沈陽四川標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字壓力表

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基于AT89C52的數(shù)字式壓力表設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)一設(shè)計(jì)要求4位LED顯示傳感器調(diào)理電路A/D電路數(shù)據(jù)處理04.883v10v15vMAX197如1/2本數(shù)字式壓力表傳感器能夠辨識(shí)-10kN到10kN壓力，需設(shè)計(jì)傳感器供電電路，即10V穩(wěn)壓電路。傳感器在量程范圍內(nèi)返回-17mV到17mV電壓，以供AD采樣電路進(jìn)行模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換，為使原始數(shù)據(jù)能夠達(dá)到足夠采樣精度，需設(shè)計(jì)調(diào)理電路及相應(yīng)的供電電路。數(shù)據(jù)處理模塊需設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)代碼及相應(yīng)的顯示模塊，如LED，用以用戶查看當(dāng)前的壓力信息。二器件選型2.1傳感器傳感器默認(rèn)為老師指定型號(hào)，由于提供了供電管腳及信號(hào)管腳，則可對(duì)該類傳感器進(jìn)行應(yīng)用。2.2調(diào)理電路調(diào)理電路為實(shí)現(xiàn)放大及濾波功能，選用AD620及OP07，按照典型電路進(jìn)行連接。其中AD620為低成本，高精度的單片儀器放大器，為8引腳SOIC塑封外形，見圖1，其主要特點(diǎn)如表1。表1供電電源增益選擇增益范圍最大增益誤差帶寬功耗-2.3至18V電阻編程1至10k0.71MHz最大650mV輸入失調(diào)電壓輸入失調(diào)漂移輸入偏置電流最小共模抑制比溫度范圍最大125uV最大1uV/攝氏度最大20nA93dB-40至85攝氏度圖1AD620塑封外形圖2OP07塑封外形AD620具有高精度最大非線性度40ppm、低失調(diào)電壓最大50μV和低失調(diào)漂移最大0.6μV/°C特性，是電子秤和傳感器接口等精密數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的理想之選。它還具有低噪聲、低輸入偏置電流和低功耗特性，使之非常適合ECG和無創(chuàng)血壓監(jiān)測儀等醫(yī)療應(yīng)用。由于其輸入級(jí)采用Superβeta處理，因此可以實(shí)現(xiàn)最大1.0nA的低輸入偏置電流。AD620在1kHz時(shí)具有9nV/√Hz的低輸入電壓噪聲，在0.1Hz至10Hz頻帶內(nèi)的噪聲為0.28μV峰峰值，輸入電流噪聲為0.1pA/√Hz，因而作為前置放大器使用效果很好。同時(shí)，AD620的0.01建立時(shí)間為15μs，非常適合多路復(fù)用應(yīng)用；而且成本很低，足以實(shí)現(xiàn)每通道一個(gè)儀表放大器的設(shè)計(jì)。OP07芯片是一種低噪聲，塑封見圖2，非斬波穩(wěn)零的雙極性運(yùn)算放大器集成電路。由于OP07具有非常低的輸入失調(diào)電壓（對(duì)于OP07A最大為25μV），所以O(shè)P07在很多應(yīng)用場合不需要額外的調(diào)零措施。OP07同時(shí)具有輸入偏置電流低（OP07A為±2nA）和開環(huán)增益高（對(duì)于OP07A為300V/mV）的特點(diǎn)，這種低失調(diào)、高開環(huán)增益的特性使得OP07特別適用于高增益的測量設(shè)備和放大傳感器的微弱信號(hào)等方面，以下為其部分特性超低偏移150μV最大。低輸入偏置電流1.8nA。低失調(diào)電壓漂移0.5μV/℃。超穩(wěn)定，時(shí)間2μV/month最大高電源電壓范圍±3V至±22V。2.3AD模塊模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊選用MAX197進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，塑封圖見圖3。MAX197無需外接元器件就可獨(dú)立完成A/D轉(zhuǎn)換功能。它可分為內(nèi)部采樣模式和外部采樣模式，采樣模式由控制寄存器的D5位決定。在內(nèi)部采樣控制模式控制位置0中，由寫脈沖啟動(dòng)采樣間隔，經(jīng)過瞬間的采樣間隔芯片時(shí)鐘為2MHz時(shí)，為3ms，即開始A/D轉(zhuǎn)換。在外部采樣模式D51中，由兩個(gè)寫脈沖分別控制采樣和A/D轉(zhuǎn)換。在第一個(gè)寫脈沖出現(xiàn)時(shí)，寫入ACQMOD為1，開始采樣間隔。在第二個(gè)寫脈沖出現(xiàn)時(shí)，寫入控制字ACQMOD為0，MAX197停止采樣，開始A/D轉(zhuǎn)換。這兩個(gè)寫脈沖之間的時(shí)間間隔為一次采樣時(shí)間。當(dāng)一次轉(zhuǎn)換結(jié)束后，MAX197相應(yīng)的INT引腳置低電平，通知處理器可以讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。內(nèi)部采樣模式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)序?qū)τ谀M到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，時(shí)序要求非常嚴(yán)格，由于MAX197的數(shù)字信號(hào)輸出引腳是復(fù)用的，要正確讀出轉(zhuǎn)換結(jié)果，時(shí)序要求尤其重要。在一次采樣開始前，可以通過單片機(jī)的8位數(shù)據(jù)線把這些控制字寫入MAX197來初始化相應(yīng)的參數(shù)。然后按照一定的時(shí)序進(jìn)行采樣和轉(zhuǎn)換。圖3MAX197塑封圖對(duì)于模擬到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，時(shí)序要求非常嚴(yán)格，由于MAX197的數(shù)字信號(hào)輸出引腳是復(fù)用的，要正確讀出轉(zhuǎn)換結(jié)果，時(shí)序要求尤其重要。在一次采樣開始前，可以通過單片機(jī)的8位數(shù)據(jù)線把這些控制字寫入MAX197來初始化相應(yīng)的參數(shù)。然后按照一定的時(shí)序進(jìn)行采樣和轉(zhuǎn)換。圖3中HBEN為12位數(shù)據(jù)高4位或低8位有效控制位，當(dāng)此位為高時(shí)，高4位數(shù)據(jù)有效，為低時(shí)低8位數(shù)據(jù)有效。可以通過控制這個(gè)引腳來讀取12位的轉(zhuǎn)換結(jié)果。2.4數(shù)據(jù)處理模塊數(shù)據(jù)處理模塊選用AT89C52內(nèi)核單片機(jī)，外圍電路選用MAX232實(shí)現(xiàn)串口通信，LED用以顯示用戶期望數(shù)據(jù)。AT89C52是51系列單片機(jī)的一個(gè)型號(hào)，它是ATMEL公司生產(chǎn)的。AT89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含8kbytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的AT89C52單片機(jī)可為您提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場合。AT89C52有40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，2個(gè)讀寫口線，AT89C52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程,但不可以在線編程S系列的才支持在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。兼容MCS51指令系統(tǒng)·8k可反復(fù)擦寫1000次）FlashROM·32個(gè)雙向I/O口·256x8bit內(nèi)部RAM·3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷·時(shí)鐘頻率0-24MHz·2個(gè)串行中斷·可編程UART串行通道·2個(gè)外部中斷源·共6個(gè)中斷源·2個(gè)讀寫中斷口線·3級(jí)加密位·低功耗空閑和掉電模式·軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能AT89C52P為40腳雙列直插封裝的8位通用微處理器，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的C51內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的8xc52相同，其主要用于會(huì)聚調(diào)整時(shí)的功能控制。功能包括對(duì)會(huì)聚主IC內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)RAM及外部接口等功能部件的初始化，會(huì)聚調(diào)整控制，會(huì)聚測試圖控制，紅外遙控信號(hào)IR的接收解碼及與主板CPU通信等。主要管腳有XTAL1（19腳）和XTAL2（18腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接12MHz晶振。RST/Vpd（9腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。VCC（40腳）和VSS（20腳）為供電端口，分別接5V電源的正負(fù)端。P0P3為可編程通用I/O腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計(jì)中，P0端口（3239腳）被定義為N1功能控制端口，分別與N1的相應(yīng)功能管腳相連接，13腳定義為IR輸入端，10腳和11腳定義為I2C總線控制端口，分別連接N1的SDAS（18腳）和SCLS（19腳）端口，12腳、27腳及28腳定義為握手信號(hào)功能端口，連接主板CPU的相應(yīng)功能端，用于當(dāng)前制式的檢測及會(huì)聚調(diào)整狀態(tài)進(jìn)入的控制功能。P0口P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口P0寫“1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash編程時(shí)，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。P1口P1是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此?p>了解更多關(guān)于：德陽數(shù)字 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