1、精選優質文檔-傾情為你奉上目錄專心-專注-專業一、設計題目與設計任務1.設計題目：單片機壓力測控系統設計 2.設計任務1、本設計是微機控制的制氧機壓力測控系統。單片機系統通過壓力傳感器和檢測比較器測得氣缸內壓力達到某一上限值(176 kPa)和下限值(64 kPa)時，單片機系統控制執行相應的動作(達到上限值時打開放氣閥放氣，達到下限值關閉放氣閥進行充氣)。如此反復循環,不斷將氧氣提供給需氧者。在此過程中若充氣或放氣10 s仍達不到設定值(176 kPa和64 kPa)則進行光報警。2、寫出壓力測量過程，繪制壓力控制系統結構圖。3、（1）系統硬件電路設計。 單片機采用89S52；選擇適合上述測

2、量范圍的壓力傳感器，設計數據采集及信號調理電路，設計鍵盤顯示電路及報警電路。 （2）編制壓力測量程序。 二、前言 本設計為基于AT89S52單片機的氣缸壓力測量與控制系統，壓力傳感器選擇1210030G3S，能夠在0207kPa范圍內有效測量氣缸供氧系統的壓力，并進行實時壓力（LED）顯示。單片機控制部分實現當壓力超出上限值176kPa時，放氣閥打開進行放氣，當壓力低于下限值64kPa時，放氣閥關閉，氣缸充氣；壓力在正常范圍（64176kPa）時，壓力改變不影響放氣閥的狀態。報警功能實現當壓力超出設定的壓力范圍（64176kPa）10S時，發光二極管點亮進行報警。關鍵詞：AT89S52單片機、

3、1210030G3S型壓力傳感器、LED顯示、報警。三、主體設計1、系統設計考慮到過程控制系統的一般組成及本次設計的任務要求，本設計主要由以下幾部分組成:被控對象（氣缸及附帶的進氣閥和放氣閥）、壓力傳感器FT、A/D轉換（ADC0808）、AT89S52單片機、LED顯示、報警電路和放氣閥驅動電路。2、系統框圖基于AT89S52的壓力測控系統3、設計思路 壓力傳感器（1210030G3S）測量氣缸中的壓力（0207kPa）輸出電流信號（75150mA），經A/D模數轉換（結果為即0255）后給單片機，單片機進行算法處理將傳感器的輸出信號和測量的壓力對應起來并實時顯示在LED上，當所測壓力大于1

4、76kPa時，放氣閥打開進行放氣，當所測壓力小于64kPa時，放氣閥關閉，進氣閥給氣缸充氣。此過程中若放氣或充氣10S任沒達到正常的壓力范圍則進行1S報警。當然A/D轉換的啟停、壓力大小的判斷、10S延時都由單片機來控制。4、壓力傳感器和A/D轉換芯片選擇（1）壓力傳感器1210030 G3 S 網上查找了很多壓力傳感器，其中較為典型常用的是上海名動公司生產的MDPS系列和MDGA高精度絕壓傳感器，但是由于二者都不適合本次課程設計的壓力范圍（0200kPa），最終選擇1210030G3S壓力傳感器，它的測壓范圍為30*6.895=207kPa，輸出電流范圍是75150mA，性能參數如下：典型應

5、用電路如下：設計仿真時由于PROTEUS中沒有傳感器，因此用一個范圍為75150分壓電路代替傳感器的輸出電流，使的仿真得以進行。（2）AD模數轉換芯片ADC0809ADC0809是目前廣泛使用的逐位逼近型8位單片A/D轉換芯片，片內含8 路模擬開關，可允許8路模擬量輸入。主要由3部分組成：模擬輸入選擇部分、轉換器部分、輸出部分。ADC0809芯片為28引腳為雙列直插式封裝，ADC0809主要信號引腳功能說明如下：IN7IN0八路模擬量輸入通道。ALE地址鎖存允許信號。START轉換啟動信號。START=1轉換啟動。A、B、C地址線、 通道端口選擇線。CLK時鐘信號。ADC0809要求外接時鐘頻

6、率為10kHz1.2MHz。通常使用頻率為500KHz的時鐘信號。EOC轉換結束信號。EOC=1,轉換結束。D7D0數據輸出線。OE輸出允許信號。OE=1，輸出轉換得到的數據。Vcc +5V電源。Vref參考電源參考電壓用來與輸入的模擬信號進行比較，作為逐次逼近的基準。其典型值為+5V(Vref(+)=+5V, Vref(-)=-5V)。ADC0809與MCS-51單片機的連接主要涉及兩個問題。一是8路模擬信號通道的選擇，二是A/D轉換完成后轉換數據的傳送。轉換數據的傳送有定時傳送方式、查詢方式、中斷方式這三種方式。A、B、C的值與被選擇的通道之間的關系如下表11所示：表11 通道選擇表 實際

7、畫圖時由于PROTEUS中沒有ADC0809，因此用ADC0808代替。ADC0808和ADC0809的使用接發相同，只是ADC0809的轉換誤差為1位，ADC0808為5位而已。四、參考文獻1. 51單片機原理及應用基于Keil C與Proteus陳海宴 北京航空航天大學出版社。2. 單片機原理與接口技術第二版 馬淑華等 北京郵電大學出版社。3. 微型計算機原理與接口技術第二版 馮博琴 吳寧 清華大學出版社。五、結束語 本次課程設計歷時一周，除鍵盤電路外基本完成了所要求的設計任務。設計過程中參考了陳海宴老師編著的51單片機原理及應用基于Keil C與Proteus一書中數字電壓表的設計。本設

8、計的難點在于：考慮到現場傳感器的氣體壓力測量與傳感器輸出是實時進行的，因此ADC0808的模數轉換必須時刻進行，至少兩次轉換之間的時間間隔不能太長。但是如果一次轉換完成后立即進行下一次轉換，則對應的轉換子程序就是一個死循環，這樣的話就不能進行報警，因為無法取出10S之后的轉換數據。考慮到這個問題之后再轉換之程序中做一個0.1S的延時，這樣每次轉換大約耗時0.1S，轉換子程序進行多少次轉換通過主程序來控制，這樣調用轉換子程序100次之后就可以得到10S以后的轉換結果，將轉換結果和壓力上下限比較以后就可以決定是否進行報警了。當然，這樣做的局限是使得LED的顯示不那么連續了。因此，進一步想辦法解決這

9、個問題是我們以后應該繼續做的。 設計過程中老師和同學給了我很多支持和幫助，這里一并致謝！六、完整程序#include<reg51.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar code table=0xfc,0x60,0xda,0xf2,0x66,0xb6,0xbe,0xe0,0xf6,0xee,0x3e,0x9c,0x7a,0x9e,0x8e;/七段共陰數碼管編碼表sbit START=P30;sbit EOC=P31; sbit OE=P32;sbit ONOFF=P33; /控制放氣門開或關sbit A

10、LARM=P34; /報警顯示void delay(uint m) /LED顯示延時子程序 while(m-);delay1(uint c) /循環間隔延時C毫秒子程序 uchar a,b; for( ;c>0;c-) for(b=142;b>0;b-) for(a=2;a>0;a-);void fun1(uint i) /AD轉換及數據處理子程序 uint P; extern uint PP; /定義全局變量PP START=1; START=0; while(i>0) /fun1只執行i次 if(i>0) OE=1; /轉換結束輸出使能 P=P0; /AD轉換

11、結果賦給P P=P*1.0/255*207; /完成75150mA到0207kPa的轉換 OE=0; /停止輸出 P2=0xfe; /個位位選 P1=tableP%10; /個位段選 delay(500); /個位顯示延時約1ms P2=0xfd; /十位位選 P1=tableP/10%10; /十位段選 delay(500); /十位顯示延時約1ms P2=0xfb; /百位位選 P1=tableP/100%10; /百位段選 delay(500); /百位顯示延時約1ms if(P>176)ONOFF=1; /打開放氣閥 if(P<64)ONOFF=0; /打開放氣閥 i=i-

12、1; delay1(100); /每次轉換后延時100ms（0.1s） START=1; /啟動下一次轉換 START=0; void main() /主程序 ONOFF=0; /初始時放氣閥關閉 START=0; /初始時不進行AD轉換 ALARM=0; /初始時不報警 OE=0; while(1) /死循環 fun1(1); /調用一次轉換子程序 PP=P; /轉換處理結果（壓力值）給PP if(PP>176|PP<64) /判斷壓力是否超限 fun1(100); /壓力超限則調用轉換子程序100次，用時約0.1*100=10s PP=P; if(PP>176) /10s后壓力任超出上限則進行報警 ALARM=1; delay1(1000); /報警顯示延時1s if(PP<64) /10s后壓力任超出下限則進行報警 ALARM=1; delay1(1000); /報警顯示延時1s if(64<PP<176) /10s后壓力正常則不進行報警 ALARM=0; delay1(1000); else if(64<PP