单片机的数字气压计的制作毕业论文
目录
摘要 1
一、引言 2
（一）选题背景 2
（二）发展趋势 2
（三）数字气压计系统设计的意义 2
二、系统总体设计 3
（一） 设计思路分析 3
（二） 系统总体结构 3
三、元器件介绍 3
（一）气压传感器的选择 3
（二）模数转换器件的选用 4
（三）单片机的选择 4
四、硬件电路设计 6
（一）单片机电路部分 6
（二）数据采集模块 7
（三）A/D转换电路模块 7
（四）显示电路模块 7
（五）电源电路模块 8
五、 软件设计 8
六、 实物调试 9
（一）电源测试 9
（二）系统测试 9
（三）上下限调节测试 10
七、小结 11
致谢 12
参考文献 13
附录1 原理图和PCB图 14
（一）电路原理图 14
（二）PCB图 15
附录2 程序代码 16
附录3 元器件清单 21
摘要
在本次设计中最主要的过程就是数字气压计系统软、硬件的实现。结合与大气压力的相对压力值的压力传感器MPX4115，通过电压/频率（V/F）转换成数字脉冲信号，然后我们将脉冲数字信号通过单片机处理得到的实际压力值，使数码管的实际压力值显示出来，在本次设计的电路中实际并不算太复杂,这样的系统就会比较安全、比较稳定。
关键词：STC89C52单片机、MPX4115硅压力传感器；V/F转换；数码管
Abstract
The main process of software and hardware design of digital barometer system. Combined with atmospheric pressure relative pressure value of the pressure sensor mpx4115. Through the
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
> Abstract
The main process of software and hardware design of digital barometer system. Combined with atmospheric pressure relative pressure value of the pressure sensor mpx4115. Through the voltage / frequency (V / F) converted into digital pulse signal, then we will pulse digital signal processing through the MCU to get the actual pressure value, the digital control of the actual pressure value displayed, in the design of the circuit in the actual is not too complex, high safety, economy and stability.
Key words: MCU；pressure sensor；V/F transferor；LCD
一、引言
根据研究表明，垂直于方向的压力随高度的增加而减小，随高度变化的幅度是不一样的，即当最大量的表面应力随高度的增加而下降，高度变化更慢。在低水平，例如，每隔100米，压力会减少10 hpa；上升，5 - 6公里的海拔高度不增加100 m，压力将会减少7 hpa；9000m到10000m的高度不增加100m，压力将会减少5 hpa；同时，如果有一个空气流，减少的压力将增加，如果有上升气流在空中，在空中底部的压力会减少。
（一）选题背景
本课题主要研究的是通过单片机系统来实现气压计的功能的，由于单片要接的是数字信号，所以我们就会使用到气压传感器。主空气压力传感器的传感元件是一个压力敏感膜，它连接灵活的电阻器。当测量气体压力低或高，电阻的值将被改变。我们需要利用压力传感器将气压信息转换成模拟信号的电流或电压输出，因为输出的是模拟信号，所以我们还利用到模拟信号与数字信号之间的相互转换。
（二）发展趋势
压力传感器的特点就是重量轻、灵敏度高、稳定可靠、成本低、易于集成。因此被广泛应用于水利、地质、气象、化学、医学、卫生保健等方面，也可以用来制造血压表，风速测试表，水表和压力表以及电子和自动报警装置等。压力传感器，已经成为各种传感器中性能最稳定，比例最高的一类传感器。在当今世界的压力传感器的研究是非常广泛的，几乎渗透到各行各业，主要分以下趋势：
（1）目前市场需求越来越小的微型压力传感器，小传感器可以在极端条件下工作，需要很少的维护和维修，对周围环境的影响不大，可放置在人体的重要器官里并收集信息，不影响人们的正常生活。如美国改变的范围是2 ~ 500 psi的传感器，直径只有1。27毫米，可放置于血管内而不影响人体的血液循环。
（2）可以添加集成电路处理器、自动补偿、通信、自我诊断等功能。
（3）压力传感器的机械工业的发展趋势是在其他领域不断扩大，例如：汽车零部件、医疗设备、能源和环境控制系统。
（三）数字气压计系统设计的意义
为了能提高系统的稳定性和抗干扰能力，我们选择了MPX4115芯片。它不仅满足了这个要求，还满足数字压力计采集的要求以及控制和数据处理的能力。此外，数字气压计具有良好的可扩展性和高精度的功能以及具备易于扩展，易于使用和显示的优点。这明显的简化了电子产品设计的过程和给今后的技术改造带来了极大的方便，与此同时，还大大提高了测量空气压力的技术指标，这不仅降低了成本，而且还大大提升了产品的质量，以满足市场需求。
二、系统总体设计
（一） 设计思路分析
基于数字气压计MPX4115的设计包括软件和硬件设计，根据实际需要，选择适当的空气压力传感器芯片并确定性能参数。因为在系统设计中需要进行模数转换，所以我们必须选择合适的模数转换装置，以方便实现输出信息的收集。
（二） 系统总体结构
系统的总体结构如图1所示。
摘要 1
一、引言 2
（一）选题背景 2
（二）发展趋势 2
（三）数字气压计系统设计的意义 2
二、系统总体设计 3
（一） 设计思路分析 3
（二） 系统总体结构 3
三、元器件介绍 3
（一）气压传感器的选择 3
（二）模数转换器件的选用 4
（三）单片机的选择 4
四、硬件电路设计 6
（一）单片机电路部分 6
（二）数据采集模块 7
（三）A/D转换电路模块 7
（四）显示电路模块 7
（五）电源电路模块 8
五、 软件设计 8
六、 实物调试 9
（一）电源测试 9
（二）系统测试 9
（三）上下限调节测试 10
七、小结 11
致谢 12
参考文献 13
附录1 原理图和PCB图 14
（一）电路原理图 14
（二）PCB图 15
附录2 程序代码 16
附录3 元器件清单 21
摘要
在本次设计中最主要的过程就是数字气压计系统软、硬件的实现。结合与大气压力的相对压力值的压力传感器MPX4115，通过电压/频率（V/F）转换成数字脉冲信号，然后我们将脉冲数字信号通过单片机处理得到的实际压力值，使数码管的实际压力值显示出来，在本次设计的电路中实际并不算太复杂,这样的系统就会比较安全、比较稳定。
关键词：STC89C52单片机、MPX4115硅压力传感器；V/F转换；数码管
Abstract
The main process of software and hardware design of digital barometer system. Combined with atmospheric pressure relative pressure value of the pressure sensor mpx4115. Through the
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
> Abstract
The main process of software and hardware design of digital barometer system. Combined with atmospheric pressure relative pressure value of the pressure sensor mpx4115. Through the voltage / frequency (V / F) converted into digital pulse signal, then we will pulse digital signal processing through the MCU to get the actual pressure value, the digital control of the actual pressure value displayed, in the design of the circuit in the actual is not too complex, high safety, economy and stability.
Key words: MCU；pressure sensor；V/F transferor；LCD
一、引言
根据研究表明，垂直于方向的压力随高度的增加而减小，随高度变化的幅度是不一样的，即当最大量的表面应力随高度的增加而下降，高度变化更慢。在低水平，例如，每隔100米，压力会减少10 hpa；上升，5 - 6公里的海拔高度不增加100 m，压力将会减少7 hpa；9000m到10000m的高度不增加100m，压力将会减少5 hpa；同时，如果有一个空气流，减少的压力将增加，如果有上升气流在空中，在空中底部的压力会减少。
（一）选题背景
本课题主要研究的是通过单片机系统来实现气压计的功能的，由于单片要接的是数字信号，所以我们就会使用到气压传感器。主空气压力传感器的传感元件是一个压力敏感膜，它连接灵活的电阻器。当测量气体压力低或高，电阻的值将被改变。我们需要利用压力传感器将气压信息转换成模拟信号的电流或电压输出，因为输出的是模拟信号，所以我们还利用到模拟信号与数字信号之间的相互转换。
（二）发展趋势
压力传感器的特点就是重量轻、灵敏度高、稳定可靠、成本低、易于集成。因此被广泛应用于水利、地质、气象、化学、医学、卫生保健等方面，也可以用来制造血压表，风速测试表，水表和压力表以及电子和自动报警装置等。压力传感器，已经成为各种传感器中性能最稳定，比例最高的一类传感器。在当今世界的压力传感器的研究是非常广泛的，几乎渗透到各行各业，主要分以下趋势：
（1）目前市场需求越来越小的微型压力传感器，小传感器可以在极端条件下工作，需要很少的维护和维修，对周围环境的影响不大，可放置在人体的重要器官里并收集信息，不影响人们的正常生活。如美国改变的范围是2 ~ 500 psi的传感器，直径只有1。27毫米，可放置于血管内而不影响人体的血液循环。
（2）可以添加集成电路处理器、自动补偿、通信、自我诊断等功能。
（3）压力传感器的机械工业的发展趋势是在其他领域不断扩大，例如：汽车零部件、医疗设备、能源和环境控制系统。
（三）数字气压计系统设计的意义
为了能提高系统的稳定性和抗干扰能力，我们选择了MPX4115芯片。它不仅满足了这个要求，还满足数字压力计采集的要求以及控制和数据处理的能力。此外，数字气压计具有良好的可扩展性和高精度的功能以及具备易于扩展，易于使用和显示的优点。这明显的简化了电子产品设计的过程和给今后的技术改造带来了极大的方便，与此同时，还大大提高了测量空气压力的技术指标，这不仅降低了成本，而且还大大提升了产品的质量，以满足市场需求。
二、系统总体设计
（一） 设计思路分析
基于数字气压计MPX4115的设计包括软件和硬件设计，根据实际需要，选择适当的空气压力传感器芯片并确定性能参数。因为在系统设计中需要进行模数转换，所以我们必须选择合适的模数转换装置，以方便实现输出信息的收集。
（二） 系统总体结构
系统的总体结构如图1所示。
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