《智能压力传感器系统设计》2700字

智能压力传感器系统设计目录TOC\o"1-2"\h\u2257智能压力传感器系统设计 19235摘要 127897关键词:传感器；AD转换电路；液晶显示 1218781调理电路硬件设计 1227541.1传感器电路分析 1175721.2选用放大电路及其电路分析 2228452传感器AD转换电路的设计 397342.1AD08０4的外围接口的功能 3105932.2外围电路的设计 415042.3LCD显示电路的设计 545132.4LCD的介绍 519411结论 6335参考文献 7摘要不论是在日常生活中，还是在工业生产中，都要对各种物理量进行测量，例如：压力、温度、长度等。然而，这些物理量的检测与处理方式大同小异，包含了传感器、AD转换器这些都为实现模块化提供了基础。为实现多种测试设备的模块化移植奠定了基础。关键词:传感器；AD转换电路；液晶显示1调理电路硬件设计本文的核心部分包括STC89C52、AD0804AD、LCD1602等，这些芯片都属于较为成熟的器件，并对其技术进行了较为详尽的描述，所以本文着重于其具体的设计。在设计思路上，我们先对各个模块进行独立的设计，再把它们组装起来。1.1传感器电路分析为了保证下一步的干扰不会影响到传感器的工作状态，应选择高输入阻抗的放大器，以防止输入端吸收过多的电流，导致传感器输出电压下降，造成测量误差。其基本原则如下：如图所示，将c、d两端用作输出级，在电桥不平衡时，c和d之间有一个电势差，用来表示输出，通过简单的三角形星形转换，可以看出，随着输出电压的增大，输出电压的变化对桥型电路的影响也会减小。1.2选用放大电路及其电路分析图1中所使用的放大电路如下：LM324的1管脚是VO1,7管脚是VO2,8管脚是VO,如图所示，是一种具有高输入阻抗、高电压增益的仪器用放大器的原理图。VO′=[1+(R2+R3)/RV2]VI;由于反馈效应，在一阶上的两个运放的vp和vn近似相等，所以在输入端没有任何电流流过，即不能从传感桥电路中吸取更高的电流，而且输入阻抗也很高。其中，R1=R4==R,R5=R6=Rf，以便对共模干扰进行有效的抑制；这样，整个放大输出为VO=(Rf/R)VO’=[1+(R2+R3)/RV2](Rf/R)VI。RV2是一种能够调节放大率的滑块变阻器。2传感器AD转换电路的设计因为传感器的输出是模拟信号，所以我们的芯片只能将模拟值转化为数字值，用户并不需要太在意它的结构和工作原理，而应该关注的是它的控制界面和界面。2.1AD08０4的外围接口的功能/CS：晶圆选择信号，即/CS=0，晶圆就能工作，许多AD芯片都能用来控制芯片的工作；与多路采集电路一样，通过AD转换来控制选择信号。ADC0804是ADC采样的一种低电平，当程序初始化时，ADC0804被用来进行ADC采样，当ADC0804完成了整个电路的初始转换，并将其输入到该接口，AD芯片就会发生变化。DB0~DB7:AD0804是一种8比特的数字转换芯片，可以将最大AD的最大模数分成28个级别，然后用二进制存储在DB0~DB7中，由控制芯片进行读取。/RD：低电平是有效的，转换完成后，将转换的结果存入DB0~DB7，由微处理器的控制输出低电平的信号，再由数据接口进行读出。UIN（+）、UIN(-)：一个模拟电压输入端，一个UIN(+)，一个与UIN(-）相连。在双向输入时，其正、负端子分别被连接到UIN（+）上。如果输入的模拟电压信号是“零漂移”，那么在“-”时，可以在“-”上加上一个等值的零补偿电压，在变换时，这个电压就会从“+”中被扣除。本电路采用两个输入端与两个模拟输入端相连。2.2外围电路的设计/CS/CS要求用单片机来控制管脚；DB0~DB7,/RD，这些接口是用来与MCU进行数据通讯、控制和读出结果的。供电线路的连接方式：供电部分由VCC、VREF/2、AGND、DGND组成.VCC采用5V的电压，而VREF/2的悬挂使得基准电压是供电电压，AGND和DGND可以根据实际情况选择公共接地，也可以将其隔离。CLKR和CLKIN接口可以根据实际工作线路的工作状况来选择RC振荡器的频率。在不影响实际应用的情况下，可以适当地设置频率，让微处理器有足够的工作响应时间，避免出现频繁的中断请求，从而影响到整个系统的运行。模拟电路是这样的：在进行电路设计时，C4的选取值较大，可根据CLK=1/1.1RC的变化，选取合适的时钟频率。由于是以模块形式进行的，所以，以上的UIN（+）和UIN（-）不会与较高的放大器输出端相连，而是由一个受控制的电源输入所代替。在实际应用中，将UIN（+）与放大器的输出端相连，而UIN（-）则与地面相连。2.3LCD显示电路的设计LCD的设计和AD的设计思路差不多，唯一的区别就是AD0804是通过外部接口来实现的，唯一的区别就是LCD中的LCD是用来储存数据的。接下来，我们将会从LCD1602的资料说明书中逐渐学习它的用法。等我们把资料表弄清楚了，就可以大致设计出硬件的线路和程序。2.4LCD的介绍在此，我们继续沿用“网络”的概念，省略掉了它的一些不必要的结构和工作原理，只是简单地描述了一下我们在使用中要注意的几个方面，比如主要的技术参数，外部电路的接口；指令、时序图、电力供应在设计外围电路的时候，我们考虑到了这些参数，就把它叫做工作状态，具体的内容是：工作电压：4.5-5.5V工作电流：5.0伏2.0毫安模组工作电压：5.0V在电路设计中应参考这些参数，以确保其工作正常，防止对晶片造成损伤。硬体界面第1脚：地面供电。第2脚：一个VDD，一个5V的正向供电。第3脚：VL是LCD的反差调节，在接正时反差最小，在接地时反差最大，在对比度较高时会出现“鬼影”，用10K电位计调节反差。第4脚：RS作为寄存器的选择，LCD1602模块中有一个用于储存指令和数据的寄存器，我们把它放在一个数据寄存器里，或者把它放在一个程序寄存器里，根据管脚的状态来确定。RS高电平时，选择数据寄存器，低电平时，选择命令寄存器.第5个脚：R/W是读出和写入的信号，在高电位下执行读取，在低电位下执行写入。该系统仅执行写入，因此该管脚始终处于低级。第6个脚：E端是激活端，在E端从高电平读出信息；从高电平跳到低电平，LCD模块执行指令。第7~第14脚：D0~D7数据线路，用来实现MCU与LCD之间的数据传送。第15脚：正电极的背面。第16脚：负电极的背面。在采用诸如AD、LCD等数字集成芯片时，只要留意外部插头的作用和控制时序图，再按照外部插头的功能来进行电路设计，再将外部插头与外部插头相连，便可实现整体的控制。当然，目前我们只是在进行一个仿真，并没有完成。如果在实际的调试过程中出现了焊接故障或者程序控制问题，我们最好按老办法来做。对所有的电路和程序进行模块化的处理，并逐一检查。这样，我们的调试工作就会大大加快。结论本文的研究目的是为了使学生能够熟练地了解如何设计和运用针型压力测试电路，并对设计中对测量准确度产生重要影响的环节进行分析。但是，在设计过程中，这个目标被逐步淡化，主要集中于各个模块的选择和设计。我们在设计的过程中，就已经发现，我们所设计的这些参数，并非是真实的，而是真实的，只要将传感器与真实的世界分离开来，那么我们所要做的，就是控制电能。在整个设计中，我们要做的就是把一个模拟器转换