c51单片机的压力计设计
目 录
一、 引言 1
（一） 压力计的发展背景 1
（二） 压力计的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） AT89C51单片机简要介绍 3
（二） 压力传感器概述 3
（三） ADC0832模数转换器介绍 4
（四） LCD1602液晶介绍 4
（五） 蜂鸣器概述 5
三、 硬件系统设计 6
（一） 压力计控制系统的方案设计 6
（二） 单片机最小系统设计 6
（三） 压力传感器与ADC0832模数转换芯片电路设计 7
（四） 液晶屏电路设计 8
（五） 报警器模块设计 9
四、 软件系统设计 10
（一） 软件系统流程图设计 10
（二） 压力传感器与ADC0832模数转换芯片工作流程设计 11
（三） 液晶屏软件流程设计 12
（四） 报警流程图设计 12
五、 实物制作与调试 14
（一） PCB设计 17
（二） 元件的焊接 17
（三） LCD1602调试 17
总结 18
致谢 19
参考文献 20
附录一 原理图 21
附录二 PCB图 22
附录三 元件列表 24
附录四 程序 25
引言
压力计的发展背景
压力计是电子衡器中的一种，衡器是国家法定计量器具，是国计民生、国防建设、科学研究、内外贸易不可缺少的计量设备，衡器产品技术水平的高低，将直接影响各行各业的现代化水平和社会经济效益的提高。称重装置不仅是提供重量数据的单体仪表，而且作为工业控制系统和商业管理系统的一个组成部分，推进了工业生产的自动化和管理的现代化，它起到了缩短作业时间、改善操作条件、降低能源和材料的消耗、提高产品质量以及加强企业管理、改善经营管理等多方面的作用。称重装置的应用已遍及到国民经济各领域，取得了显著的经济效益。因此，称重技术的研究和衡
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器产品技术水平的高低，将直接影响各行各业的现代化水平和社会经济效益的提高。称重装置不仅是提供重量数据的单体仪表，而且作为工业控制系统和商业管理系统的一个组成部分，推进了工业生产的自动化和管理的现代化，它起到了缩短作业时间、改善操作条件、降低能源和材料的消耗、提高产品质量以及加强企业管理、改善经营管理等多方面的作用。称重装置的应用已遍及到国民经济各领域，取得了显著的经济效益。因此，称重技术的研究和衡器工业的发展各国都非常重视。
在单片机技术以及传感器技术出现之前，传统的称重方法大多采用杠杆原理的杆秤或者台秤，称重时需要人工选择不同的秤砣来得到正确的称重结果，并且称重结果需要人工自行读取，读数结果的正确性受读数者自身的读数方法影响。虽然传统的侧重方法存在诸多弊端，但是它在电子压力计出现之前已经被人们广泛使用了两千多年，对人类社会的发展也产生了功不可没的影响。在自动控制技术以及电子技术发展成熟后，采用压力传感器制成的电子压力计应运而生，这种压力计的典型特点是自动进行重量的测量，并将测量结果通过显示屏显示给使用者，使用者无需进行自行读数，并且最重要的是不再使用秤砣等机械结构。电子压力计在推向市场后，迅速赢得了人们的青睐，因为它不但测量速度快，并且具有显示功能功能，在许多需要重量测量的场合（如市场、中草药称重）等，它发挥出了传统称重方法所不具有的重要功能。电子压力计必须具有测量迅速、结果准确以及功耗低等几个性能，随着传感器性能的不断提升，压力计的性能也在不断前进，本文以基于C51单片机的压力计设计为课题，设计一款性价比较高的电子压力计。
压力计的国内外发展现状
目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。采用单片机设计的电子称会越来越适应社会的发展，响应经济的要求。
本文主要研究内容
本文以“基于单片机的压力计设计”为课题，选择了一款低功耗并且具有较快处理速度的单片机作为主控芯片，在片外结合了压力传感器等必要模块设计了一款高性能的电子压力计，并实现了如下功能：
具有快速的测量速度；
测量结果显示在液晶屏上；
具有超限报警功能。
方案选择及元器件介绍
AT89C51单片机简要介绍
AT89C51单片机内部集成了一个4K字节大小的Flash存储器，因此该单片机是一种能够Flash型器件，程序可重复性烧写、擦拭等，4K大小的代码存储空间对于一般的小型系统来说已经足够使用，大系统用户需要在片外另外配置大容量Flash。AT89C51单片机是一种最为著名的51单片机，它内部采用经典的MCS-51内核作为CPU，这一点同其他51单片机相同，如（AT89C52、AT89S51以及AT89S52单片机等），这些微处理器之所以都被称为51单片机的原因是它们的内核都是MCS-51架构，是一种典型并且被广泛使用的8位单片机，不同点是它们片内集成的资源模块不同，如AT89C51和AT89C52的不同点是Flash大小不同，AT89C52的Flash为8K，是AT89C51的两倍，并且其RAM大小也是C51的两倍，不仅如此，AT89C52单片机拥有3个可独立编程的16位计时器，因此使用起来更加方便，下图2-1为AT89C51、AT89C52以及AT89S51单片机的外形图。
图2-1 51系列单片机
压力传感器概述
本课题采用如下图2-2所示的?CZL-A型压力传感器作为重物重量的采集模块，该型号的传感器的测量范围为0~10kg，是一种典型的电阻应变式压力传感器，也就说其内部的核心部件由压敏电阻组成，当给压敏电阻施压时，其阻值会发生改变，从而由其组成的电桥输出电压将发生变化。CZL-A型压力传感器的供电电压为5V，与AT89C51单片机的供电电压一致，其输出信号为直流模拟电压（输出范围为0~5V），重物越重，则输出电压越高，反之则越低，即当重物为10kg时，输出电压将达到5V。
图2-2 压力传感器
ADC0832模数转换器介绍
ADC0832型模数转换器是一款被广泛使用的具有8位分辨率的AD芯片，多年前由美国国家半导体公司生产研发推向
一、 引言 1
（一） 压力计的发展背景 1
（二） 压力计的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） AT89C51单片机简要介绍 3
（二） 压力传感器概述 3
（三） ADC0832模数转换器介绍 4
（四） LCD1602液晶介绍 4
（五） 蜂鸣器概述 5
三、 硬件系统设计 6
（一） 压力计控制系统的方案设计 6
（二） 单片机最小系统设计 6
（三） 压力传感器与ADC0832模数转换芯片电路设计 7
（四） 液晶屏电路设计 8
（五） 报警器模块设计 9
四、 软件系统设计 10
（一） 软件系统流程图设计 10
（二） 压力传感器与ADC0832模数转换芯片工作流程设计 11
（三） 液晶屏软件流程设计 12
（四） 报警流程图设计 12
五、 实物制作与调试 14
（一） PCB设计 17
（二） 元件的焊接 17
（三） LCD1602调试 17
总结 18
致谢 19
参考文献 20
附录一 原理图 21
附录二 PCB图 22
附录三 元件列表 24
附录四 程序 25
引言
压力计的发展背景
压力计是电子衡器中的一种，衡器是国家法定计量器具，是国计民生、国防建设、科学研究、内外贸易不可缺少的计量设备，衡器产品技术水平的高低，将直接影响各行各业的现代化水平和社会经济效益的提高。称重装置不仅是提供重量数据的单体仪表，而且作为工业控制系统和商业管理系统的一个组成部分，推进了工业生产的自动化和管理的现代化，它起到了缩短作业时间、改善操作条件、降低能源和材料的消耗、提高产品质量以及加强企业管理、改善经营管理等多方面的作用。称重装置的应用已遍及到国民经济各领域，取得了显著的经济效益。因此，称重技术的研究和衡
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
器产品技术水平的高低，将直接影响各行各业的现代化水平和社会经济效益的提高。称重装置不仅是提供重量数据的单体仪表，而且作为工业控制系统和商业管理系统的一个组成部分，推进了工业生产的自动化和管理的现代化，它起到了缩短作业时间、改善操作条件、降低能源和材料的消耗、提高产品质量以及加强企业管理、改善经营管理等多方面的作用。称重装置的应用已遍及到国民经济各领域，取得了显著的经济效益。因此，称重技术的研究和衡器工业的发展各国都非常重视。
在单片机技术以及传感器技术出现之前，传统的称重方法大多采用杠杆原理的杆秤或者台秤，称重时需要人工选择不同的秤砣来得到正确的称重结果，并且称重结果需要人工自行读取，读数结果的正确性受读数者自身的读数方法影响。虽然传统的侧重方法存在诸多弊端，但是它在电子压力计出现之前已经被人们广泛使用了两千多年，对人类社会的发展也产生了功不可没的影响。在自动控制技术以及电子技术发展成熟后，采用压力传感器制成的电子压力计应运而生，这种压力计的典型特点是自动进行重量的测量，并将测量结果通过显示屏显示给使用者，使用者无需进行自行读数，并且最重要的是不再使用秤砣等机械结构。电子压力计在推向市场后，迅速赢得了人们的青睐，因为它不但测量速度快，并且具有显示功能功能，在许多需要重量测量的场合（如市场、中草药称重）等，它发挥出了传统称重方法所不具有的重要功能。电子压力计必须具有测量迅速、结果准确以及功耗低等几个性能，随着传感器性能的不断提升，压力计的性能也在不断前进，本文以基于C51单片机的压力计设计为课题，设计一款性价比较高的电子压力计。
压力计的国内外发展现状
目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。采用单片机设计的电子称会越来越适应社会的发展，响应经济的要求。
本文主要研究内容
本文以“基于单片机的压力计设计”为课题，选择了一款低功耗并且具有较快处理速度的单片机作为主控芯片，在片外结合了压力传感器等必要模块设计了一款高性能的电子压力计，并实现了如下功能：
具有快速的测量速度；
测量结果显示在液晶屏上；
具有超限报警功能。
方案选择及元器件介绍
AT89C51单片机简要介绍
AT89C51单片机内部集成了一个4K字节大小的Flash存储器，因此该单片机是一种能够Flash型器件，程序可重复性烧写、擦拭等，4K大小的代码存储空间对于一般的小型系统来说已经足够使用，大系统用户需要在片外另外配置大容量Flash。AT89C51单片机是一种最为著名的51单片机，它内部采用经典的MCS-51内核作为CPU，这一点同其他51单片机相同，如（AT89C52、AT89S51以及AT89S52单片机等），这些微处理器之所以都被称为51单片机的原因是它们的内核都是MCS-51架构，是一种典型并且被广泛使用的8位单片机，不同点是它们片内集成的资源模块不同，如AT89C51和AT89C52的不同点是Flash大小不同，AT89C52的Flash为8K，是AT89C51的两倍，并且其RAM大小也是C51的两倍，不仅如此，AT89C52单片机拥有3个可独立编程的16位计时器，因此使用起来更加方便，下图2-1为AT89C51、AT89C52以及AT89S51单片机的外形图。
图2-1 51系列单片机
压力传感器概述
本课题采用如下图2-2所示的?CZL-A型压力传感器作为重物重量的采集模块，该型号的传感器的测量范围为0~10kg，是一种典型的电阻应变式压力传感器，也就说其内部的核心部件由压敏电阻组成，当给压敏电阻施压时，其阻值会发生改变，从而由其组成的电桥输出电压将发生变化。CZL-A型压力传感器的供电电压为5V，与AT89C51单片机的供电电压一致，其输出信号为直流模拟电压（输出范围为0~5V），重物越重，则输出电压越高，反之则越低，即当重物为10kg时，输出电压将达到5V。
图2-2 压力传感器
ADC0832模数转换器介绍
ADC0832型模数转换器是一款被广泛使用的具有8位分辨率的AD芯片，多年前由美国国家半导体公司生产研发推向
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