壓力變送器系統(tǒng)要求能夠滿足以下幾點設(shè)計要求：
（1）可測范圍：0～1MPa—2.5MPa（表壓），且量程可選；
（2）顯 示：4位數(shù)碼顯示（2.50MPa），4～20mADC輸出；
（3）附加要求：上、下限報警；
（4）測量精度：±1%。
總體設(shè)計方案
為了實現(xiàn)更高精度的測量，獲得更加智能的人機(jī)交互，本次設(shè)計為基于單片機(jī)的智能壓力測量系統(tǒng)。該智能壓力變送器基本原理是通過壓力傳感器把壓力信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，該電壓信號經(jīng)放大后，送至模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號以便單片機(jī)處理，*后由LED數(shù)碼管進(jìn)行顯示，并以工業(yè)生產(chǎn)中標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA的電流信號輸出。在測量的過程中可以人為地通過獨立鍵盤進(jìn)行設(shè)置測量的上下限，當(dāng)輸入的壓力超出上下限時，蜂鳴器啟動報警。
該智能壓力變送器，選用的的單片機(jī)為常見的AT89C51單片機(jī)，將壓力經(jīng)過壓力傳感器變?yōu)殡娦盘?，在三運放差分放大電路下，對電壓信號進(jìn)行放大，通過A/D轉(zhuǎn)換器將電壓信號轉(zhuǎn)換為單片機(jī)可以處理的數(shù)字量。在該系統(tǒng)中，用于電壓信號采樣的A/D轉(zhuǎn)換器為ADC0809。ADC0809是8位分辨率的CMOS型逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，它可實現(xiàn)8路多路模擬開關(guān)以及與單片機(jī)直接相連。轉(zhuǎn)換輸出的數(shù)字量**分辨可達(dá)256級，可以適應(yīng)一般單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的模擬量轉(zhuǎn)換要求，同時也滿足本設(shè)計的精度測量需要：±1%。為了提高單片機(jī)系統(tǒng)I/O口線的利用效率，設(shè)計采用了74LS164進(jìn)行數(shù)據(jù)移位至數(shù)碼管顯示。74LS164是CMOS型8 位邊沿觸發(fā)式移位寄存器，可以實現(xiàn)串行輸入數(shù)據(jù)，然
后并行輸出的功能，它通過限流電阻直接與8位數(shù)碼顯示管相連，然后通過數(shù)據(jù)移位功能將壓力值在數(shù)碼管上顯示出。為了獲得4～20mA標(biāo)準(zhǔn)輸出電流，設(shè)計采用了DAC0832標(biāo)準(zhǔn)8位D/A轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出電流信號，由于經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換的電流輸出量十分微弱，因此可先將電流信號通過運算放大器轉(zhuǎn)換為電壓信號，再利用ISO EM直流（電壓/電流）信號隔離器，把電壓信號轉(zhuǎn)化為4-20mA標(biāo)準(zhǔn)電流輸出
本次設(shè)計是以單片機(jī)為核心的壓力測量變送器，首先，外部施加給應(yīng)變片一個壓力信號，然后應(yīng)變片將信號轉(zhuǎn)換成易測量的電信號作為輸出，通過測量橋路，多級放大電路將該電信號進(jìn)行放大，將通過A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號輸入至單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，*后數(shù)據(jù)送給LED數(shù)碼管顯示，并實現(xiàn)鍵盤輸入控制、4～20mADC輸出、上下限報警等功能。
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