赵尊强 刘永清 单片机.docx
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赵尊强刘永清单片机
《单片机原理与应用》课程设计报告
压力测量显示实验
学院信息科学与工程学院专业计算机科学与技术
班级2012级本科一班指导教师单成刚
学生姓名赵尊强学号201212110136
学生姓名刘永清学号201212110115
课程成绩完成日期2014.6.20
课程设计成绩评定
学院信息科学与工程学院专业计算机科学与技术
班级2012级本科一班指导教师单承刚
学生姓名赵尊强学号201212110136
学生姓名刘永清学号201212110115
课程成绩完成日期2014.6.20
指导教师对学生在课程设计中的评价
评分项目
优
良
中
及格
不及格
课程设计中的创造性成果
学生掌握课程内容的程度
课程设计完成情况
课程设计动手能力
文字表达
学习态度
规范要求
课程设计论文的质量
指导教师对课程设计的评定意见
综合成绩指导教师签字2014年月日
摘要
此次设计是基于单片机的压力检测系统,选择的单片机是基于某臂电阻发生变化时,桥路就不平衡,桥路输出的变化量就反映了压力的变化量。
该变化量通过二级放大,将微弱信号放大到A/D转换器可以分辨的模拟信号。
A/D将模拟信号转换成数字信号,利用mC8052采集并存储采集到的数据。
当压力超出某一设定的范围时自动报警。
关键词:
单片机、A/D转换器、应变片、压力传感器、砝码
目录
引言4
1设计背景4
1.1相关背景4
1.2设计说明4
1.3实验电路及连线5
2总体方案设计5
2.1硬件组成5
2.2芯片介绍6
2.3功能分析7
3系统设计程序框图7
4设计流程9
4.1接口连线9
4.2设计步骤9
5心得与体会12
参考资料13
附录A系统原理图14
附录B源程序14
引言
压力测量与我们的生活息息相关,压力测量普遍用于工业领域,并对国家的发展产生了深厚的影响,小到体重计,大到工业中反应炉的气压值报警。
甚至航空航天,智能仪表,总之压力测量对于我们人类来说意义重大。
本课程设计基于压力传感器为桥路压力传感器。
当桥路中的某臂电阻发生变化时,桥路就不平衡,桥路输出的变化量就反映了压力的变化量。
该变化量通过二级放大,将微弱信号放大到A/D转换器可以分辨的模拟信号。
本课程设计纯为小组设计。
程序也在开发板验证成功,如有任何疑问,都可通过实验调试验证。
1设计背景
1.1相关背景
压力是工业生产过程中的重要参数之一。
压力的检测或控制是保证生产和设备安全运行必不可少的条件。
实现智能化压力检测系统对工业过程的控制具有非常重要的意义。
压力测量对实时监测和安全生产具有重要的意义。
在工业生产中,为了高效、安全生产,必须有效控制生产过程中的诸如压力、流量、温度等主要参数。
由于压力测量在
生产过程中起着决定性的安全作用,因此有必要准确测量压力。
通过压力传感器将需要测量的位置的压力信号转化为电信号,再经过运算放大器进行信号放大,送至8位A/D转换器,然后将模拟信号转换成单片机可以识别的数字信号,再经单片机转换成LED显示器可以识别的信息,最后显示输出。
1.2设计说明
本实验利用CZL-1R型桥路(应变片)压力传感器(量程600g)实现R-V物理量变换,将压力传感器输出的小信号经过放大和低通滤波后,送至A/D转换器ADC0809转换成8位数字量信号。
编制程序,微控制器采集并显示压力值(显示质量)。
设定空载时(0.0kg)变换放大电路输出模拟量为0.0V,510g输出模拟量为4.9805V,平均每2g对应1LSB变化量。
压力的报警值为520g。
在测量过程中,在当压力超出量程后,输入A/D的模拟信号也有过压保护,不会损坏A/D转换器。
加压和降压可以采用增加和减少砝码来实现。
在下图中,W4为测压系统放大倍数调节器,系统出厂时已设定好,用户不要随意调节;出厂时+VREF已调为5.0V(调节W5)。
W2为测压系统零点调节器,用户可以利用该电位器调节系统零。
1.3实验电路及连线
2总体方案设计
2.1硬件组成
(1)控制器,控制器是系统的核心部分,可以用工业计算机PLC、或者单片机。
(2)A/D转换器,A/D转换器可以把测得的模拟量转换成数字量输出,可以直接读取。
(3)报警装置,超出压力范围自动报警。
(4)压力传感器,变化量通过二级放大,将微弱信号放大到A/D转换器可以分辨的模拟信号。
2.2芯片介绍
(1)带8通道多路开关的8位A/D转换器,ADC0809;
(2)微处理器8032
(2)可显示键盘/显示接口8279
2.3功能分析
本实验利用CZL-1R型桥路(应变片)压力传感器(量程600g)实现R-V物理量变换,将压力传感器输出的小信号经过放大和低通滤波后,送至A/D转换器ADC0809转换成8位数字量信号。
编制程序,微控制器采集并显示压力值(显示质量)。
3系统设计程序框图
图1图2
图3
图4图5
4设计流程
4.1接口连线
P-DETECT接0809的IN0。
CS0809接8000H。
EOC接8032的P3.2(INT0中断)。
CS8279已固定接至8700H。
4.2设计步骤
(1)通过上图程序框图及电路图连接好线路后,接通电源后测试串口成功,机箱显示如下图:
(2)我们小组假设初值为294g并计入试验,测试完成后在相应的窗口输入主程序,运行后非常成功截图如下,
(3)接着向托盘里添加砝码,先添加大的,200g的,毫无现象即,没有发出报警声,表示压力没有超出范围,还要继续添加,在测量过程中,在当压力超出量程后,输入A/D的模拟信号也有过压保护,不会损坏A/D转换器。
加压和降压可以采用增加和减少砝码来实现。
显示506。
如下图,
继续向托盘里添加砝码,这次选小法吗50g的,添加后立即发出报警声,表示压力超出了范围,显示出510,如下图,
通过显示出来的实验现象,记录实验结果,并且小组成员们一起交流和分析此现象,然后设计课题,规划课程设计。
5心得与体会
为期两周的的压力测试系统课程设计结束了,我的感觉是真正的收获了很多,不同于普通课堂上老师说我们记的模式,这是一次实打实的善战演练,通过老师给的课题,度过了最初的迷茫和担忧,首先进行的的是资料的收集,我通过网上查找资料。
我做的实现的功能是将传感器采集到的模拟信号转换成单片机可以识别的数字信号,再经单片机转换成LED显示器可以识别的信息,最后显示输出。
实验过程中我们遇到不少问题,有的解决不了,就一起讨论,通过讨论想出解决方法。
小组成员间相互分配任务,共同完成。
在实验中,我们用来做实验的机箱很多都有问题,有的串口坏了;有的串口虽然能与主机相连,但显示屏和灯都不亮;有的能亮但显示的初值为0一直不变化,添砝码数值仍不变。
最后选择了初值为294g的,添一个200g的砝码,显示为504g,砝码或机箱可能有错,数值应该为494g才对。
再加一个50g的,超过510g,显示屏只能显示510g且红灯亮。
这是实验中最接近课程设计要求的实验现象。
此次课程设计使我暴露了我在平时学习中的不足,以及对知识缺乏融会贯通的能力,课程设计过程中,我们不断发现错误,不断修改,不断领悟,不断获取。
实践出真知,自己亲自动手去做,才知道知识的匮乏!
课程设计提升的不仅仅是专业技能,更是我们独立思考,解决问题的能力。
小组成员相互配合使我们之间的默契大大提高。
通过设计压力测量系统,让我对单片机编程指令有了更深刻的掌握,夯实了单片机的基础,锻炼了思考和动手能力,让我收获了许多。
但是在设计的过程中仍然存在了一些问题,主要存在于细节方面,说明我在细节方面还需下功夫,,扎扎实实的学习专业课程。
非常感谢有这样的一次课程设计。
参考资料
【1】《单片机微型计算机原理、应用及接口技术》张迎新国防工业出版社
【2】《C程序设计》谭永强清华大学出版社
【3】阎石.数字电路技术基础(第五版).北京:
高等教育出版社,2006
【4】《电路》邱关源编著高等教育出版社
【5】《微型计算机接口原理与技术》邹逢兴编著国防科技大学出版社
【6】《电子系统设计》余小平等编著北京航空航天大学出版社
【7】《单片机典型外围器件及应用实例》是实科技编著人民邮电出版社
【8】《《LED数显仪表设计与应用实例》沙占友编著中国电力出版社
【9】《数字电子技术基础》阎石编著高等教育出版社
【10】《全国大学生电子设计竞赛》黄智伟编著北京航空航天大学出版社
附录A系统原理图
附录B源程序
;***********************************
;*Presuresensorexp.*
;***********************************
ADCSEQU8000H
Com8279EQU8701H
Dat8279EQU8700H
SCANFRQEQU2FH
SCANMODEQU00H
CLSEQU0D1H
ADVALEQU30H
MAXEQU46H
MINEQU47H
TEMPLEQU48H
TEMPHEQU49H
COUNTEQU4AH
ORG0H
SJMP40H
ORG03H
LJMPINT0
ORG40H
MOVSP,#60H
LCALLINIT
SETBEX0
SETBIT0
CLREA
L1:
LCALLDIS
LCALLACQ
LCALLTROOP
SJMPL1
ACQ:
NOP
MOVR0,#50H
MOVCOUNT,#16
SETBEA
NEXT:
MOVA,COUNT
CJNEA,#00H,NEXT
CLREA
RET
INT0:
PUSHDPL
PUSHDPH
PUSHACC
NOP
NOP
MOVDPTR,#ADCS
MOVXA,@DPTR
NOP
MOV@R0,A
INCR0
NOP
LCALLDELAY
DECCOUNT
MOVX@DPTR,A
POPACC
POPDPH
POPDPL
RETI
DIS:
MOVA,ADVAL
;MOVB,#19
MOVB,#20
MULAB
MOVR4,B
MOVR5,A
MOVR0,#45H
LCALL%ITAB
NOP
NOP
LCALLLED
RET
LED:
MOVDPTR,#Com8279
MOVA,#90H
MOVX@DPTR,A
MOVR0,#45H
DECR0
MOVA,@R0
MOVDPTR,#BCD
MOVCA,@A+DPTR
MOVDPTR,#Dat8279
MOVX@DPTR,A
DECR0
MOVA,@R0
MOVDPTR,#BCD
MOVCA,@A+DPTR
MOVDPTR,#Dat8279
MOVX@DPTR,A
DECR0
MOVA,@R0
MOVDPTR,#BCD
MOVCA,@A+DPTR
MOVDPTR,#Dat8279
MOVX@DPTR,A
DECR0
MOVA,@R0
JZLED_CLR
CLRC
SUBBA,#2H
JNCLED_CLR
MOVA,@R0
MOVDPTR,#BCD
MOVCA,@A+DPTR
MOVDPTR,#Dat8279
MOVX@DPTR,A
SJMPEND_LED
LED_CLR:
MOVA,#00H
MOVDPTR,#Dat8279
MOVX@DPTR,A
END_LED:
RET
TROOP:
LCALLCALC
MOVR2,#0
MOVR3,#0
MOVR4,TEMPH
MOVR5,TEMPL
MOVR6,#0
MOVR7,#14
LCALL%NDIV1
CLRC
MOVA,R3
SUBBA,#7
JNCADD1
MOVADVAL,R5
SJMPEND_CAL
ADD1:
MOVA,R5
ADDA,#1
MOVADVAL,A
END_CAL:
RET
CALC:
MOVR0,#50H
MOVA,@R0
MOVMAX,A
MOVMIN,A
MOVR1,#15
NEXT1:
INCR0
CLRC
MOVA,@R0
MOVB,A
SUBBA,MAX
JNCGET_MAX
MOVA,@R0
SUBBA,MIN
JCGET_MIN
DJNZR1,NEXT1
SJMPEND_TR
GET_MAX:
MOVMAX,B
DJNZR1,NEXT1
SJMPEND_TR
GET_MIN:
MOVMIN,B
DJNZR1,NEXT1
END_TR:
MOVTEMPH,#0
MOVTEMPL,#0
MOVR0,#16
MOVR1,#50H
L_V:
MOVA,@R1
CLRC
ADDA,TEMPL
MOVTEMPL,A
MOVA,TEMPH
ADDCA,#0
MOVTEMPH,A
INCR1
DJNZR0,L_V
CLRC
MOVA,TEMPL
SUBBA,MAX
MOVTEMPL,A
MOVA,TEMPH
SUBBA,#0
MOVTEMPH,A
CLRC
MOVA,TEMPL
SUBBA,MIN
MOVTEMPL,A
MOVA,TEMPH
SUBBA,#0
MOVTEMPH,A
RET
INIT:
MOVDPTR,#Com8279
MOVA,#SCANMOD
MOVX@DPTR,A
MOVA,#SCANFRQ
MOVX@DPTR,A
MOVA,#CLS
MOVX@DPTR,A
LCALLDELAY
MOVR0,#30H
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MOVA,#0
MOV@R1,A
INCR1
DJNZR0,$-4
RET
DELAY:
MOVR7,#7FH
L2:
MOVR6,#7FH
DJNZR6,$
DJNZR7,L2
RET
BCD:
DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH
END
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