stc89c51单片机的压力检测系统设计
摘 要本文设计的这种类型的压力检测器能够完成对压力的快速并且高精度的检测，最大分辨率可达1g，并且能够通过高清晰度液晶屏将压力的检测结果显示出来，这款设计是通过STC89C51单片机来进行控制的，通过这款主控处理器灵活的GPIO管脚实现了对LCD1602、有源蜂鸣器、压力传感器和HX711模数转换器等模块的高效驱动。在设计方法上，主要是搭建了单片机最小系统电路并且将LCD1602液晶屏电路、报警信号生成电路、和HX711转换器电路等电路与其进行连接，而且通过代码对软件代码进行构建并生成HEX目标代码文件后烧录到单片机控制器内部后进行工作。本论文的设计难点关键表现在控制芯片对每个功能电路的驱动接口上，控制芯片必须通过有限的内部资源表现出灵活的数据输入输出转换以及数据处理等。通过这种型号的压力检测器控制系统的实现，完成了大学期间最重要的一次作业，这是对我所学知识的一次综合调用以及培养了较强的问题分析能力。
目录
一、 引言 1
（一） 智能压力检测系统的发展背景 1
（二） 压力检测器的国内外发展现状 1
（三） 本文主要设计内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 压力检测系统的方案设计 3
（二） STC89C51单片机简介 3
（三） 液晶屏简介 4
（四） 压力传感器简介 5
（五） HX711型模数转换器简介 5
三、 系统硬件设计 7
（一） STC89C51单片机的最小系统电路设计 7
1. 复位电路构建 7
2. 时钟电路构建 7
（二） 液晶显示电路设计 8
（三） 蜂鸣报警电路设计 8
（四） 压力检测电路设计 9
（五） 按键电路设计 10
四、 系统软件设计 12
（一） 压力检测系统主程序设计 12
（二） 液晶显示流程设计 12
1. 写数据的操作 13
2. 写指令的操作 13
（三） 压力检测流程设计 14
五、 仿真设计 15
六、 实物安装 17
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
总结 19
参考文献 20
致 谢 21
附录一 原理图 22
附录二 PCB图 23
附录三 程序 24
引言
智能压力检测系统的发展背景
本课题将要设计一款以STC89C51单片机作为主控核心的压力检测器系统，这款系统将在C语言程序代码的操控下完成对系统里面每个电路的操控，完成一款高性价比的压力检测器系统。
单片机是一种集CPU、存储器以及各种功能外设为一体的微型处理器芯片，它相当于一台微小型的电脑，可以根据设计者的开发思路完成出各种控制动作，本课题将要应用的这种型号的STC89C51单片机也是其中一种较为出色的单片机控制器。
压力检测器系统较早出现在市面上是以一种传统形式完成的，这款器件的内部框架结构主要是以毫无生命力的机械架构为主，在外形特点上显得尤为庞大笨重，这是因为其功能模块关键是以模拟器件、继电器或传统变压器为主，这些转换器件的应用使传统压力检测器控制系统表现得尤为臃肿。使用微处理器芯片来对压力检测器控制系统进行控制能够完成三大方面的优秀性能：系统有可更新性，即系统开发人员可以随时将优化过的新编程代码重新烧录到压力检测器系统中，从而实现系统性能的提升，而在此之前传统压力检测器控制系统就不具备这项目标，一旦电路完成了固化，把很难实现更新以至是永远无法得到任何性能提升，而这类单片机式压力检测器系统的出现完全颠覆了这种尴尬局面。系统开发成本大幅度减少，因为程序一旦设计完成，可以将同一个程序应用于一切产品中，不需要进行针对性修改，所以对开发成本来说，不论是在时间上还是费用上，都得到了大幅度的减少，而传统压力检测器控制系统里面以模拟电路为主，而模拟器件相互间的差异性使得各被配置出来的产品都具有或多或少的差异性，研发者需要花费众多时间来对各个产品进行微调。
压力检测器的国内外发展现状
如今国内外有越来越多的研究者和高校中的课外兴趣小组开始着眼于对新型压力检测器系统的研究，多次当前国内外的发展现状来看，国内现有产品所表现出的核心技术与国外顶尖产品处于持平状态，国内外处于一种竞争发展的状态。智能概念的提出给压力检测器系统注入了新的生命活力，如今国内外很多研究小组都在将大大小小的智能元素植入到现有的压力检测器控制系统中，与此同时传感器技术的飞速发展也将使得这类控制系统不断向多传感化发展，使压力检测器控制系统运行更加灵活。近几年来的以太网技术在电子技术相关的各行各业都得到了普遍发展，尤其是嵌入式以太网在压力检测器系统中的融入，当前国内外众多研究小组都取得了该技术的掌握，这项性能使得压力检测器系统组网成为了可能，多个系统之间的数据交互变得尤为容易。
本文主要设计内容
本课题主要实现以下目标：
1、能够实现对压力检测器系统运行过程中的压力检测结果进行显示；
2、能够以一定振荡频率产生报警声的发出，实现压力超重报警功能；
3、能够实现待测重物的快速检测，并能够实现高达24位分辨率的转换结果，压力检测精度不低于1g；
方案设计及元器件选择
压力检测系统的方案设计
图21中的单片机芯片是最小系统电路的组成部分，实现对LCD1602、有源蜂鸣器、压力传感器和HX711模数转换器等模块的正常控制它还需要复位电路和时钟电路的设计，LCD1602液晶显示电路用于实现对系统参数的显示的功能，报警信号生成电路用于实现报警的功能，重量传感器电路用于实现压力检测的功能，模数转换电路用于实现模拟信号采集并转换成数字信号的功能。
图21 系统原理框图设计
STC89C51单片机简介
在如今琳琅满目的主控芯片市场现状下，越来越多款式的控制器芯片被使用者所熟悉。对于控制器的选择是构建压力检测器控制系统的重中之重，选择一款合适的主控处理器来作为主控器件是本次毕业设计的一项关键前期准备。(在很多微处理器中这个课题将采用STC89C51单片机来作为本次毕业设计的核心控制器，图22即是该款微处理器的图片，这款微处理器的名字想必已经被百分之九十九的微处理器设计师所熟知，所以接下来只需要对STC89C51单片机做简要地阐述就可以了。在内部资源上，这种型号的控制芯片被设计了两个相互独立的十六位定时器，一路UART串口系统、两个具有外部中断功能的GPIO管脚。在资料丰富度方面，这种类型的单片机的文献和DataSheet已遍布互联网和各大高校的图书馆中，这对于系统开发的成功含有奠定作用。
图22 STC89C51单片机芯片
液晶屏简介
LCD1602显示器的内部架构不只含有LCD1602液晶屏的液晶控制芯片部分，工程师还把集成式字库芯片、输入稳压器、液晶点阵板、传输总线和RAM等部分进行了植入，用户在使用时只需进行简单的电路连线就可以，以至不需要进行外部电路的设计，之所以设计成该贴近用户的封装形式，那是由于当前集成技术已接近了完善的时期，高度集成技术渗入到了工作和生活中的各场合，因此非常多平台对高度集成模块的需求量特别迫切，大幅集成、使用方便的模块越发受到用户的欢迎，图23所示的是本设计选择的LCD1602屏的外形图，通过图23的实物图可以知道该款传感器已经通过了厂家的设计另外实现了高度集成，下面对该款高性价比的LCD1602液晶屏的指标进行简单介绍。
目录
一、 引言 1
（一） 智能压力检测系统的发展背景 1
（二） 压力检测器的国内外发展现状 1
（三） 本文主要设计内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 压力检测系统的方案设计 3
（二） STC89C51单片机简介 3
（三） 液晶屏简介 4
（四） 压力传感器简介 5
（五） HX711型模数转换器简介 5
三、 系统硬件设计 7
（一） STC89C51单片机的最小系统电路设计 7
1. 复位电路构建 7
2. 时钟电路构建 7
（二） 液晶显示电路设计 8
（三） 蜂鸣报警电路设计 8
（四） 压力检测电路设计 9
（五） 按键电路设计 10
四、 系统软件设计 12
（一） 压力检测系统主程序设计 12
（二） 液晶显示流程设计 12
1. 写数据的操作 13
2. 写指令的操作 13
（三） 压力检测流程设计 14
五、 仿真设计 15
六、 实物安装 17
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
总结 19
参考文献 20
致 谢 21
附录一 原理图 22
附录二 PCB图 23
附录三 程序 24
引言
智能压力检测系统的发展背景
本课题将要设计一款以STC89C51单片机作为主控核心的压力检测器系统，这款系统将在C语言程序代码的操控下完成对系统里面每个电路的操控，完成一款高性价比的压力检测器系统。
单片机是一种集CPU、存储器以及各种功能外设为一体的微型处理器芯片，它相当于一台微小型的电脑，可以根据设计者的开发思路完成出各种控制动作，本课题将要应用的这种型号的STC89C51单片机也是其中一种较为出色的单片机控制器。
压力检测器系统较早出现在市面上是以一种传统形式完成的，这款器件的内部框架结构主要是以毫无生命力的机械架构为主，在外形特点上显得尤为庞大笨重，这是因为其功能模块关键是以模拟器件、继电器或传统变压器为主，这些转换器件的应用使传统压力检测器控制系统表现得尤为臃肿。使用微处理器芯片来对压力检测器控制系统进行控制能够完成三大方面的优秀性能：系统有可更新性，即系统开发人员可以随时将优化过的新编程代码重新烧录到压力检测器系统中，从而实现系统性能的提升，而在此之前传统压力检测器控制系统就不具备这项目标，一旦电路完成了固化，把很难实现更新以至是永远无法得到任何性能提升，而这类单片机式压力检测器系统的出现完全颠覆了这种尴尬局面。系统开发成本大幅度减少，因为程序一旦设计完成，可以将同一个程序应用于一切产品中，不需要进行针对性修改，所以对开发成本来说，不论是在时间上还是费用上，都得到了大幅度的减少，而传统压力检测器控制系统里面以模拟电路为主，而模拟器件相互间的差异性使得各被配置出来的产品都具有或多或少的差异性，研发者需要花费众多时间来对各个产品进行微调。
压力检测器的国内外发展现状
如今国内外有越来越多的研究者和高校中的课外兴趣小组开始着眼于对新型压力检测器系统的研究，多次当前国内外的发展现状来看，国内现有产品所表现出的核心技术与国外顶尖产品处于持平状态，国内外处于一种竞争发展的状态。智能概念的提出给压力检测器系统注入了新的生命活力，如今国内外很多研究小组都在将大大小小的智能元素植入到现有的压力检测器控制系统中，与此同时传感器技术的飞速发展也将使得这类控制系统不断向多传感化发展，使压力检测器控制系统运行更加灵活。近几年来的以太网技术在电子技术相关的各行各业都得到了普遍发展，尤其是嵌入式以太网在压力检测器系统中的融入，当前国内外众多研究小组都取得了该技术的掌握，这项性能使得压力检测器系统组网成为了可能，多个系统之间的数据交互变得尤为容易。
本文主要设计内容
本课题主要实现以下目标：
1、能够实现对压力检测器系统运行过程中的压力检测结果进行显示；
2、能够以一定振荡频率产生报警声的发出，实现压力超重报警功能；
3、能够实现待测重物的快速检测，并能够实现高达24位分辨率的转换结果，压力检测精度不低于1g；
方案设计及元器件选择
压力检测系统的方案设计
图21中的单片机芯片是最小系统电路的组成部分，实现对LCD1602、有源蜂鸣器、压力传感器和HX711模数转换器等模块的正常控制它还需要复位电路和时钟电路的设计，LCD1602液晶显示电路用于实现对系统参数的显示的功能，报警信号生成电路用于实现报警的功能，重量传感器电路用于实现压力检测的功能，模数转换电路用于实现模拟信号采集并转换成数字信号的功能。
图21 系统原理框图设计
STC89C51单片机简介
在如今琳琅满目的主控芯片市场现状下，越来越多款式的控制器芯片被使用者所熟悉。对于控制器的选择是构建压力检测器控制系统的重中之重，选择一款合适的主控处理器来作为主控器件是本次毕业设计的一项关键前期准备。(在很多微处理器中这个课题将采用STC89C51单片机来作为本次毕业设计的核心控制器，图22即是该款微处理器的图片，这款微处理器的名字想必已经被百分之九十九的微处理器设计师所熟知，所以接下来只需要对STC89C51单片机做简要地阐述就可以了。在内部资源上，这种型号的控制芯片被设计了两个相互独立的十六位定时器，一路UART串口系统、两个具有外部中断功能的GPIO管脚。在资料丰富度方面，这种类型的单片机的文献和DataSheet已遍布互联网和各大高校的图书馆中，这对于系统开发的成功含有奠定作用。
图22 STC89C51单片机芯片
液晶屏简介
LCD1602显示器的内部架构不只含有LCD1602液晶屏的液晶控制芯片部分，工程师还把集成式字库芯片、输入稳压器、液晶点阵板、传输总线和RAM等部分进行了植入，用户在使用时只需进行简单的电路连线就可以，以至不需要进行外部电路的设计，之所以设计成该贴近用户的封装形式，那是由于当前集成技术已接近了完善的时期，高度集成技术渗入到了工作和生活中的各场合，因此非常多平台对高度集成模块的需求量特别迫切，大幅集成、使用方便的模块越发受到用户的欢迎，图23所示的是本设计选择的LCD1602屏的外形图，通过图23的实物图可以知道该款传感器已经通过了厂家的设计另外实现了高度集成，下面对该款高性价比的LCD1602液晶屏的指标进行简单介绍。
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