【正文】 關(guān)鍵詞： 壓力測(cè)量?jī)x M430F149單片機(jī) 應(yīng)變式傳感器目 錄第一章 緒論 5 研究背景 5 測(cè)量壓力的意義 6 6 7第二章 基于單片機(jī)的壓力測(cè)量?jī)x 7 7 8 9第三章 壓力傳感器 9 9 10 10 12 12第四章 壓力測(cè)量?jī)x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(cè)量?jī)x的相關(guān)操作 14 一般說(shuō)明 14 壓力測(cè)量?jī)x輸入靈敏度 14 前面板說(shuō)明 14 控制輸出插座 15 15 15 16第六章 基于單片機(jī)的壓力測(cè)量?jī)x的硬件設(shè)計(jì) 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(dòng)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(shè)計(jì) 28第八章 總結(jié) 29致謝 30參考文獻(xiàn) 31第一章 緒論 研究背景近年來(lái)，隨著微型計(jì)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(lái)越普遍。另外傳統(tǒng)的量具是桿秤或盤(pán)秤，現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展對(duì)其稱重技術(shù)提出了更高的要求,工業(yè)過(guò)程控制是計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域,現(xiàn)在可以毫不夸張的說(shuō)，沒(méi)有微型計(jì)算機(jī)的儀器不能稱為先進(jìn)的儀器。電子秤的設(shè)計(jì)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(guò)程是把被測(cè)物體的重量通過(guò)傳感器轉(zhuǎn)換成電壓或電流信號(hào)，稱重的準(zhǔn)確程度首先取決于傳感器輸出的信號(hào)，由于這一信號(hào)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(duì)輸入信號(hào)電平的要求。 測(cè)量壓力的意義在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，壓力是一個(gè)非常重要的參數(shù)，它決定了生產(chǎn)過(guò)程能否正常的進(jìn)行。壓力測(cè)量的需要和應(yīng)用幾乎無(wú)處不在，可以說(shuō)我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)的每一天都離不開(kāi)壓力測(cè)量，例如凡是在氣動(dòng)、液壓應(yīng)用的領(lǐng)域，都必然要進(jìn)行壓力測(cè)量；各種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的過(guò)程控制和自動(dòng)化也都離不開(kāi)壓力測(cè)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(cè)量的蹤影。在石油開(kāi)采過(guò)程中，常使用水泥漿拌土漿，重晶石粉漿等材料實(shí)施固井作業(yè)。由于在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，壓力測(cè)量是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，所以壓力測(cè)量?jī)x在工業(yè)生產(chǎn)中使用得非常廣泛。儀表所測(cè)壓力包括絕對(duì)壓力、大氣壓力、正壓力（習(xí)慣上稱表壓）、負(fù)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(jī)的壓力測(cè)量?jī)x在20世紀(jì)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(duì)壓力參數(shù)進(jìn)行測(cè)試。1847年，法國(guó)人波登制成波登管壓力表，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用，很快在工業(yè)中獲得廣泛應(yīng)用，一直是常用的壓力測(cè)量?jī)x表。液柱式壓力測(cè)量?jī)x表常稱為液柱式壓力計(jì)，它是以一定高度的液注所產(chǎn)生的壓力，與被告測(cè)壓力相平衡的原理測(cè)量壓力的。它的特點(diǎn)是：液柱式壓力計(jì)靈敏度高，因些主要用作實(shí)驗(yàn)室中的低壓基準(zhǔn)儀表，以校驗(yàn)工作用壓力測(cè)量?jī)x表。這類儀表的特點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，結(jié)實(shí)耐用，測(cè)量范圍寬，是壓力測(cè)量?jī)x表中應(yīng)用最多的一種。電子測(cè)量式壓力儀表核心元件是壓力傳感器，它能感受被測(cè)壓力量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。拋開(kāi)校準(zhǔn)用的壓力標(biāo)準(zhǔn)儀表，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和科學(xué)試驗(yàn)中應(yīng)用最多的還是彈性式和電子測(cè)量式壓力儀表。測(cè)量范圍從數(shù)十帕至700兆帕不等。壓力測(cè)量?jī)x的原理是：以M430F149單片機(jī)為核心，是通過(guò)應(yīng)變式傳感器將壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器進(jìn)行信號(hào)放大，送至ADS8320轉(zhuǎn)換器，再經(jīng)過(guò)單片機(jī)轉(zhuǎn)換成LED顯示器可以識(shí)別的信息，顯示輸出，在顯示的過(guò)程中通過(guò)按鍵，讓單片機(jī)系統(tǒng)處于預(yù)定的功能狀態(tài)，顯示需要的值，并可以完成清零功能。⑵測(cè)量電路的作用是把傳感器輸出的電信號(hào)在顯示器上顯示出來(lái)。顯示器一般和測(cè)量電路裝在一起成為一臺(tái)儀表。為了測(cè)量快速變化的動(dòng)態(tài)壓力，可以使用高動(dòng)態(tài)特性傳感器，壓電式傳感器體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需外加電源，靈敏度和響應(yīng)頻率高，適用于動(dòng)態(tài)壓力的測(cè)量，廣泛地應(yīng)用于空氣動(dòng)力學(xué)、爆炸力學(xué)、發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒壓力的測(cè)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(yīng)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(jī)液體傳送壓力的原理，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成活塞面積上所加平衡砝碼的質(zhì)量。 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(jì)量設(shè)備中。%F%F%F%F20Ω380177。S工作溫度范圍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 Load177。S/10℃零點(diǎn)溫度影響Temperature Effect On Zero177。S/10℃材質(zhì)Construction合金鋼Alloy Steel防護(hù)等級(jí)Protection ClassIP67安裝示意圖Installation Diagram量 程（ kg ）L0EFHH0H1H2ΦD1ΦD2ΦD350～200654078322730121234300～8006540743227301212341000～20009564984034301516363000956498403430151616364000～5000955610250453815222244當(dāng)彈性元件感受到物理量時(shí)，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。下排數(shù)碼管顯示稱重最大量程。通過(guò)電源線將壓力測(cè)量?jī)x后端接地，并保證接觸良好。 壓力測(cè)量?jī)x輸入靈敏度 壓力測(cè)量?jī)x輸入靈敏度(A)可通過(guò)以下方程式計(jì)算出來(lái)： 對(duì)于壓力測(cè)量?jī)x而言。4. N4 指示燈 : 亮?xí)r顯示零。8. ZERO 按鍵 :正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，長(zhǎng)按“ZERO”鍵，可對(duì)顯示的凈重清零。按“ENTER” 鍵，退出標(biāo)定菜單。例如：現(xiàn)場(chǎng)傳感器量程為500KG。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。這一系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用的是TI公司的MSP430F149,功耗低(采用flash存儲(chǔ)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(jí)光電隔離和濾波環(huán)節(jié),保證測(cè)量?jī)x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(biāo)準(zhǔn)晶振；●54腳TDO/TDI：測(cè)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(cè)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(cè)試模式選擇，TMS用作芯片編程和測(cè)試的輸入端口；●57腳TCK:為JTAG接口（同時(shí)擁有仿真器和編程器的功能），用于下載程序并實(shí)現(xiàn)硬件在線仿真。說(shuō)明（在MSP430小系統(tǒng)中數(shù)字電源地與模擬電源地必須通過(guò)0歐電阻連接起來(lái)以防止數(shù)字電路產(chǎn)生的高頻信號(hào)對(duì)模擬電路造成影響）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(méi)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。對(duì)于MAX706而言。在掉電期間，一旦電源電壓Vcc降到復(fù)位門限以下。本次設(shè)計(jì)的中A/D轉(zhuǎn)換器的任務(wù)是將放大器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換位數(shù)字量進(jìn)行輸出。其上包括一個(gè)片上的B型BCD編碼器、多路掃描回路，段字驅(qū)動(dòng)器，而且還有一個(gè)8*8的靜態(tài)RAM用來(lái)存儲(chǔ)每一個(gè)數(shù)據(jù)。整個(gè)設(shè)備包含一個(gè)150μA的低功耗關(guān)閉模式，模擬和數(shù)字亮度控制，一個(gè)掃描限制寄存器允許用戶顯示18位數(shù)據(jù)，還有一個(gè)讓所有LED發(fā)光的檢測(cè)模式。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?？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(jiǎn)單，使有也方便。陰極端輸入低電平的段發(fā)光二極管導(dǎo)通點(diǎn)亮，輸入高電平的則不點(diǎn)亮。發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起的稱為共陽(yáng)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(dāng)顯示器顯示某一字符時(shí)，相應(yīng)段的發(fā)光二極管恒定地導(dǎo)通或截止。　四位動(dòng)態(tài)顯示的電