體振蕩器XT2的輸入端口，只能連接標(biāo)準(zhǔn)晶振；54腳TDO/TDI：測試數(shù)據(jù)輸出端口，TDO/TDI數(shù)據(jù)輸出或者編程數(shù)據(jù)輸出引腳；55腳TDI/TCLK：測試數(shù)據(jù)輸入，TDI用作數(shù)據(jù)輸入端口，芯片保護(hù)熔絲連接到TDI；56腳TMS:測試模式選擇，TMS用作芯片編程和

41、測試的輸入端口；57腳TCK:為JTAG接口（同時擁有仿真器和編程器的功能），用于下載程序并實現(xiàn)硬件在線仿真。測試時鐘，TCK是芯片編程測試和bootstrap loader啟動的時鐘輸入端口；58腳RST/NMI ：為430單片機(jī)的復(fù)位引腳（低電平有效）。復(fù)位輸入，不可屏蔽中斷輸入端口或者Bootstrap Lload啟動（FLASH）；59腳TA0，60腳TA1，61腳TA2，2腳A3，3腳A4，4腳A5，5腳A6，6腳A7 的第二功能為8路的內(nèi)部12位ADC模擬電壓輸入端口；62腳AVSS:為模擬電源接口，模擬供電電源負(fù)端,只為ADC和DAC的模擬部分供電；63腳DVSS:為數(shù)字電源接口

42、，數(shù)字供電電源負(fù)端.為所有數(shù)字部分供電；64腳AVCC:模擬供電電源正端.只為ADC和DAC的模擬部分供電。 注意：MSP430系列單片機(jī)的供電電壓為1.8V3.6V。本壓力測量儀供電電壓3.3V。說明（在MSP430小系統(tǒng)中數(shù)字電源地與模擬電源地必須通過0歐電阻連接起來以防止數(shù)字電路產(chǎn)生的高頻信號對模擬電路造成影響）6.3看門狗MAX706R6.3.1看門狗介紹看門狗在單片機(jī)系統(tǒng)中是不可缺少的，如果在單片機(jī)系統(tǒng)中沒有看門狗，那么運(yùn)行的可靠性就得不到保證：因此綜合以上原因，我們選擇了比較成熟的MAX706R。MAX706R是一組CMOS監(jiān)控電路，能夠監(jiān)控電源電壓、電池故障和微處理器（MPU或m

43、P）或微控制器（MCU或mC）的工作狀態(tài)。將常用用的多項功能集成到一片8腳封裝的小芯片內(nèi)，與采用分立元件或單一功能芯片組合的電路相比，大減小了系統(tǒng)電路的復(fù)雜性和元器件的數(shù)量，顯著提高了系統(tǒng)可靠性和精確度。一旦MPU/MCU處于未知狀態(tài)，比如程序“跑飛”或進(jìn)入死循環(huán)，就需要將系統(tǒng)復(fù)位。6.3.2工作原理對于MAX706而言，在上電期間只要Vcc大于1.0V，就能保證輸出電壓不高于0.4V的低電平。在Vcc上升期間RESET維持低電平直到電源電壓升至復(fù)位門限(4.65V或4.40V)以上,在超過此門限后，內(nèi)部定時器大約再維持200ms后釋放RESET，使其返回高電平。無論何時只要電源電壓降低到復(fù)位

44、門限以下(即電源跌落)，RESET引腳就會變低。如果在已經(jīng)開始的復(fù)位脈沖期間出現(xiàn)電源跌落，復(fù)位脈沖至少再維持140ms。在掉電期間，一旦電源電壓Vcc降到復(fù)位門限以下，只要Vcc不比1.0V還低，就能使RESET維持電壓不高于0.4V的低電平。6.3.3各引腳功能1腳MR：人工復(fù)位；2腳VCC：電源輸入；3腳GND：地；4腳PFI：電源掉落電壓監(jiān)測輸入；5腳PFO：電源掉落信號輸出；6腳WDI：看門狗輸入；7腳RESET：復(fù)位信號輸出；復(fù)位信號用于啟動或者重新啟動MPU/MCU，令其進(jìn)入或者返回到預(yù)知的循環(huán)程序并順序執(zhí)行；8腳WDO：看門狗輸出。6.4 A/D轉(zhuǎn)換器ADS8320模擬量輸入通道

45、的任務(wù)是將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。能夠完成這一任務(wù)的器件稱之為模數(shù)轉(zhuǎn)換器，簡稱A/D轉(zhuǎn)換器。本次設(shè)計的中A/D轉(zhuǎn)換器的任務(wù)是將放大器輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換位數(shù)字量進(jìn)行輸出。1.內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳排列ADS8320的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1.5所示，它由采樣/保持放大器、D/A轉(zhuǎn)換器、比較器、移位寄存器、控制邏輯電路、串行接口電路等組成。圖1.5 ADS8320內(nèi)部結(jié)構(gòu)2.其管腳排列如圖1.6所示:圖1.6 ADS8320的管腳排列各引腳的功能如下：1腳VREF:為外接參考電壓輸入端；2腳,3腳+IN、-IN:為外接差動模擬信號輸入端；4腳GND:為供電電源接入端；5腳CS/SHDN:為片選/關(guān)斷控制端；6腳DOUT

46、:為A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)字結(jié)果串行輸出端；7腳DCLOCK:為時鐘輸入端；8腳+Vcc:為供電電源接入端。6.5 顯示驅(qū)動芯片MAX7219MAX7219是MAXIM公司生產(chǎn)的一種集成化的串行輸入/輸出共陰極顯示驅(qū)動芯片,它連接微處理器與8位數(shù)字的7段數(shù)字LED顯示，也可以連接條線圖顯示器或者64個獨立的LED發(fā)光二級管。其上包括一個片上的B型BCD編碼器、多路掃描回路，段字驅(qū)動器，而且還有一個8*8的靜態(tài)RAM用來存儲每一個數(shù)據(jù)。該芯片具有10MHz傳輸率的三線串行接口可與任何微處理器相連，只需一個外接電阻即可設(shè)置所有LED的段電流。 只有一個外部寄存器用來設(shè)置各個LED的段電流。MAX7219同

47、樣允許用戶對每一個數(shù)據(jù)選擇編碼或者不編碼。整個設(shè)備包含一個150A的低功耗關(guān)閉模式，模擬和數(shù)字亮度控制，一個掃描限制寄存器允許用戶顯示1-8位數(shù)據(jù)，還有一個讓所有LED發(fā)光的檢測模式。它的操作很簡單，MCU只需通過模擬SPI三線接口就可以將相關(guān)的指令寫入MAX7219的內(nèi)部指令和數(shù)據(jù)寄存器，同時它還允許用戶選擇多種譯碼方式和譯碼位。此外它還支持多片7219串聯(lián)方式，這樣MCU就可以通過3根線（即串行數(shù)據(jù)線、串行時鐘線和芯片選通線）控制更多的數(shù)碼管顯示。1.內(nèi)部引腳分配如圖1.7所示：圖1.7 MAX7219的內(nèi)部引腳分配2.外部引腳分配如圖1.8所示:圖1.8 MAX7219的外部引腳分配各引

48、腳的功能為： 1腳DIN：串行數(shù)據(jù)輸入端； 2腳7腳(DIG0DIG7)：8位LED位選線，從共陰極LED中吸入電流；12腳LOAD：裝載數(shù)據(jù)輸入 ；13腳CLK：串行時鐘輸入；SEG ASEG G DP:7段驅(qū)動和小數(shù)點驅(qū)動； 18腳ISET:通過一個10k電阻和Vcc相連，設(shè)置段電流；24腳DOUT：串行數(shù)據(jù)輸出端，用于級連擴(kuò)展。6.6顯示模塊7段數(shù)碼管6.6.1結(jié)構(gòu)及工作原理發(fā)光二極管（LED是一種由磷化鎵（GaP）等半導(dǎo)體材料制成的，能直接將電能轉(zhuǎn)變成光能的發(fā)光顯示器件。當(dāng)其內(nèi)部有一一電流通過時，它就會發(fā)光。7段數(shù)碼管一般由8個發(fā)光二極管組成，其中由7個細(xì)長的發(fā)光二極管組成數(shù)字顯示，另

49、外一個圓形的發(fā)光二極管顯示小數(shù)點。當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時，相應(yīng)的一個點或一個筆畫發(fā)光?？刂葡鄳?yīng)的二極管導(dǎo)通，就能顯示出各種字符，盡管顯示的字符形狀有些失真，能顯示的數(shù)符數(shù)量也有限，但其控制簡單，使有也方便。6.6.2 LED顯示器連接方法LED顯示器中的發(fā)光二極管共有兩種連接方法：共陽極接法把發(fā)光二極管的陽極連在一起構(gòu)成公共陽極。使用時公共陽極接5V。陰極端輸入低電平的段發(fā)光二極管導(dǎo)通點亮，輸入高電平的則不點亮。共陰極接法把發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極。使用時會共陰極接地，陽極端輸入高電平的段發(fā)光二極管導(dǎo)通點亮，輸入低電平的則不點亮。發(fā)光二極管的陽極連在一起的稱為共陽極數(shù)碼管，陰極連在一起

50、的稱為共陰極數(shù)碼管，如圖所示。共陰極共陽極 7段數(shù)碼管內(nèi)部字段LED和引腳分布圖1.6 7段數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖6.6.3顯示驅(qū)動七段LED顯示器需要由驅(qū)動電路驅(qū)動。在七段LED顯示器中，共陽極顯示器，用低電平驅(qū)動；共陰極顯示器，用高電平驅(qū)動。點亮顯示器有靜態(tài)和動態(tài)兩種方式。1.靜態(tài)顯示所謂靜態(tài)顯示，就是當(dāng)顯示器顯示某一字符時，相應(yīng)段的發(fā)光二極管恒定地導(dǎo)通或截止。這種顯示方法的每一位都需要有一個8位輸出口控制。如圖1.7所示：圖1.7四位靜態(tài)顯示電路2.動態(tài)顯示所謂動態(tài)顯示就是一位一位地輪流點亮各位顯示器（掃描），對于顯示器的每一位而言，每隔一段時間點亮一次。在同一時刻只有一位顯示器在工作（點亮），利

51、用人眼的視覺暫留效應(yīng)和發(fā)光二極管熄滅時的余輝效應(yīng)，看到的卻是多個字符“同時”顯示如圖1.8所示。圖1.8四位動態(tài)顯示的電路在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，以上是數(shù)碼管顯示器顯示常用兩種辦法：靜態(tài)顯示和動態(tài)掃描顯示?；贚ED的優(yōu)點在本次設(shè)計中采用了數(shù)碼管的靜態(tài)顯示。所謂靜態(tài)顯示，就是每一個數(shù)碼管顯示器都要占用單獨的具有鎖存功能的I/O接口用于筆劃段字形代碼。這樣單片機(jī)只要把要顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路，就不用管它了，直到要顯示新的數(shù)據(jù)時，再發(fā)送新的字形碼，因此，使用這種辦法單片機(jī)中CPU的開銷小。能供給單獨鎖存的I/O接口電路很多，常用的串并轉(zhuǎn)換電路74LS164，他的電路如圖1.9所示:圖1.9 靜態(tài)

52、LED顯示電路顯示器亮度既與點亮?xí)r的導(dǎo)通電流有關(guān)，也與點亮?xí)r間和間隔時間的比例有關(guān)。調(diào)整電流和時間參數(shù)，可實現(xiàn)亮度較高較穩(wěn)定的顯示。6.7按鍵按鍵是單片機(jī)系統(tǒng)實現(xiàn)人機(jī)對話的常用輸入設(shè)備。我們通過按鍵，向計算機(jī)系統(tǒng)輸入各種數(shù)據(jù)和命令，亦可通過使用按鍵，讓單片機(jī)系統(tǒng)處于預(yù)定的功能狀態(tài)。要想實現(xiàn)壓力的顯示需硬件與軟件配合，最終調(diào)試出來。第七章 系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件設(shè)計采用模塊化結(jié)構(gòu)，測量儀器儀表包括壓力測量儀器的總的發(fā)展趨勢是高性能、數(shù)字化、集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。本課設(shè)主要完成以單片機(jī)為核心的壓力測量儀的設(shè)計，課題結(jié)合了實際生產(chǎn)過程相關(guān)技術(shù)特點，利用電阻應(yīng)變式傳感器獲取被測對象指標(biāo)，由按鍵輸入控制

53、測量儀的清零及標(biāo)稱，順利完成生產(chǎn)。通過壓力傳感器將需要測量的位置的壓力信號轉(zhuǎn)化為電信號，再經(jīng)過運(yùn)算放大器進(jìn)行信號放大，送至AD轉(zhuǎn)換器，然后將模擬信號轉(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?；趩纹瑱C(jī)的壓力測量儀，選擇的單片機(jī)是M430F149單片機(jī)的測量與顯示，將壓力經(jīng)過壓力傳感器變?yōu)殡娦盘?，用來將現(xiàn)場的稱重傳感器信號放大、修正后顯示并以420mA形式輸出,后進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，我們所采樣的A/D轉(zhuǎn)換器為ADS8320,轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。壓力測量儀接收到傳感器傳送過來的數(shù)據(jù)后，經(jīng)處理后，傳送入單片機(jī)，單片機(jī)計算完壓力值后

54、，會把壓力值傳輸?shù)絃CD顯示模塊顯示。壓力測量儀設(shè)有按鍵，當(dāng)按下時，可在LCD顯示器上顯示出壓力值，直至清零。壓力測量儀的結(jié)構(gòu)如圖所示，它以M430F149單片機(jī)為核心，包括傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、LCD顯示器。它的原理圖如圖2.0所示:電源按鍵LCD顯示器壓力傳感器單片機(jī)M430F149A/D轉(zhuǎn)換器 圖2.0 壓力測量儀方框圖第八章 總結(jié)我通過對壓力測量儀的設(shè)計，使我體會到了成功的喜悅，也懂得了任何事情的成功都要付出艱辛的勞動和辛勤的汗水。幾個月的畢業(yè)設(shè)計終于要畫上句號，通過這次畢業(yè)設(shè)計，我感覺受益匪淺。因為此次設(shè)計結(jié)合了大學(xué)里各專業(yè)課的內(nèi)容，所以在這短短的幾個月中，我把學(xué)到的有關(guān)單片機(jī)原理與

55、應(yīng)用、微機(jī)接口、數(shù)字電子、等相關(guān)知識都運(yùn)用在此次設(shè)計中，完成了基于單片機(jī)壓力測量義設(shè)計。本次設(shè)計，不僅讓我重新復(fù)習(xí)了從前的知識，而且還彌補(bǔ)了以前的許多漏洞，學(xué)會了綜合運(yùn)用知識，學(xué)會了應(yīng)用實踐。讓我學(xué)會了綜合考慮問題，全面分析問題，體會到了理論聯(lián)系實際的重要性。通過這次實踐，我了解了壓力測量儀的用途及工作原理，熟悉了壓力測量儀的設(shè)計步驟，應(yīng)用單片機(jī)、模數(shù)轉(zhuǎn)換和液晶顯示的編程原理，使用MSP430軟件進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)仿真，調(diào)試，測量重力應(yīng)用，分析原理圖，查閱資料，熟悉芯片管腳以及芯片引腳功能。此次畢業(yè)設(shè)計是對我專業(yè)知識和專業(yè)基礎(chǔ)知識一次實際檢驗和鞏固。同時，畢業(yè)設(shè)計也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處,比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識的能力，動手能力不夠強(qiáng)等等。這次設(shè)計使我明白自己知識還很淺薄，以后更應(yīng)該在工作學(xué)習(xí)中不斷提高自身的理論基礎(chǔ)，實踐能力，將理論很好的接合實際的應(yīng)用,多動手，多動腦，不清楚的多查閱資料,相信在做任何事情都可以做好。致謝經(jīng)過一學(xué)期的忙碌，本次畢業(yè)論文設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，作為一個本科生的畢業(yè)論文，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)同事的幫助，想要完成這個