智能压力传感器系统设计

摘要1.2课题研究目的传感器的发展主要集中在集成化和智能化两个方面。传感器的集成化是指将多个功能相同或不同的敏感器件制作在同一个芯片上构成传感器阵列。传感器的智能化是将传感器与信号处理电路和控制电路集成在同一芯片上。系统能够通过电路进行信号提取和信号处理，根据具体情况自主地对整个传感器系统进行自检、自校准和自诊断，并能根据待测物理量的大学及变化情况自动选择量程和测量工作方式。本次论文的主要工作是在现在研究基础上，设计出具有体积小、成本低、寿命长、量程范围大、反应速度快、智能化程度高的智1.3论文构成及研究内容第二章节讲述设计思路及相关概述；第三章节系统设计方案；第四章节硬件设计及软件程第二章智能压力传感器设计思路及相关理论模数转换，微处理器采用单片机AT89S51,显示器采用LCD1602进行显示，本次课题总体设计方框图如图2-1所示。数字信号信号显示显示器电容值图2-1总体方案设计图块采用四位数码管显示，采用独立式按键选择单路显示或者8路轮流显示。结构简单，系统2.2相关理论光子晶体是由不同折射率的介质周期性排列而成的人工微结构。由于介电常数存在空间上的周期性，引起空间折射率的周期变化。频率落在禁带中的光或电磁波是被严格禁止传播的。因此，光子晶体就是折射率呈周期分布的光学介质。与半导体晶格对电子波函数的调制相类似，光子带隙材料能够调制具有相应波长的电磁波---当电磁波在光子带隙材料中传播时，由于存在布拉格散射而受到调制，电磁波能形成能带结构。能带与能带之间出现光子带隙。能量处在光子带隙内的光子，不能进入该晶体。光子晶体和半导体在基本模型和研究思路上有许多相似之处，原则上人们可以通过设计和制造光子晶体及其器件，光子晶体光纤又名微结构光纤或多孔光纤，它通过包层中沿轴向排列的微小空气孔对光进行约束，从而实现光的轴向传输。独特的波导结构，使得光子晶体光纤与常规光纤相比具有许多无可比拟的传输特性。根据纤芯引入缺陷态的不同，PCF导光机理可以分为两根据我国国家标准对传感器的定义，对于压力传感器，我们可以给出定义：能够感受规定的被测量(压力信号)并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。压力传感智能传感器主要是指利用集成电路工艺和微机械技术将敏感元件与功能强大的电子数字化预处理/接口传感器测压3.2系统组成框架第四章硬件设计及软件程序设计4.1硬件设计52单片机中读取数据，因此将它的R/W引脚电平拉低，直接与地相连(如图4-1所示)。号进行信号的采集(如图4-2所示)。图4-1硬件电路原理图图4-2硬件电路仿真图4.1.1前端传感器模块4.1.2信号调理电路模块连。乘法器的输出电压信号为KiUs,系数K1=Uc₁/10。电流Im和I1之和被放大器Ai图4-4信号调理电路图4.1.3A/D转换模块D6DSD445689983CLOCK:外部始终时钟输入端(小于1MHz)。ADC0809对输入模拟量要求：信号单极性，电压范围是0-5V,若信号太小，必须进当ALE线为高电平时，地址锁存与译码器将A,B,C三条地址线的地址信号进行锁存，须由外界提供，通常使用频率为500KHZ,VREF(十),VREF(一)为参考电压输入。4.1.4微处理器256字节RAM。AT89C52单片机的指令系统和引脚功能与MCS-51的完全兼容。【计数器定时器时钟图4-6单片机STC89C52结构图内置4KBEEPROM,MAX810复位电路，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中图4-7LED(a外形b图形符号)排列形状如图4-8所示。显示器中还有一个圈点型发光二极管(在图中以dp表示),用于符号和引脚共阴极并阳极图4-8LED显示4.2软件程序设计4.2.1程序流程图开始NY结束图4-9程序流程图AT89C51单片机的P1口用作键盘I/0口，键盘的列线接到P1口的低4位，键盘的行线接到P1口的高4位。列线P1.0-P1.3分别接有4个上拉电阻到正电源+5V,并把列线P1.0-P1.3设置为输入线，行线P1.4-P.17设置为输出线。4根行线和4根列线形成16个的状态，若P1.0-P1.3为全“1”,则无键闭合，不然有键闭合。去除键抖动。当检测到0;P1.61101;P1.51011;P1.40111NYNYNY返回图4.10单片机矩阵式键盘接口流程图4.2.3智能数字滤波这里我们取3组数据，将第一个数值的权值设置为1/9,第二个数值的权值设置为3/9,第五章系统抗干扰性分析本课题设计的只能压力传感器的抗干扰主要靠硬件实现，且都实施与信号调理电路型(只讨论其中一个电容器C1)可用图5-1表示。寄生电容器Cpl和Cp2分布于传感电容器C1的两端和地线之间，与电压源和A1