【正文】 第三步，根據(jù) 線性區(qū)間標(biāo)度變換公式： P=(11515)/(24313)*F0+15kpa （ 5） 更具（ 5）式編程計算得到氣壓值 P。 ( 179。 調(diào)用顯示函數(shù) 計算氣壓值 TR1=0。 50ms 定時器 0 服務(wù)子程序 ET0=0。 應(yīng)用 Protel 軟件畫出原理以及使用電氣規(guī)則功能 (ERC)檢查原理圖的連接是否合理和正確。 （ 3）使用 Design/Netlist 菜單，調(diào)入網(wǎng)絡(luò)表。所謂網(wǎng)絡(luò)表就是元件名、封裝、參數(shù)及元件之間的連接表，通過該表可以確認各個元件和它們之間的關(guān)系。 （ 5）檢查原理圖。 （ 4）編輯和調(diào)整。其中，工作環(huán)境設(shè)置是使用 Design/Options基于傳感器的智能壓力檢測系統(tǒng)設(shè)計 27 和 Tool 和 Preferences 菜單進行的，畫原理圖環(huán)境的設(shè)置主要包括圖紙大小、捕捉柵格、電氣柵格、模板設(shè)置等。這里單片機時鐘工作在 ，電源電路、晶振電路和復(fù)位電路是整個系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)，應(yīng)首先保證它們的正常工作。 運行 proteus 的 ISIS 程序后，進入該仿真軟件的主界面。 對于總體執(zhí)行效果的調(diào)試方法，只需要執(zhí)行 debug 菜單下的 execute 菜單項或 F12 快捷鍵啟動執(zhí)行，用 debug 菜單下的 pause animation 菜單項或 pause 鍵暫停系統(tǒng)的運行；或用 debug 菜單下的 stop animation 菜單項或 shiftbreak 組合鍵停止系統(tǒng)的運行。對于這樣的仿真實驗，從某種意義上講，是彌補了實驗和工程應(yīng)用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象。 178。 178。 u Vision2 本身自帶項 目管理器，其開發(fā)流程步驟如下： 178。然后分別由 C51 及 A51 編譯器編譯生成目標(biāo)文件(.OBJ)。 與匯編相比， C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。并且 C編譯器能自動生成一些硬件的初始化代碼。在使用 C 語言后，只要在代碼中申明一下變量的類型，編譯器就會自動分配相關(guān)資源，根本不需要人工干預(yù)，從而有效地避免了人工分配單片機資源的差錯。 （ 2）無需精通單片機指令集和具體的硬件，也能夠編出符合硬件實際專業(yè)水平的程序。 C 語言作為一種方便的語言而得到廣泛的支持，很多硬件開發(fā)都用 C 語言編程，如各種單片機、 DSP、ARM 等。 USB 電源為整個電路提供電源輸出+。 指令 7：字符發(fā)生器 RAM 地址設(shè)置。 指令 4：顯示開關(guān)控制。 圖 LCD1602 實物圖 基于傳感器的智能壓力檢測系統(tǒng)設(shè)計 20 LCD1602 的外圍引腳及作用： 第 1 腳 ： VSS 為地電源 ； 第 2 腳 ： VDD 接 5V正電源 ； 第 3 腳 ： V0 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正 極 電源時對比度最弱，接地電源時 對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生 “ 鬼影 ”， 使用時可以通過一個 10K的電位器調(diào)整對比度 ； 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器 ， 低電平時選擇指令寄存器 ； 第 5 腳： RW 為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。前兩種能夠顯示數(shù)字、字符等，而圖形點陣式液晶顯示器還可以顯示漢字和任意圖形。 （ 2） P1（ ~）是一個 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口（作為輸入時，口鎖存器置 1），帶有內(nèi)部上拉電阻，可帶 4個 LSTTL 負載。 （ 4） EA/VPP（ 31 腳）： EA 功能為內(nèi)外程序存儲器選擇控制端。此輸出為單片內(nèi)訪問外部程序存儲器的讀選通信號 。即使不訪問外部存儲器， ALE 端仍有周期性正脈沖輸出，其頻率為振蕩器頻率的 1/6。當(dāng) Vcc下降到低于規(guī)定值，而 VPD在其規(guī)定的電壓范圍內(nèi)（ 5177。 控制引腳 此類引腳包括 RESET（即 RSR/VPD）、 ALE/PROG、 PSEN、 EA/VPP，可以基于傳感器的智能壓力檢測系統(tǒng)設(shè)計 17 提供控制信號，有些具有復(fù)用功能。 如下圖 35所示： 圖 AT89C52引腳分布圖 （ 1） Vcc（ 40 腳）：接 +5V 電源，為單片機芯片提供電能。 基于傳感器的智能壓力檢測系統(tǒng)設(shè)計 15 圖 單片機部分的原理圖 AT89C52 引腳及功能 AT89C52 是美國 Atmel 公司生產(chǎn)的低電壓、高性能 CMOS 8 位單片機，片內(nèi)含 8KB 的可反復(fù)檫寫的程序存儲器和 12B 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采用 Atmel 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)配置通用 8 位中央處理器（ CPU）和 Flash 存儲單元，功能強大的 AT89C52 單片機可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。 AT89C52 單片機最為核心的部分是中央處理器 CPU，它由運算器和控制邏輯構(gòu)成，其中包括若干特殊功能寄存器。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。 基于傳感器的智能壓力檢測系統(tǒng)設(shè)計 13 圖 ADC0832原理圖 ADC0832 的原理 ADC0832 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。由于它體積小，兼容性強， 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。通過測試 V/F 的輸出頻率。我采用一種電壓 /頻率（ V/F）轉(zhuǎn)換電路來實現(xiàn)模擬電壓的數(shù)字化處理。 %VPSS 靈敏度 V/P mV/KPa 響應(yīng)時間 （ 10%～ 90%） tR ms 上升報警時間 20 ms 偏置穩(wěn)定性 177。這個傳感器結(jié)合了高級的微電機技術(shù)，薄膜鍍金屬。 數(shù)據(jù)采集的仿真原理圖 數(shù)據(jù)采集模塊由氣壓傳感器 MPX4115 構(gòu)成，采集的是大氣壓值。 （ Press Error179。 178。溫度補償范圍： 40~+125℃。測量范圍： 15~115kPa。經(jīng)過綜合考慮，我們選用美國摩托羅拉公司的集成壓力傳感器芯片 MPX4105 作為氣壓傳感器。 測量精度 ②、測量結(jié)果（電流或電壓）的精度。 數(shù)據(jù)顯示模塊 數(shù)據(jù)顯示模塊（ LCD1602） ,主要對單片機處理后的數(shù)據(jù)進行實時顯示，顯示內(nèi)容為測量氣壓值。 A/D 轉(zhuǎn)換模塊 A/D 轉(zhuǎn)換模塊（ ADC0832），主要功能是將氣壓傳感器輸出的模擬電壓信號經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換為單片機能直接處理的數(shù)字信號。其中最為關(guān)鍵 的是連接子程序的各個功能模塊。因此，需要 經(jīng)過 V/F轉(zhuǎn)換模塊 把氣壓傳感器輸出的模擬電壓信號 轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈沖（其頻率隨輸入電壓呈線性變化）。硬件部分分為四大塊，包括 大氣壓的非電信號數(shù)據(jù)的采集、轉(zhuǎn)換、處理以及顯示。圖 21 所示框圖中的每一部分就是一個單元電路 , 可完成各自的功能。運用于氣壓計的氣壓傳感器基本都是依靠不同高度時的氣壓變化來獲取氣壓值的。 數(shù)字氣壓計系統(tǒng)的設(shè)計意義 隨著我國經(jīng)濟的不斷成長，國家越來越重視氣壓計項目相關(guān)行業(yè)的發(fā)展 ， “十二五 ”期間氣壓計產(chǎn)業(yè)的重點領(lǐng)域及其投資機會研究成為熱點問題。在敏感材料中 ,陶瓷材料、有機材料發(fā)展很快 ,可采用不同的配方混合原料 ,在精密調(diào)配化學(xué)成分的基礎(chǔ)上 ,經(jīng)過高精度成型燒結(jié) ,得到對某一種或某幾種氣體具有識別 功能的敏感材料 ,用于制成新型氣體傳感器 。其中利用量子力學(xué)諸效應(yīng)研制的低靈敏閾傳感器，用來檢測微弱的信號，是發(fā)展新動向之一。結(jié)構(gòu)型傳感器發(fā)展得較早，目前日趨成熟。而且還需要它具備大量數(shù)據(jù)的儲存、處理、分析的功能，實現(xiàn)遠距離、高基于傳感器的智能壓力檢測系統(tǒng)設(shè)計 4 速度、高精度傳輸?shù)取? 傳感器 另一個發(fā)展就是智能傳感器又叫靈巧（ Smart）傳感器。 傳感器與微處理機相結(jié)合，使之不僅具有檢測功能，還具有信息處理、邏輯判斷、自診斷、以及“思維”等人工智能，就稱之為傳感器的智能化。 所謂多功能化的典型實例 ，美國某大學(xué)傳感器研究發(fā)展中心研制的單片硅多維力傳感器可以同時測量3 個線速度、 3個離心加速度 (角速度 )和 3 個角加速度。國內(nèi)在 80年代就研發(fā)出把壓敏電阻、電橋、電壓放大器和溫度補償電路集成在一起的單塊壓力傳感器，其性能與國外同類產(chǎn)品相當(dāng)。集成化已經(jīng)成為傳感器技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。新工藝的含義范 圍很廣，這里主要指與發(fā)展新興傳感器聯(lián)系特別密切的微細加工技術(shù)。 為了提高傳感器性能的穩(wěn)定性，應(yīng)該材料、元器件或傳感器整體進行必要的穩(wěn)定性處理。而在傳感器內(nèi)引入溫度誤差補償又常常是可行的。對于傳感器特性，可以找出誤差的變化規(guī) 律，或者測出其大小和方向，采用適當(dāng)?shù)姆椒右匝a償或修正。可見，在傳感器中利用平均技術(shù)不僅可使傳感器誤差減小，且可增大信號量，即增大傳感器靈敏度。 傳感器的技術(shù)性能 差動技術(shù)：差動技術(shù)是傳感器中普遍采用的技術(shù)。必須采用液晶顯示器 LCD1602，顯示測量壓力值。它是一種測量大氣壓力的傳感器，一般把作用于單位面積上空氣柱的重量稱為大氣壓力，簡稱氣壓。通過氣壓傳感器 mpx4115獲得與大氣相對應(yīng) 的模擬電壓值，并經(jīng)過電壓 /頻率（ V/F）裝換模塊裝換為數(shù)字脈沖，通過單片機接受脈沖數(shù)，依據(jù)電壓與頻率的線性關(guān)系式計算出相對應(yīng)的實際氣壓值，最后在單片機的控制下由液晶顯示電路顯示出實際氣壓值。本設(shè)計中就介紹了一種氣壓的實時顯示設(shè)備。它利用軟、硬件基礎(chǔ)知識，通過單片機與氣壓傳感器的結(jié)合，使得在液晶顯示器上顯示出當(dāng)前大氣壓值。總體目標(biāo)是實現(xiàn)系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟性。氣象研究表明，在空間垂直上方氣壓隨著高度的增加而降低，這種變化的幅度在近表面和高空時又有所不同，近地表時氣壓隨著高度增加而降低的幅度最大，越到高空這種變化越緩慢。如果超出極限范圍則需要報警。它的應(yīng)用可顯著地減小溫度變化、電源波動、外界干擾等對傳感器精度的影響，抵消了共模誤差，減小非線性誤差等。 補償與修正技術(shù) :補償與修正技術(shù)在傳感器中得到廣泛的應(yīng)用。針對傳感器工作條件或外界環(huán)境進行誤差補償，也可提高傳感器精度的有力技術(shù)措施。這時應(yīng)找出溫度對測量值影響的規(guī)律，然后引入溫度補償措施。如結(jié)構(gòu)材料的時效處理、冰冷處理、永磁材料的時間老化、溫度老化、機械老化及交流穩(wěn)磁處理，電氣元件的老化篩選等。該技術(shù)又稱為微機械加工技術(shù)，是今年來隨著集成電路工藝發(fā)展起來的，它是離子束、電子束、分子束、激光束和化學(xué)刻蝕等用于微電子加工的技術(shù)，目前已越來越多地用于傳感器領(lǐng)域，例如濺射、蒸餾、等離子體刻蝕、化學(xué)氣體淀積、外延、擴散、腐蝕、光刻等。隨著集成化技術(shù)的發(fā)展，基于傳感器的智能壓力檢測系統(tǒng)設(shè)計 3 各類混合集成和單片機集成式壓力傳感器相繼出現(xiàn)，有 的已經(jīng)成為商品。由于采用了集成工藝，將壓敏部分和集成電路分為幾個芯片，然后混合集成為一體。主要元件是由 4個正確設(shè)計安裝在一個基板上的懸臂梁組成的單片硅結(jié)構(gòu)， 9 個正確布置在各個懸臂梁上的壓阻敏感元件。借助于半導(dǎo)體集成化技術(shù)把傳感器部分與信號預(yù)處理電路、輸入輸出接口、微處理器等制作在同一塊芯片上，即成為大規(guī)模集成智能傳感器。這一概念最早是由美國宇航局在開發(fā)宇宙飛船過程中提出來的。 開發(fā)新型傳感器 ： 新型傳感器，大致應(yīng)包括：采用新原理、填補傳感器空白、仿生傳感器等諸方面。結(jié)構(gòu)型傳感器，一般說它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積偏大，價格偏高。 新材料開發(fā) ： 傳感器材料是傳感器技術(shù)的重要基礎(chǔ) ,是傳感 器技術(shù)升級的重要支撐。此外 ,高分子有機敏感材料 ,是近幾年人們極為關(guān)注的具有應(yīng)用潛力的新型敏感材料 ,可制成熱敏、光敏、氣敏、濕敏、力敏、離子敏和生物敏等傳感器。先進的測量儀器成為現(xiàn)代化產(chǎn)品開發(fā) 的必備條件， 氣壓計被廣泛應(yīng)用于我們?nèi)祟惛脑熳匀坏暮芏囝I(lǐng)域以及我們?nèi)粘＜彝ド钪?。 傳統(tǒng)氣壓表 (空盒式、彎管式等 )精度低、顯示單一 ； 本課題設(shè)計的數(shù)字氣壓計 采用單片機控制，具有使用方便、精度高、顯示簡單靈活等優(yōu)點，并可靈活的加入超壓、低壓報警、無線傳輸?shù)忍厥夤δ埽铱梢?大幅提高被控氣壓的技術(shù)指標(biāo)。模塊之間沒有復(fù)雜的信號傳輸 ,且干擾很少 ,因而系統(tǒng)整體比較穩(wěn)定 。通過對設(shè)計的了解，選擇適合的器件，畫出原理圖。 通過單片機接收該脈沖信號，得到單位時間內(nèi)獲得的脈沖數(shù)，依據(jù)電壓與頻率的線性關(guān)系式計算出所對應(yīng)的實際氣壓值， 最后通過數(shù)碼管顯示電路顯示給用戶。 178。 178。 基于傳感器的智能壓力檢測系統(tǒng)設(shè)計 8 3 硬件電路設(shè)計 數(shù)據(jù)采集模塊 數(shù)據(jù)采集模塊的芯片選擇 氣壓傳感器對于系統(tǒng)至關(guān)重要，需要綜合實際的需求和各類氣壓傳感器的性能參數(shù)加以選擇。 ③、溫度補償范圍 一般要選用具有溫度補償能力的氣壓傳感器，因為溫度補償特性可以克服半導(dǎo)體壓力敏感器