基于mpx4115的數(shù)字壓力測量儀器設(shè)計(已修改)
2025-07-04 03:44 本頁面
【正文】 南京林業(yè)大學(xué)大作業(yè)說明書基于MPX4115的數(shù)字壓力測量儀器設(shè)計學(xué)生姓名：xxx學(xué)生學(xué)號：08372專業(yè)：測控技術(shù)與儀器指導(dǎo)教師：程xx（一）系統(tǒng)總體設(shè)計1：設(shè)計整體思想基于MPX4115的數(shù)字氣壓計包括軟硬件的設(shè)計與調(diào)試。軟件部分通過對C語言的學(xué)習(xí)和對單片機知識的了解，根據(jù)系統(tǒng)的特點編寫出單片機程序。硬件部分分為四大塊，包括非電信號數(shù)據(jù)的采集、轉(zhuǎn)換、處理以及顯示:。通過對設(shè)計的了解，選擇適合的器件，畫出原理圖。2:系統(tǒng)總體框圖硬件部分由四部分構(gòu)成，它們分別是：信息采集模塊，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，信息處理模塊和數(shù)據(jù)顯示模塊。壓力傳感器A/D轉(zhuǎn)換器電源模塊單片機LED顯示器(二)硬件電路設(shè)計及描述1：數(shù)字壓力測量儀設(shè)計意義壓力測量儀被廣泛應(yīng)用于國防領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域以及我們?nèi)粘＜彝ド钪?。其中的核心元件就是壓力傳感器，它在監(jiān)視壓力大小、控制壓力變化以及物理參量的測量等方面起著重要作用。本系統(tǒng)設(shè)計的數(shù)字壓力測量儀采用單片機控制，具有使用方便、精度高、顯示簡單和靈活性等優(yōu)點，而且可以大幅提高被控氣壓的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量2：數(shù)據(jù)采集模塊的芯片選擇壓力傳感器對于系統(tǒng)至關(guān)重要，需要綜合實際的需求和各類壓力傳感器的性能參數(shù)加以選擇。一般要選用有溫度補償作用的壓力傳感器，因為溫度補償特性可以克服半導(dǎo)體壓力傳感器件存在的溫度漂移問題。本設(shè)計要實現(xiàn)的數(shù)字氣壓計顯示的是絕對氣壓值，同時為了簡化電路，提高穩(wěn)定性和抗干擾能力，要求使用具有溫度補償能力的壓力傳感器。經(jīng)過綜合考慮，本設(shè)計選用美國摩托羅拉公司的集成壓力傳感器。MPX4115可以產(chǎn)生高精度模擬輸出電壓。數(shù)據(jù)采集模塊由壓力傳感器MPX4115構(gòu)成。其中1腳是輸出信號端，輸出的是與氣壓值相對應(yīng)的模擬電壓信號。數(shù)據(jù)采集模塊的原理如圖、 數(shù)據(jù)采集模塊原理圖 MPX4115的實物圖氣壓傳感器MPX4115的原理MPX4115系列壓電電阻傳感器是一個硅壓力傳感器。這個傳感器結(jié)合了高級的微電機技術(shù)，薄膜鍍金屬。還能為高水準(zhǔn)模擬輸出信號提供一個均衡壓力。在0℃85℃%，溫度補償是40℃125℃。3：單片機控制模塊 由AT89C51單片機、時鐘電路、復(fù)位電路組成AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。4:A/D轉(zhuǎn)換模塊ADC0832 是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種8 位分辨率、雙通道A/D轉(zhuǎn)換芯片。由于它體積小，兼容性，性價比高而深受單片機愛好者及企業(yè)歡迎，其目前已經(jīng)有很高的普及率。學(xué)習(xí)并使用ADC0832 可是使我們了解A/D轉(zhuǎn)換器的原理，有助于我們單片機技術(shù)水平的提高。8位分辨率雙通道A/D轉(zhuǎn)換輸入輸出電平與TTL/CMOS相兼容5V電源供電時輸入電壓在0~5V之間工作頻率為250KHZ，轉(zhuǎn)換時間為32μSADC0832 為8位分辨率A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達256級，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在0~5V之間。芯片轉(zhuǎn)換時間僅為32μS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強。獨立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。通過DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實現(xiàn)通道功能的選擇。正常情況下ADC0832 與單片機的接口應(yīng)為4條數(shù)據(jù)線，分別是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端與DI端在通信時并未同時有效并與單片機的接口是雙向的，所以電路設(shè)計時可以將DO和DI 并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。當(dāng)ADC
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