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基于单片机的压力测控系统

目录

0  前言 1
1  绪论 2
1.1设计意义 2
1.2设计相关问题现状研究 2
1.2.1单片机的发展历史 2
1.2.2 单片机发展趋势 3
1.2.3 无线数据通信 4
1.2.4 压力传感器发展趋势 4
1.3液压支架发展动态 4
2  硬件部分设计 8
2.1总体设计 8
2.2单片机选择 9
2.3压力变送器结构 10
2.3.1液压支架对变送器的要求 10
2.3.2 PA-8压阻式OEM硅压力传感器 13
2.4  信号调理电路设计 14
2.4.1  信号放大电路 15
2.4.2  滤波电路 18
2.5  A/D转换器 20
2.6  自动复位电路 21
2.7  本安电源与本安电路 22
2.8  通信接口 24
2.8.1  MAX485 24
2.8.2  RS-485标准优点 24
2.8.3 通信系统的构成 25
2.8.4 通信协议 27
3  软件设计 28
3.1主程序设计 28
3.2串行口通讯程序 29
3.3A/D转换程序 31
3.4 滤波子程序设计 32
3.4.1  数字滤波 32
3.4.2  中值滤波法 33
3.4.3  算术平均滤波法 33
3.4.4  加权平均滤波 33
3.4.5  复合滤波 34
3.5  显示子程序设计 36
4  技术经济分析 39
5  总结 41
致谢 42
参考文献 43
附录A   译文 45
附录Ｂ  外文原文 50

 
摘要

本设计选用单片机AT89C51做为控制核心，通过压力传感器和检测比较器测得气缸内压力, 通过单片机实现自动控制。确定了采样频率，采集回的压力信号通过A/D转换电路转换为数字信号分析了数字滤波的方法把中值滤波和算术平均值滤波两种方法结合起来对压力信号进行复合滤波，通过标度变换程序把数字量转换为易于显示和分析的压力值,在对于超出设定的压力值输出控制电磁阀。
本课题所设计的压力变送器与一般变送器比较，有两大特点:由于变送器的工作环境有冲击载荷和爆炸性气体存在，所以在结构上要求设计一阻尼孔，以减小对传感器的冲击;在电路上要求设计为本安电路，保证工作安全。
本论文阐述了国内外压力变送器的发展状况及它的组成和工作原理，分析了液压支架的工作环境和压力变化情况，对压力变送器提出了技术要求。比较了液压支架用压力传感器的种类和性能，根据压力传感器的选用原则，设计了一压阻式压力变送器。论述了压阻式压力传感器的结构，研究了PA-8压力传感器的供电方式，通过对所用元器件进行选型，设计了完整的恒流源供电电路。，
关键词：单片机；压力变送器；测控系统

Abstract

Data collection circuit of analog signals is researched，singlechip AT89C51 is chose to be control core，sampling frequency is determined，pressure signal coming from sampling/keeping  circuit is transformed to be digital signal through A/D convertion  circuit，method of digital filter is analized，median filter and arithmetical mean filter are band together to be complex filter for filtering pressure signal，digital is converted to  Pressure value which is prone to display and analyse through csale conversion program。
The pressure transmitter and its measurement system of the paper have high precision and rapid response speed，requirement suggested by support is meet，so，it is fit for monitoring pressure of support。
Momentum of development，composition and operating principle of the foreign and national transmitter are represent，work environment of support and variation of pressure are analized，technical requirement of pressure transmitter is put forward。Classification and property of hydraumatic pressure sensor are compared，according to the preferred principle of pressure sensor，piezoresistive pressure transmitter is designed。Struction of piezoresistive pressure sensor is discussed，method of current supply of PA-8 pressure sensor is researched，though the lectotype of device，constant-current source circuit is designed。
KEY WORDS: DSP; Pressure transmitte; Switch Module