stc89c51单片机的压力检测系统设计
摘 要本课题是基于市面上大多数相似控制系统的研究现状而提出的，旨在压力检测控制系统的平均性能水平方面进行大幅度的提升，经过了STC89C51单片机微处理器芯片的嵌入以及数个高性能模块电路的搭建，并且通过C语言程序代码的控制，实现了压力参数快速检测、检测数据高清晰显示以及超重报警等功能。在硬件系统的设计方面，整个压力检测控制系统规划为STC89C51单片机最小系统电路部分、显示屏驱动子程序、蜂鸣器子程序、HX711驱动子程序和压力检测子程序等部分，而在软件部分则通过主程序以及各个子程序的构建，并且将各个程序流程进行优化和提升，使得软件系统和硬件系统的合理搭配，使得本课题设计的这款压力检测控制系统表现出了优秀的工作效果。经过了多个角度并且反复的测试，这款系统无论在正常环境还是恶劣工作环境都能够长时间的稳定运行。
目录
一、 引言 1
（一） 压力检测系统的发展背景 1
（二） 国内外压力检测系统的发展状况 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 压力检测系统的方案设计 3
三、 系统硬件设计 4
（一） 压力检测系统主控电路设计 4
（二） 压力检测电路设计 5
（三） LCD1602液晶屏电路设计 7
（四） 超重报警电路设计 8
（五） 压力检测系统按键电路设计 9
四、 系统软件设计 11
（一） 压力检测系统的主程序流程设计 11
（二） LCD1602液晶屏显示子程序流程设计 11
（三） 压力检测子程序流程设计 12
（四） 报警子程序流程设计 13
五、 实物制作与安装 16
总结 18
参考文献 19
致 谢 20
附录一 原理图 21
附录二 PCB图 22
附录三 元件列表 23
附录四 程序 24
引言
压力检测系统的发展背景
本课题将要设计的这款压力检测控制系统是在大学期间所学的专业知识基础上，结合了这种控制系统目前研究现状，而设计的一款较为新型的单片机控制系 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
统，本课题不但对这类相关系统的发展过程和研究现状进行了详细的调研，更将这种系统所存在的普遍优点和缺点进行了归纳总结。目前市面上大多数压力检测控制系统都是以单片机等高性能微处理器作为主控核心并将外部的输入信号通过高精度传感器模块采集进来，随后通过高性能运算模块进行高速的运算处理，实现控制结果的输出，大多数相关系统都是以单片机或者PLC以及LCD1602液晶显示屏、有源蜂鸣器、YZC133称重传感器和HX711压力采样芯片，本课题将以STC89C51单片机来作为主控。查阅了近几年市面上多数压力检测控制系统产品的资料，将各种产品对优缺点进行了对比整理，可以发现这类系统的优点主要表现为内部采用了单片机等微处理器芯片作为了主控，产品研发人员可以将各项功能通过C语言等程序语言代码进行转换，在要进行优化设计时只需要通过程序编译器将程序代码进行改动，随后进行烧录即可完成系统的更新优化，因此相比于传统类型的模拟电路来说，产品的更新换代更具有优势。而这些系统所表现出的典型缺点主要是程序代码中存在着各种类型的bug，这些bug的有些较为明显，有些非常隐蔽，程序开发人员有时很难察觉到这些bug带来的隐患，所以这类数字化压力检测控制系统的研发对于设计人员的程序设计水平具有较高要求。对压力检测控制系统从最开始的简易型到如今的智能型的整个发展历程进行整理后可以看出，压力检测控制系统内部需要结合多种科学技术和学科，首先对于其内部的主控核心来说，目前中高端的压力检测控制系统要想实现更为智能的功能，必须在电路内部植入32位的以ARM等内核作为CPU的微处理器芯片，只有这类内核才能够完成高速的数据处理，与此同时具有高速数字处理能力的DSP内核也必须实现嵌入；而要实现这类高性能芯片的嵌入化效果，就得使得芯片的体积非常小，不会明显增大系统整体的外形体积，所以这就要借助电路集成技术的发展；而要实现对系统外部多种类型的信号进行准确采集，就必须通过高性能的传感器模块来实现，通过这些高速高精度的传感器组将环境中的信号采集转换后送入微处理器芯片进行处理，这就要借助传感器研发技术，所以可以说，压力检测控制系统的发展与多门科学技术的发展是齐头并进的，也就是说，压力检测控制系统的发展是对这些科学技术发展的实际应用。
国内外压力检测系统的发展状况
国内外在对压力检测控制系统的研究方面都呈现出了一种较为热情的局面，由于目前对于研发压力检测控制系统所需要的核心元器件的生产研发技术都掌握在了欧美国家的一些企业中，而国内还无法真正掌握这些元器件的核心研发技术，而市面上这些高端性能的压力检测控制系统产品的硬件框架都是由这些基本元器件作为铺垫的，所以缺少了核心技术的支撑，最终研发出来的产品无论是在性能方面还是在成本方面都需要比较大比例的依靠进口，然而在市场上的竞争力也就会稍逊于国外产品，这是目前国内对于压力检测控制系统的研究所面临的现状。
本文主要研究内容
本课题的主要内容是完成了一款实现多项智能功能的压力检测控制系统，经过了多项测试这款压力检测控制系统表现出了非常高的稳定性和实用性，结合当前市面上的大多数压力检测控制系统产品来看，本文设计的这款系统具备了多项优秀特点，超出了大多数产品的平均性能，在设计方法方面本课题首先将这种控制系统的研发历史进行了详细的查阅，对一些优秀的功能设计方法进行总结并且将其应用到本课题中，随后在压力检测控制系统的发展现状基础上提出了本课题将要实现的预期功能指标。接着对这款压力检测控制系统的硬件电路和软件系统进行了详细的设计，将整个控制系统划分成多个功能模块，然后对各个模块进行设计，最后将各个模块连接调试，实现该设计对总体功能。
压力检测系统的方案设计
压力检测控制系统的核心设计内容主要分为硬件系统和软件系统两大部分，在对这两者进行设计之前，本部分首先需要对实现的方案进行详细的设计，从而在下文中能够实现对软硬件系统高效的设计，为此本课题通过电脑软件绘制了下图中的压力检测控制系统结构框架，可以看出该系统是以STC89C51单片机为核心硬件，在该单片机外添加了LCD1602液晶屏电路、蜂鸣器报警电路、压力采集电路和模拟电压采集电路等部分。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，压力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1 压力检测控制系统框图
系统硬件设计
压力检测系统主控电路设计
目录
一、 引言 1
（一） 压力检测系统的发展背景 1
（二） 国内外压力检测系统的发展状况 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 压力检测系统的方案设计 3
三、 系统硬件设计 4
（一） 压力检测系统主控电路设计 4
（二） 压力检测电路设计 5
（三） LCD1602液晶屏电路设计 7
（四） 超重报警电路设计 8
（五） 压力检测系统按键电路设计 9
四、 系统软件设计 11
（一） 压力检测系统的主程序流程设计 11
（二） LCD1602液晶屏显示子程序流程设计 11
（三） 压力检测子程序流程设计 12
（四） 报警子程序流程设计 13
五、 实物制作与安装 16
总结 18
参考文献 19
致 谢 20
附录一 原理图 21
附录二 PCB图 22
附录三 元件列表 23
附录四 程序 24
引言
压力检测系统的发展背景
本课题将要设计的这款压力检测控制系统是在大学期间所学的专业知识基础上，结合了这种控制系统目前研究现状，而设计的一款较为新型的单片机控制系 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
统，本课题不但对这类相关系统的发展过程和研究现状进行了详细的调研，更将这种系统所存在的普遍优点和缺点进行了归纳总结。目前市面上大多数压力检测控制系统都是以单片机等高性能微处理器作为主控核心并将外部的输入信号通过高精度传感器模块采集进来，随后通过高性能运算模块进行高速的运算处理，实现控制结果的输出，大多数相关系统都是以单片机或者PLC以及LCD1602液晶显示屏、有源蜂鸣器、YZC133称重传感器和HX711压力采样芯片，本课题将以STC89C51单片机来作为主控。查阅了近几年市面上多数压力检测控制系统产品的资料，将各种产品对优缺点进行了对比整理，可以发现这类系统的优点主要表现为内部采用了单片机等微处理器芯片作为了主控，产品研发人员可以将各项功能通过C语言等程序语言代码进行转换，在要进行优化设计时只需要通过程序编译器将程序代码进行改动，随后进行烧录即可完成系统的更新优化，因此相比于传统类型的模拟电路来说，产品的更新换代更具有优势。而这些系统所表现出的典型缺点主要是程序代码中存在着各种类型的bug，这些bug的有些较为明显，有些非常隐蔽，程序开发人员有时很难察觉到这些bug带来的隐患，所以这类数字化压力检测控制系统的研发对于设计人员的程序设计水平具有较高要求。对压力检测控制系统从最开始的简易型到如今的智能型的整个发展历程进行整理后可以看出，压力检测控制系统内部需要结合多种科学技术和学科，首先对于其内部的主控核心来说，目前中高端的压力检测控制系统要想实现更为智能的功能，必须在电路内部植入32位的以ARM等内核作为CPU的微处理器芯片，只有这类内核才能够完成高速的数据处理，与此同时具有高速数字处理能力的DSP内核也必须实现嵌入；而要实现这类高性能芯片的嵌入化效果，就得使得芯片的体积非常小，不会明显增大系统整体的外形体积，所以这就要借助电路集成技术的发展；而要实现对系统外部多种类型的信号进行准确采集，就必须通过高性能的传感器模块来实现，通过这些高速高精度的传感器组将环境中的信号采集转换后送入微处理器芯片进行处理，这就要借助传感器研发技术，所以可以说，压力检测控制系统的发展与多门科学技术的发展是齐头并进的，也就是说，压力检测控制系统的发展是对这些科学技术发展的实际应用。
国内外压力检测系统的发展状况
国内外在对压力检测控制系统的研究方面都呈现出了一种较为热情的局面，由于目前对于研发压力检测控制系统所需要的核心元器件的生产研发技术都掌握在了欧美国家的一些企业中，而国内还无法真正掌握这些元器件的核心研发技术，而市面上这些高端性能的压力检测控制系统产品的硬件框架都是由这些基本元器件作为铺垫的，所以缺少了核心技术的支撑，最终研发出来的产品无论是在性能方面还是在成本方面都需要比较大比例的依靠进口，然而在市场上的竞争力也就会稍逊于国外产品，这是目前国内对于压力检测控制系统的研究所面临的现状。
本文主要研究内容
本课题的主要内容是完成了一款实现多项智能功能的压力检测控制系统，经过了多项测试这款压力检测控制系统表现出了非常高的稳定性和实用性，结合当前市面上的大多数压力检测控制系统产品来看，本文设计的这款系统具备了多项优秀特点，超出了大多数产品的平均性能，在设计方法方面本课题首先将这种控制系统的研发历史进行了详细的查阅，对一些优秀的功能设计方法进行总结并且将其应用到本课题中，随后在压力检测控制系统的发展现状基础上提出了本课题将要实现的预期功能指标。接着对这款压力检测控制系统的硬件电路和软件系统进行了详细的设计，将整个控制系统划分成多个功能模块，然后对各个模块进行设计，最后将各个模块连接调试，实现该设计对总体功能。
压力检测系统的方案设计
压力检测控制系统的核心设计内容主要分为硬件系统和软件系统两大部分，在对这两者进行设计之前，本部分首先需要对实现的方案进行详细的设计，从而在下文中能够实现对软硬件系统高效的设计，为此本课题通过电脑软件绘制了下图中的压力检测控制系统结构框架，可以看出该系统是以STC89C51单片机为核心硬件，在该单片机外添加了LCD1602液晶屏电路、蜂鸣器报警电路、压力采集电路和模拟电压采集电路等部分。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，压力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1 压力检测控制系统框图
系统硬件设计
压力检测系统主控电路设计
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