青岛理工大学琴岛学院毕业论文（设计）
摘 要
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。本设计是基于单片机的压力监测仪的设计，主要通过单片机及专用芯片对传感器所测得的模拟信号进行处理,使其完成智能化功能。
本课题是针对单体支柱支撑压力检测仪的研究和设计所展开的。它可对支柱的压力进行检测，以确保单体液压支柱的正常工作。
检测仪可对单体支柱进行压力的检测和实时监控，把测量到的数据传递给地面的上位机，以便作出相应的处理。当压力过低或支柱漏夜时能够发出声光报警，及时通知地面人员进行维修。
本课题主要涉及三方面的内容：压力检测、信号处理、数据显示与传输。压力检测采用电阻应变片式压力传感器对压力进行采集，然后通过多级放大把信号输入给V/F转换芯片，由其输出频率信号传输给主控芯片并经过主控芯片的处理，最后把信息显示出来并且传给上位机。
本次设计是基于AT89C51单片机的测量与显示。是通过压力传感器将压力转换成电信号，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。
本设计的最终结果是，将软件下载到硬件上调试出来了需要显示的数据，当输入的模拟信号发生变化的时候，通过A/D转换后，LED将显示不同的数值。
关键词：压力；AT89C51单片机；压力传感器；A/D转换器；LED显示
I
青岛理工大学琴岛学院毕业论文（设计）
Abstract
Pressure in the process of industrial production is one of the important parameters. The pressure test or control is to guarantee the production and the safe running of the equipment necessary conditions. This design is based on the single chip microcomputer monitoring design pressure, mainly through the special chip microcontroller and of sensor measured simulation signal processing, make its complete intelligent function.
This topic is for single pillars of pressure detector research and design of open. It can detect the pillar pressure, to ensure the normal mono-hydraulic prop work.
Detector can of monomer pressure testing and support real-time monitoring, the measurement of the data transfer to the ground to the PC, so as to make corresponding processing. When the pressure is too low or pillar LouYe can give out sound and light alarm, inform the ground staff for repair.
This subject mainly involves three aspects of content: the pressure test, signal processing, data display and transmission. Pressure testing the resistance strain chip pressure sensor to pressure acquisition, and then through the multi-level amplifier to signal input to the V/F conversion chip, by its output frequency signal transmission to the main control chip and through the processing of the main control chip, finally the information displayed and to the upper machine.
This design is based on AT89C51 measurement and display. Is through the pressure sensor will pressure into electrical signal, and by the signal amplifier amplification, send to the eight A/D converter, and then convert an analog signal into A single chip can be identified, digital signal, to SCM convert LED display can identify the information, finally shows that the output.
The end result of this design is, will download software to hardware debugging out need to display data, when the input analog signals change when, through the A/D conversion, LED will show different values.
Key words：pressure; AT89C51 single-chip; pressure sensor; A/D converter; LED monitor
II
青岛理工大学琴岛学院毕业论文（设计）
目 录
摘 要………………………………………………………………...…..Ⅰ Abstract………………………………………………………………..……Ⅱ 1 绪论…………………………………………………………………..…...2 1.1 研究背景…………………………………………………………………….....2 1.2 基于单片机的压力检测原理…………………………………………………2 2 基于单片机的压力检测系统的硬件设计………………………………….....4
2.1 压力传感器……………………………………………………......................4 2.2 信号放大电路…………………………………………………......................7 2.3 A/D转换器………………………………………………….………….….....8 2.4 单片机的选型与设计………………………………….…………………......9 2.5 LED显示电路的设计…………………………………………………..…...10 2.6 时钟芯片的选型与设计………………………………………………….….12 2.7 可移动存储器的选型与设计……………………………………………..…13 3 相关电路设计
3.1 复位电路的设计……………….…………………………………………..…14 3.2 电源电路的设计……………………………………………………..…….…14 3.3 报警电路的设计……………………………………………………..……….14 3.4软件设计理论……………………………………...…...………..…..15 结 论…………………………………………………………..……..….17 致 谢……………………………………………………………..…..….18 参考文献……………………………………………………………..……..19 附 录……………………………………………………………..……..20
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1绪论
1.1 研究背景
近年来，随着微型计算机的发展，他的应用在人们的工作和日常生活中越来越普遍。工业过程控制是计算机的一个重要应用领域。其中由单片机构成的嵌入式系统已经越来越受到人们的关注。现在可以毫不夸张的说，没有微型计算机的仪器不能称为先进的仪器，没有微型计算机的控制系统不能称其为现代控制系统，新的科技时代已经到来了。
本设计的目的是设计一个压力检测仪对矿井单体支柱支撑压力进行检测，以确保单体液压支柱的正常工作，保障煤矿工作面工作的正常进行。
正常情况下ADC0832与单片机的接口应为4条数据线，分别是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端与DI端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的，所以电路设计时可以将DO和DI并联在一根数据线上使用。
为了提高单片机系统I/O口线的利用效率,利用单片机AT87C51的串行口和串行移位寄存器74LS164扩展输出多位LED显示.
键盘是单片机系统实现人机对话的常用输入设备。我们通过键盘，向计算机系统输入各种数据和命令，亦可通过使用键盘，让单片机系统处于预定的功能状态。要想实现压力的显示需硬件与软件配合，最终调试出来。
1.2 基于单片机的压力检测设计方案
本次设计是以单片机组成的压力测量，系统中必须有前向通道作为电信号的输入通道，用来采集输入信息。压力的测量，需要传感器，利用传感器将压力转换成电信号后，再经放大并经A/D转换为数字量后才能由计算机进行有效处理。然后用LED进行显示，而键盘的作用是改变输入量的系数的。它的原理图如图1-1所示。
压力 传感器 放大器
显示 单片机 A/D转换
键盘
图1-1 压力测量仪表原理
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1.2.1压力的概念
压力是工业生产中的重要参数之一，为了保证生产正常运行，必须对压力进行测量和控制，但需说明的是，这里所说的压力，实际上是物理概念中的压强，即垂直作用在单位面积上的力。
在压力测量中，常用绝对压力、表压力、负压力或真空度之分。所谓绝对压力是指被测介质作用在容器单位面积上的全部压力，用符号pj表示。用来测量绝对压力的仪表称为绝对压力表。地面上的空气柱所产生的平均压力称为大气压力，用符号pq表示。用来测量大气气压力的仪表叫气压表。绝对压力与大气压力之差。称为表压力，用符号pb表示。即pb=pj-pq。当绝对压力值小于大气压力值时，表压力为负值（即负压力），此负压力值的绝对值，称为真空度，用符号pz表示。
压力是工业生产中的重要参数，如高压容器的压力超过额定值时便是不安全的，必须进行测量和控制。在某些工业生产过程中，压力还直接影响产品的质量和生产效率，如生产合成氨时，氮和氢不仅须在一定的压力下合成，而且压力的大小直接影响产量高低。此外，在一定的条件下，测量压力还可间接得出温度、流量和液位等参数。
1.2.2测量压力的意义
压力是过程生产中四大重要参数之一，它在检测生产过程能否完全可靠正常运行的重要参数指标，尤其在化工生产过程中压力这一参数更显得尤为重要。
在化工生产过程中，压力即影响物料平衡，也影响化学反应速速，是标志生产过程能否正常进行的重要参数。
安全生产的需要，从确保安全生产的角度，压力检测也是非常重要的。如：确保压力容器内的压力在安全指标之内，确保易燃易爆介质的压力不超
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