多路压力监测系统硬件设计论文.doc

多路压力监测系统硬件设计毕业论文 目录 摘要 I Abstract II 1 绪论 1 1.1课题的背景 1 1.2课题的研究意义 1 1.3压力监测技术的现状及发展趋势 2 1.4 课题的主要内容及技术指标 2 1.4.1课题的主要内容 2 1.4.2课题的技术指标 2 2 系统的要求及设计原则 3 2.1系统的要求 3 2.2系统的设计原则 3 3 系统硬件电路设计 4 3.1系统的组成 4 3.2系统的工作原理 4 3.3系统主要芯片简介 5 3.3.1压力变送器 5 3.3.2多路选择开关 7 3.3.3I/V转换器 8 3.3.4信号放大器 9 3.3.5A/D转换器 10 3.3.6单片机AT89C51 12 3.3.7 8255 15 3.3.8外部时钟DS12877 17 3.3.9液晶显示电路 18 3.3.10外部存储电路 19 3.3.11报警电路 21 3.3.12复位电路 22 3.3.13串行口电路 24 3.3.14电源电路 26 4.系统电路板设计及调试 28 4.1 Protel 简介 28 4.2 PCB布局、布线基本原则 28 4.2.1 元件布局基本规则 28 4.2.2 元件布线规则 29 4.3 系统调试 29 5 结论 31 参考文献 32 致谢 33 毕业设计（论文）知识产权声明 34 毕业设计（论文）独创性声明 35 附录 36 1 绪论 1.1课题的背景 在工业生产中，经常需要对压力信号进行监测。压力监测系统主要用于汽车轮胎、煤矿、油田、锅炉等许多领域。压力监测系统应用范围非常广泛，例如用于在汽车行驶时对轮胎气压进行自动监测，轮胎漏气和低气压是自动报警，以保证行车安全；还有用在供水管网上，通过对管道水压的实时监测，防止漏水等，在现实生活中，要实现智能化、自动化、机械化就必须做到对压力信号的及时采集与处理，压力信号就是一个常见的最基本的信号，所以目前国内外有好多关于压力方面的研究。尤其是其中的单片机以其优越的性能、成熟的技术及高可靠性和高性能价格比，迅速占领了工业测控和自动化工程应用的主要市场，成为国内单片机应用领域中的主流。 由于压力控制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。随着工、农业的发展，势必将得到越来越多的应用，为适应这一趋势，作这方面的研究就显得十分重要。总之，不论在哪个应用领域中将直接影响工作效率和所取得的经济效益。2 系统的要求及设计原则 2.1系统的要求 随着我国在水利、电力、风力等各方面的迅速发展，实行以经济手段为基础的商业化管理模式和加强动态监视管理已迫在眉睫。传统的计量方式不能满足商业化运营的需要，采用准确可靠、经济实用的自动化系统是必然趋势。 本系统的构建需要满足能完成一些基本的远程数据采集和传输的要求，同时考虑满足市场发展及经济调度的需求，具备一些开关量的输入输出控制功能和抗干扰能力。 根据系统需求，系统需要提供的功能如下： ·采集功能：对经过传感器转变的标准电压或电流信号，进行A/D转换，变成数字化的数据，这些数据可以通过单片机进行处理，并送到显示器显示。 ·外部时钟电路：可以X25045的看门狗定时器对单片机提供独立的保护系统保证了单片机可靠复位 ●准确性：系统在数据采集、传输、存储等环节均应采取相应措施确保数据的准确性。具体包括量测值准确、数据时标准确、量纲准确。 ●可靠性：系统的数据作为计量依据，必须具有高度的连续性和完整性，万一发生丢失也必须有弥补的手段。 ●及时性：系统数据需要有一定的及时性，即在一个数据召唤周期内应能将所有数据传输一次，对于各种异常情况，能在短时间内解决。 ●安全性：尽可能确保数据采集和处理中数据不被修改或删除。 ●先进性：系统设计尽可能不以降低系统可靠性为代价，真正做到不仅具有当今先进技术，采用先进的概念、技术和方法，而且具有发展潜力。 ●抗干扰性：是系统设计不可缺少的一部分，它包括芯片、器件选择、去耦滤波、印刷电路板布线等。 3 系统硬件电路设计 3.1系统的组成