【正文】 基于單片機(jī)壓力測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì) 32 參考文獻(xiàn) [1]許大才 . 機(jī)械量測(cè)量?jī)x表 [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， 1980 [2]汪步云 ， 常汝禎 .壓力儀表裝校工藝學(xué) [M].北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社， 1986 [3]知久明 ， 金田良 .壓力測(cè)量?jī)x器的管理 [M].北京 :計(jì)量出版社， 1983 [4]譚祖根 .壓力測(cè)量?jī)x表 [M].北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社， 1981 [5]杜水友等 .壓力測(cè)量技術(shù)及儀表 [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [6]劉新民 .壓力測(cè)量不確定度評(píng)定實(shí)例 [M].北京 :中國(guó)質(zhì)檢出版社， 2020 [7]史健芳 .智能儀器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第 2版） [M].北京：電子工業(yè)出版社， 2020， 9 [8]盧勝利 .智能儀器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [M].重慶：重慶大學(xué)出版社， 2020， 6 [9]張?jiān)?，呂艷，王建軍 . 智能儀表設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù)及實(shí)例 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020， 4 [10]徐愛鈞 .智能化測(cè)量控制儀 表原理與設(shè)計(jì) [M].北京：北京航天大學(xué)出版社， 1996， 1 [11]畢宏彥，徐光華，梁霖 .智能理論與智能儀器 [M].西安：西安交通大學(xué)出版社， 2020， 10 [12]張培仁 .傳感器原理檢測(cè)及應(yīng)用 [M].北京：清華大學(xué)出版社， 2020， 4 [13]周潤(rùn)景，郝曉霞 .傳感器與檢測(cè)技術(shù) [M].北京：電子工業(yè)出版社， 200 9， 4 [14]錢顯毅 .傳感器原理與應(yīng)用 [M].南京：東南大學(xué)出版社， 2020， 7 [15]廖躍華，王學(xué)斌 .傳感器與檢測(cè)技術(shù) [M].天津：天津大學(xué)出版社， 2020， 8 [16]張巖，胡秀芳，張濟(jì)國(guó) .傳感器應(yīng)用技術(shù) [M].福州：福建科學(xué)技術(shù)出版社， 2020， 1 [17]王建，崔書華，邱鵬 .傳感器實(shí)用技術(shù) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020， 5 [18]陳東 群 . 傳感器技術(shù)及實(shí)訓(xùn) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020， 2 [19]曹建平 .智能化儀器原理及應(yīng)用 （第 2版） [M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 2020， 9 [20]范崢，徐海剛 .檢測(cè)與儀表 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020， 7 [21]王云章 .電阻式應(yīng)變式傳感器應(yīng)用技術(shù) [M].中國(guó)計(jì)量出版社出版， 1991， 5 [22]張?jiān)?，王建?.智 能儀表開發(fā)技術(shù)實(shí)例解析 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020， 8 [23]李鄧化，彭書華，許曉飛等 .智能檢測(cè)技術(shù)及儀表 [M]。 同 時(shí)還要感謝 同事， 同學(xué)的幫助，給我設(shè)計(jì)的軟件和硬件上幫了很多， 才能使設(shè)計(jì)得以圓滿的完成。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成， 李 杰 老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。 在論文寫作過程中，得到了 李 杰 老師的耐心的指導(dǎo)。 這次 設(shè)計(jì) 使我明白自己知識(shí)還很淺薄，以后更應(yīng)該在 工作學(xué)習(xí)中不斷提高自身的理論 基礎(chǔ)，實(shí)踐能力，將理論很好的接合實(shí)際的應(yīng)用 ,多動(dòng)手，多動(dòng)腦，不清楚的 多查閱資料 ,相信在做任何事情都可以做好。 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我專業(yè)知識(shí)和專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)一次實(shí)際檢驗(yàn)和鞏固 。讓我學(xué)會(huì)了綜合考慮問題，全面分析問題，體會(huì)到了理論聯(lián)系實(shí)際的重要性。因?yàn)榇舜卧O(shè)計(jì)結(jié)合了大學(xué)里各專業(yè)課的內(nèi)容，所以在這短短的幾個(gè)月中，我把學(xué)到的有關(guān)單片機(jī)原理與應(yīng)用、微機(jī)接口、數(shù)字電子、等 相關(guān) 知識(shí)都運(yùn)用在此次設(shè)計(jì)中，完成了 基于單片機(jī)壓力測(cè)量義 設(shè)計(jì)。它的原理圖如圖 所示 : 圖 壓力測(cè)量?jī)x方框圖 基于單片機(jī)壓力測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì) 30 第 八 章 總結(jié) 我通過對(duì) 壓力測(cè)量?jī)x的 設(shè)計(jì)，使我體會(huì)到了成功的喜悅，也 懂得了任何事情的成功都要付出艱辛的勞動(dòng)和辛勤的汗水。壓力測(cè)量?jī)x設(shè)有按鍵，當(dāng)按下時(shí)，可在 LCD 顯示器上顯示出壓力值，直至清零。 基于單片機(jī)的壓力 測(cè)量 儀，選擇的單片機(jī)是 M430F149單片機(jī)的測(cè)量與顯示，將壓力經(jīng)過壓力傳感器變?yōu)殡娦盘?hào)，用來將現(xiàn)場(chǎng)的稱重傳感器信號(hào)放大、修正后顯示并以 4―― 20mA形式輸出 ,后進(jìn)入 A/D轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，我們所采樣的 A/D轉(zhuǎn)換器為 ADS8320,轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。 本課設(shè)主要完成以單片機(jī)為核心的壓力測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)，課題結(jié)合了實(shí)際生產(chǎn)過程相關(guān)技術(shù)特點(diǎn)，利用電阻應(yīng)變式 傳感器獲取被測(cè)對(duì)象指標(biāo)，由 按鍵 輸入控制測(cè)量?jī)x的清零及標(biāo)稱，順利完成生產(chǎn)。要想實(shí)現(xiàn)壓力的顯示需硬件與軟件配合，最終調(diào)試出來。 按鍵 按鍵是單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話的常用輸入設(shè)備。能供給單獨(dú)鎖存的 I/O 接口電路很多， 常用的串并轉(zhuǎn)換電路74LS164，他的電路如圖 所示 : 基于單片機(jī)壓力測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì) 28 C R Y S T A LC R Y S T A LC 20 . 0 1 u FC 10 . 0 1 u FA1B2Q A3Q B4Q C5Q D6C L K8C L R9Q E1 0Q F1 1Q G1 2Q H1 3U 87 4 L S 1 6 4A1B2Q A3Q B4Q C5Q D6C L K8C L R9Q E1 0Q F1 1Q G1 2Q H1 3U 97 4 L S 1 6 4A1B2Q A3Q B4Q C5Q D6C L K8C L R9Q E1 0Q F1 1Q G1 2Q H1 3U 67 4 L S 1 6 4A1B2Q A3Q B4Q C5Q D6C L K8C L R9Q E1 0Q F1 1Q G1 2Q H1 3U 77 4 L S 1 6 4D 0D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7abfcgdeV C C1234567abcdefg8d pd p0L E D 1D P Y _ 7 S E G _ D PabfcgdeV C C1234567abcdefg8d pd p0L E D 2D P Y _ 7 S E G _ D PabfcgdeV C C1234567abcdefg8d pd p0L E D 3D P Y _ 7 S E G _ D PabfcgdeV C C1234567abcdefg8d pd p0L E D 4D P Y _ 7 S E G _ D PG N DV C CV C CV C CR ?R E S 2C ?C A P+ 5 V G N DE A / V P3 1X 11 9X 21 8R E S E T9R D1 7W R1 6I N T 01 2I N T 11 3T 01 4T 11 5P 1 01P 1 12P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 03 9P 0 13 8P 0 23 7P 0 33 6P 0 43 5P 0 53 4P 0 63 3P 0 73 2P 2 02 1P 2 12 2P 2 22 3P 2 32 4P 2 42 5P 2 52 6P 2 62 7P 2 72 8P S E N2 9A L E / P3 0T X D1 1R X D1 0U 5A T 8 9 C 5 1 圖 靜態(tài) LED顯示電路 顯示器亮度既與點(diǎn)亮?xí)r的導(dǎo)通電流有關(guān)，也與點(diǎn)亮?xí)r間和間隔時(shí)間 的比例有關(guān)。 所謂靜態(tài)顯示，就是每一個(gè)數(shù)碼管顯示器都要占用單獨(dú)的具有鎖存功能的 I/O 接口用于筆劃段字形代碼。 圖 四位動(dòng)態(tài)顯示的電路 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中， 以上是 數(shù)碼管顯示器顯示常用兩種辦法：靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)掃描顯示。 如圖 所示： 圖 四位靜態(tài)顯示電路 共陰極 共陽(yáng)極 基于單片機(jī)壓力測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì) 27 所謂動(dòng)態(tài)顯示就是一位一位地輪流點(diǎn)亮各位顯示器（掃描），對(duì)于顯示器的每一位而言，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。 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。在七段 LED 顯示器中，共陽(yáng)極顯示器，用低電平驅(qū)動(dòng)；共陰極顯示器，用高電平驅(qū)動(dòng)。 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。共陰極接法 把發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極。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。共陽(yáng)極接法 把發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起構(gòu)成公共陽(yáng)極?？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。 7 段數(shù)碼管一般由 8 個(gè)發(fā)光二極管組成，其中由 7 個(gè)細(xì)長(zhǎng)的發(fā)光二極管組成數(shù)字顯示，另外一個(gè)圓形的發(fā)光二極管顯示小數(shù)點(diǎn)。 顯示模塊 7 段數(shù)碼管 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。此外它還支持多片 7219 串聯(lián) 方式，這樣 MCU 就可以通過 3 根線（即串行數(shù)據(jù)線、串行時(shí)鐘線和芯片選通線）控制更多的數(shù)碼管顯示。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。 只有一個(gè)外部寄存器用來設(shè)置各個(gè) LED 的段電流。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 用來存儲(chǔ)每一個(gè)數(shù)據(jù)。 基于單片機(jī)壓力測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì) 23 圖 ADS8320內(nèi)部結(jié)構(gòu) 所示 : 圖 ADS8320的管腳排列 各引腳的功能如下： ● 1腳 VREF:為外接參考電壓輸入端； ● 2腳 ,3腳 +IN、 IN:為外接差動(dòng)模擬信號(hào)輸入端； ● 4腳 GND:為供電電源接入端； ● 5腳 CS/SHDN:為片選 /關(guān)斷控制端； ● 6腳 DOUT:為 A/D 轉(zhuǎn)換的數(shù)字結(jié)果串行輸出端 ； ● 7腳 DCLOCK:為時(shí)鐘輸入端； ● 8腳 +Vcc:為供電電源接入端 。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。 A/D轉(zhuǎn)換器 ADS8320 模擬量輸入通道的任務(wù)是將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。在掉電期間，一旦電源電壓 Vcc 降到復(fù)位門限以下，只要Vcc不比 還低，就能使 RESET 維持電壓不高于 的低電平。無論何時(shí)只要電源電壓降低到復(fù)位門限以下 (即電源跌落 )， RESET 引腳就會(huì)變低。 工作原理 對(duì)于 MAX706 而言，在上電期間只要 Vcc 大于 ，就能保證輸出電壓不高于基于單片機(jī)壓力測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì) 22 的低電平。將常用用的多項(xiàng)功能集成到一片 8腳封裝的小芯片內(nèi)，與采用分立元件或單一功能芯片組合的電路相比，大減小了系統(tǒng)電路的復(fù)雜性和元器件的數(shù)量，顯著提高了系統(tǒng)可靠性和精確度。 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(hào)對(duì)模擬電路造成影響） 看門狗 MAX706R 看門狗 介紹 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。 注意： MSP430 系列單片機(jī)的供電電壓為 ~。 測(cè)試時(shí)鐘， TCK 是芯片編程測(cè)試和 bootstrap loader啟動(dòng)的時(shí)鐘輸入端口 ； ● 58 腳 RST/NMI ： 為 430 單片機(jī)的復(fù)位引腳（低電平有效）。XOUT/TCLK I/O 晶體振蕩器 XT1 的輸出引腳或測(cè)試時(shí)鐘輸入 ； ● 10 腳 VeREF+ 10 I/P ： 外部參考電壓的輸入 ； ● 11 腳 VREF/VeREF ： 內(nèi)部參考電壓或者外加參考電壓的引腳 ； ● 48 腳 :的第二功能為 MSP430F149 單片機(jī) MCLK（主系統(tǒng)時(shí)鐘）的輸出端 ； ● 49 腳 :的第二功能為 MSP430F149 單片機(jī) SCLK（子系統(tǒng)時(shí)鐘）的輸出端 ； ● 50 腳 :的第二功能為 MSP430F149 單片機(jī) ACL