智能压力传感器系统设计+专科资料.doc

河北工业大学成人高等教育 毕 业 论 文 姓 名： 李强 学 号： 143534580201003 教学管理单位： 鸡泽县综合职教中心函授站 专 业： 电气自动化技术 题 目： 智能压力传感器系统设计 指导者： (姓 名) (专业技术职务) 评阅者： (姓 名) (专业技术职务) 年 月 日 目 录 第一章 引言 3 第二章 压力传感器 3 2.1 压力传感器的概述 3 2.2 压力传感器的类型 3 2.3 压力传感器的结构特点 4 2.4 传统压力局限性 4 第三章 智能压力传感器 4 3.1 智能压力传感器的结构 4 3.2 智能压力传感器的功能 5 3.3 智能压力传感器的特点 5 与传统传感器相比，智能压力传感器的特点是： 5 3.4 智能压力传感器的应用与发展 6 第四章 系统结构设计 6 4.1 传感器系统总体结构设计 6 4.2 系统的特点 6 第五章 硬件设计 7 5.1 前端传感器模块 7 5.2 信号调理电路模块 8 5.3 A/D转换模块 10 5.3.1 ADC0809的内部逻辑结构 10 5.3.2 ADC0809引脚结构 11 5.3.3 ADC0809应用说明 12 5.4 微处理器 12 5.5 显示模块 13 5.5.1 LCD1602的优点 13 5.5.2 1602 字符型 LCD 简介 14 5.5.3 1602LCD 的基本参数及引脚功能 14 5.5.4 1602LCD 的指令说明及时序 15 5.6 温度补偿模块 16 5.6.1 DS18B20的主要特征 16 5.6.2 DS18B20引脚功能 17 5.6.3 DS18B20工作原理及应用 17 5.6.4 DS18B20时序图 17 5.7 硬件设计原理图 19 第六章 软件程序设计 21 6.1 语言介绍 21 6.2 程序流程图 21 6.3 智能数字滤波 21 第七章 系统抗干扰性分析 22 第八章 总结 23 致谢 25 参考文献 26 第一章 引言 传感器及转换器形成“前端”，没有它，许多现代化的电子系统无法正常工作。广泛的工业控制系统和能源工业装置（如石油和天然气的生产）。录音机和录像机产品的重要组成部分大多数这些数电子系统普遍,基于电容/ 电压转换的原理,对微小电容变化量进行测量。电路输出的直流电压与差动电容变化量成线性关系,且能对偏差电容和电路的漂移进行自动补偿。 完善智能化软件，实现温度补偿、自动校准、总线数字通讯、自动增益控制等多种智能化特性，使智能化程度尽可能的提高。 压力传感器 2.1 压力传感器的概述 根据我国国家标准对传感器的定义，对于压力传感器，我们可以给出定义：能够感受规定的被测量（压力信号）并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。 压力传感器一般由敏感元件、转换元件、基本转换电路三部分组成。组成框图如图2-1所示。 图2-1 压力传感器组成框图 2.2 压力传感器的类型 压力传感器通常的分类标准是按工作原理分类，分为：电容式压力传感器、压阻式压力传感器、压电式压力传感器、电感式压力传感器、智能式压力传感器等。还有一种分类方式是按压力传感器所使用的材料分类：半导体压力传感器、光学压力传感器、金属压力传感器、金属-氧化物压力传感器等。 现在应用最广泛的一种压力传感器是压阻式压力传感器。它是利用的原理时压阻效应，并采用微电子技术制成。这种压力传感器准确度高、动态响应好、灵敏度高、集成化程度高并易于微型化，因此得到广泛的应用，得到迅速发展，属于新的物性型传感器。 2.3 压力传感器的结构特点 本课题采用差压式电容传感器作为敏感元件。电容式压力传感器结构简单价格便宜，灵敏度高，零磁滞，真空兼容，过载能力强，动态响应特性好和对高温、辐射、强振等恶劣条件的适应性强 第三章 智能压力传感器 3.1 智能压力传感器的结构 智能传感器主要是指利用集成电路工艺和微机械技术将敏感元件与功能强大的电子线路集成在同一芯片上，具有信号提取、信号处理、逻辑判断、决策、自检、自诊断和计算等功能。和经典传感器相比，智能传感器具有体积小、成本低、功耗小、速度快、精度高以及功能强等优点。智能压力传感器的结构如图3-1所示，其中作为作为“大脑”的微型计算机，可以是单片机，也可也是微型计算机系统。