【正文】 關(guān)鍵詞： 壓力測量儀 M430F149單片機 應變式傳感器目 錄第一章 緒論 5 研究背景 5 測量壓力的意義 6 6 7第二章 基于單片機的壓力測量儀 7 7 8 9第三章 壓力傳感器 9 9 10 10 12 12第四章 壓力測量儀技術(shù)規(guī)格 13 一般規(guī)格 13 數(shù)字部分 13 模擬部分 13第五章 壓力測量儀的相關(guān)操作 14 一般說明 14 壓力測量儀輸入靈敏度 14 前面板說明 14 控制輸出插座 15 15 15 16第六章 基于單片機的壓力測量儀的硬件設計 18 18 F149介紹 18 18 20 21 21 21 22 A/D轉(zhuǎn)換器ADS8320 22 顯示驅(qū)動芯片MAX7219 23 25 25 LED顯示器連接方法 25 26 27第七章 系統(tǒng)軟件設計 28第八章 總結(jié) 29致謝 30參考文獻 31第一章 緒論 研究背景近年來，隨著微型計算機的發(fā)展，單片機的應用在人們的工作和日常生活中越來越普遍。另外傳統(tǒng)的量具是桿秤或盤秤，現(xiàn)代社會的發(fā)展對其稱重技術(shù)提出了更高的要求,工業(yè)過程控制是計算機的一個重要應用領域,現(xiàn)在可以毫不夸張的說，沒有微型計算機的儀器不能稱為先進的儀器。電子秤的設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。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，需要應用放大系統(tǒng)進行準確、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。 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)過程能否正常的進行。壓力測量的需要和應用幾乎無處不在，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、液壓應用的領域，都必然要進行壓力測量；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)的領域，像汽車、輪船、飛機這些運輸工具，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。在石油開采過程中，常使用水泥漿拌土漿，重晶石粉漿等材料實施固井作業(yè)。由于在工業(yè)生產(chǎn)過程和科學實驗中，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。儀表所測壓力包括絕對壓力、大氣壓力、正壓力（習慣上稱表壓）、負壓垂直均勻地作用于單位面積上的力稱為壓力。第二章 基于單片機的壓力測量儀在20世紀80年代前，一般的工程技術(shù)中幾乎多采用彈簧式壓力儀表對壓力參數(shù)進行測試。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)中獲得廣泛應用，一直是常用的壓力測量儀表。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原理測量壓力的。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儀表，以校驗工作用壓力測量儀表。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用最多的一種。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。拋開校準用的壓力標準儀表，在工業(yè)現(xiàn)場和科學試驗中應用最多的還是彈性式和電子測量式壓力儀表。測量范圍從數(shù)十帕至700兆帕不等。壓力測量儀的原理是：以M430F149單片機為核心，是通過應變式傳感器將壓力轉(zhuǎn)換成電信號，再經(jīng)過運算放大器進行信號放大，送至ADS8320轉(zhuǎn)換器，再經(jīng)過單片機轉(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，讓單片機系統(tǒng)處于預定的功能狀態(tài)，顯示需要的值，并可以完成清零功能。⑵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。顯示器一般和測量電路裝在一起成為一臺儀表。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，靈敏度和響應頻率高，適用于動態(tài)壓力的測量，廣泛地應用于空氣動力學、爆炸力學、發(fā)動機內(nèi)部燃燒壓力的測量等等。而我們通常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應制造而成的，這樣的傳感器也稱為壓電傳感器?；钊剑焊鶕?jù)水壓機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。 應變式壓力傳感器應用領域：汽車衡、地上秤、料斗秤等計量設備中。%F%F%F%F20Ω380177。S工作溫度范圍Operating Temperature Range(30+70)℃溫度補償范圍Compensated Temperature Range(10+60)℃輸出溫度影響Temperature Effect On Load177。S/10℃零點溫度影響Temperature Effect On Zero177。S/10℃材質(zhì)Construction合金鋼Alloy Steel防護等級Protection ClassIP67安裝示意圖Installation Diagram量 程（ kg ）L0EFHH0H1H2ΦD1ΦD2ΦD350～200654078322730121234300～8006540743227301212341000～20009564984034301516363000956498403430151616364000～5000955610250453815222244當彈性元件感受到物理量時，其表面產(chǎn)生應變，粘貼在彈性元件表面的電阻應變片的電阻值將隨著彈性元件的應變而相應變化。下排數(shù)碼管顯示稱重最大量程。通過電源線將壓力測量儀后端接地，并保證接觸良好。 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。4. N4 指示燈 : 亮時顯示零。8. ZERO 按鍵 :正常運轉(zhuǎn)時，長按“ZERO”鍵，可對顯示的凈重清零。按“ENTER” 鍵，退出標定菜單。例如：現(xiàn)場傳感器量程為500KG。KINDECI ZERO用ZERO鍵和TARE鍵將顯示器的讀數(shù)設定為所加砝碼的重量值。這一系統(tǒng)設計中采用的是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。Timer_B。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。XT2IN 晶體振蕩器XT2的輸入端口，只能連接標準晶振；●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，芯片保護熔絲連接到TDI；●56腳TMS:測試模式選擇，TMS用作芯片編程和測試的輸入端口；●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。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）看門狗在單片機系統(tǒng)中是不可缺少的，如果在單片機系統(tǒng)中沒有看門狗，那么運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。對于MAX706而言。在掉電期間，一旦電源電壓Vcc降到復位門限以下。本次設計的中A/D轉(zhuǎn)換器的任務是將放大器輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換位數(shù)字量進行輸出。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)。整個設備包含一個150μA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18位數(shù)據(jù)，還有一個讓所有LED發(fā)光的檢測模式。發(fā)光二極管（LED是一種由磷化鎵（GaP）等半導體材料制成的，能直接將電能轉(zhuǎn)變成光能的發(fā)光顯示器件。控制相應的二極管導通，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。陰極端輸入低電平的段發(fā)光二極管導通點亮，輸入高電平的則不點亮。發(fā)光二極管的陽極連在一起的稱為共陽極數(shù)碼管，陰極連在一起的稱為共陰極數(shù)碼管，如圖所示。所謂靜態(tài)顯示，就是當顯示器顯示某一字符時，相應段的發(fā)光二極管恒定地導通或截止?！∷奈粍討B(tài)顯示的電