【正文】 .......30 Power supply design ............................................................31V125?? Singlechip microputer and minimum system design............................31 The minimum system ..............................................................................31Chapter 4 the software design ...............................................................................35 System software design thinking ....................................................................35 The initial, antifuzzy process ........................................................................36 Keyboard subroutines......................................................................................36 A/D subroutine ................................................................................................37 Liquid crystal display subroutine ....................................................................38Chapter 5 the simulation test...............................................................................40 PROTEUS software ........................................................................................40 PROTEUS circuit design ................................................................................41III Proteus design source file and target code generation.............................42 Proteus simulation ...................................................................................43 The simulation debugging summary...............................................................46Conclusion ................................................................................................................48Acknowledgements ..................................................................................................49References.................................................................................................................50Appendix 1 power supply module parameter table..............................................53Appendix 2 C language program ...........................................................................551第 1 章 緒論現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中為了檢查，監(jiān)督和控制某個生產(chǎn)過程或運動對象，并且使它們處于所選工況最佳狀態(tài)，就必須對一些參數(shù)的大小，方向和變化速度等進行檢測，并根據(jù)檢測結(jié)果對生產(chǎn)設備或者生產(chǎn)過程進行控制。傳 感 器顯 示 裝 置數(shù) 據(jù) 處 理 裝 置執(zhí) 行 機 構(gòu)信 號 處 理被 測 量圖 11 自動檢測系統(tǒng)組成框圖傳感器是獲取信息的重要手段。力、溫度作為重要的物理量，是工業(yè)生產(chǎn)過程中最普遍、2最重要的工藝參數(shù)之一。工業(yè)生產(chǎn)中，電流、電壓、溫度、流量、轉(zhuǎn)速和開關(guān)量是常用的主要被控參數(shù)。實現(xiàn)智能化壓力檢測系統(tǒng)對工業(yè)過程的控制具有非常重要的意義。 ”見圖 12（b） ，其特點是有：3024681 0b a r 電源上限下限運行智能壓力控制器設置開關(guān)圖 12(a) 機械式壓力開關(guān) 圖 12(b) 電子式壓力開關(guān) AD 和高速微處理器，全數(shù)字化設計。，并通過繼電器或光耦輸出給控制設備。調(diào)節(jié)無死區(qū)，可以在整個量程范圍內(nèi)任意設定繼電器動作壓力點。當壓力降至或升至設定的4值時，其內(nèi)部微動開關(guān)自動切斷，達到控制被測壓力的目的。每個工廠幾乎對壓力的監(jiān)測和控制已經(jīng)非常普遍，應用非常廣泛。、校準難，在校驗時反復進行試驗才能確定設定值。本設計采用成本較為低廉的微型片構(gòu)建出一個集壓力采集，信號放大，AD 轉(zhuǎn)換，液晶顯示，繼電器動作的一款性價比較高的壓力開關(guān)。所有說從運算能力上看，C51 最弱，DSP 最強，ARM 居中。ARM 芯片面積也很小，ARM是集成程度高，面積小，功耗也比較小。DSP 則主要應用于需要進行復雜計算的高端系統(tǒng)，例如圖像處理，加密解密，導航系統(tǒng)等，外圍模塊一般較少。而在一些需要復雜計算的領域，DSP 也不可或缺。所以結(jié)合實際課題指標和成本的問題，選擇更為經(jīng)濟適用的 51 單片機來實現(xiàn)壓力開關(guān)的設計。力傳感器根據(jù)按轉(zhuǎn)換的原理分為，有應變式、電容式、壓電式、電感式、壓磁式等。應變式傳感器核心元件是電阻應變計。隨著新材料、新工藝的發(fā)展，人們選用晶體（硅、鍺、藍寶石、石英等）材料，采用微電子技術(shù)和微細加工技術(shù)研制出新型的半導體應變式傳感器——壓阻式傳感器。下面通過對半導體應變片壓阻效應的分析來說明半導體應變片的工作原理。? 電阻應變片測量電路的電橋原理要把應變片的微小引起的微小電阻值的變化測出來，同時要把電阻相對變化轉(zhuǎn)換為電壓和電流的變化，需要有專門的測量電路。EnvS也就是說，在電橋電壓一定時，當 、 時，電橋的電壓靈敏度最21R?43高 [11]。1R2340UII圖 25 恒流源電橋13當供橋電流為 I，測量電路輸出阻抗高時,可得到輸出電壓為 (216)IRRIU432143210 ????若電橋初始平衡，且 ,當?shù)谝粯虮垭娮?變?yōu)?41 1時，電橋輸出電壓為1R?? (217)RIR410 ?????忽略 ,可近似得到1R (218)???004UI從（218 ）式可以得到：電橋的輸出電壓與電阻的變化量成正比。15第 3 章 硬件電路設計方案設計是真?zhèn)€宏觀的設計，而硬件電路設計就是從宏觀到微觀，從籠統(tǒng)到具體的一個重要環(huán)節(jié)。設計框圖如下圖 31。 壓阻式傳感器測量電路傳感器輸出的非電量轉(zhuǎn)換成具有一定幅值的電壓量，如圖 32 所示的壓阻式傳感器測量電路 [15]。一般用串，并聯(lián)電阻的方法進行補償）通過調(diào)節(jié) R7 的觸點位置，保證在未受載時電橋保持平衡。FV4本電路將 設定為定值，通過調(diào)節(jié) 來實現(xiàn)輸出電流全量程調(diào)節(jié)的目的 [16]。所以在保證穩(wěn)壓管可靠擊穿情況下，盡可能選擇較大的 R4 阻值。選用 2CW22C 硅穩(wěn)壓二極管 （Vz=~,Pzm=3000mW）可以滿足要求 [17]。通過放大電路，最后利用低通濾波器，濾除混雜在信號中的高頻噪聲。微弱信號檢測放大電路原來圖如圖。把被放大信號的分別接到輸入端。假設 , ,運放 A3 的差模增益和共模抑制比分別為 和54R?76 3dA,于是3CMRK （315）INCIdCMRAAdOUT UKGKU?????34646式中 G 是整個三運放儀器放大器對差模信號 的增益I （316）4621)(是整個儀器放大器對共模信號 的增益CKINCU （317）3461MRK?整個儀器放大器的共模抑制比為 (318))2(1GCMR?在進行微弱信號檢測過程中，為了減少集成運算放大器對電路的干擾，應選擇接近理想運算放大器。設計中選用運放算放大器 OP07，具有低漂移，高精度，輸入阻抗高，易于與各種信號源匹配，穩(wěn)定性好，共模抑制高等特性，適用于高共模電壓背景下對微小信號進行放大。cf 有源濾波器參數(shù)計算由 ， ，得：RCwc1?cf?2 (319)??????kCfc 2?選擇標準電阻 ，這與計算值有一點誤差，可能導致截止頻率比?額定值稍有升高。無論是模擬傳感器，還是數(shù)字傳感器存在與單片機的硬件或軟件的銜接問題。TLC1543 為采用 CMOS 工藝制作的 20 腳 DIP 封裝 10 位開關(guān)電容逐次 A/D 逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，引腳排列如圖 37[20] TLC1543 的特點 位 A/D 分辨率轉(zhuǎn)換器 ；由 得到 VFS5?10N （）)(52)( ??????NFSVQ 個模擬輸入通道； 路內(nèi)置自光測試方式； ；LSBMax1?；； ；24 CMOS 技術(shù)；低功耗； A/D 采集時間計算AD 采集時間=AD 采集時間+AD 轉(zhuǎn)換時間。A89 GND10A01 A12A23 A34A45 A56A67 A78VCC 20EOC 19I/O CLOCK 18ADDRESS 17DATA OUT 16CS 15REF+ 14REF 13A10 12A9 11TLC1543 RST9 XTAL219 VSS20 23 25 27 28PSEN 29ALE 30EA 31 33 35 37 39VCC 40AT89C51+525 圖 37 TLC1543 接口電路原理圖 顯示電路 LM032L 模塊顯示電路采用液晶 LCD 芯片 LM032L，是 LCD 單色液晶顯示器，20?以其低功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點，在袖珍式儀表和低功耗應用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應用。 鍵盤電路獨立連接式非編碼鍵盤，每個按鍵都是彼此獨立的，均需占用 CPU 的一條 I/O 輸入數(shù)據(jù)線。 RST9 XTAL219 VSS20 23 25 27 28PSEN 29ALE 30EA 31 33 35 37 39VCC 40AT89C51S1S2S3S4S5S6SWVCC一一一一一/一一一一一一+圖 310 單片機與鍵盤接口電路表 按鍵對應表按鍵編號 I/O 口 功能K1 “系統(tǒng)功能” 鍵K2 “開始/暫停”鍵K3 “確定”鍵K4 “取消”鍵K5 “+”鍵K6 “”鍵SW “上下限位選擇”鍵28 繼電器與報警裝置固態(tài)繼電器（SSR）與機電繼電器相比，是一種沒有機械運動，不含運動零件的繼電器，但它具有與機電繼電器本質(zhì)上相同的功能。固態(tài)繼電器是一種四端器件，兩個輸入端，兩個輸出端。與單片機連接如圖 312。 RST9 XTAL219 VSS20 23 25 27 28PSEN 29ALE 30EA 31 33 35 37 39VCC 40AT89C51一一D1Q1PNPVCC圖 313 報警裝置與單片機接口電路 30報警裝置由 來控制，當 有信號時，輸出為正