智能壓力傳感器的設(shè)計(jì)

1、密級:NANCHANGUNIVERSITY學(xué)士學(xué)位論文THESISOFBACHELOR(20092013年)題目智能化壓力傳感器的設(shè)計(jì)學(xué)院：環(huán)化學(xué)院系測控系專業(yè)班級：測控技術(shù)與儀器093班學(xué)生姓名：鐘剛學(xué)號(hào):5801209114指導(dǎo)教師：劉誠職稱:講師起訖日期：2013.3.152013.6.6南昌大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性申明本人鄭重申明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識(shí)到本申明的法律后果由本人承擔(dān)。日

2、期:作者簽名:學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)南昌大學(xué)可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。保密口，在年解密后適用本授權(quán)書本學(xué)位論文屬于不保密口（請?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打作者簽名:日期:導(dǎo)師簽名:傳感器及轉(zhuǎn)換器形成系統(tǒng)的“前端”，沒有它，許多現(xiàn)代化的電子系統(tǒng)都無法正常工作。傳感器已廣泛的應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)和能源工業(yè)裝置當(dāng)中（如石油和天然氣的生產(chǎn)、配電工業(yè)）。它們也是制造錄音機(jī)和錄像機(jī)這些原始設(shè)備

3、產(chǎn)品的重要內(nèi)在組成部分。大多數(shù)這些數(shù)字電子系統(tǒng)之所以具有普遍性和強(qiáng)大優(yōu)勢是得益于傳感器廣泛應(yīng)用于這些電子電路中。本課題將深入研究智能壓力傳感器系統(tǒng)理論及其在壓力測試方面的應(yīng)用，對新型智能壓力傳感器系統(tǒng)的智能化功能、智能化軟件和硬件配置進(jìn)行全面的設(shè)計(jì)。提出了一種差動(dòng)電容式傳感器的前置電路，基于電容/電壓轉(zhuǎn)換的原理，對微小電容變化量進(jìn)行測量。電路輸出的直流電壓與差動(dòng)電容變化量成線性關(guān)系，且能對偏差電容和電路的漂移進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。完善智能化軟件，實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償、自動(dòng)校準(zhǔn)、總線數(shù)字通訊、自動(dòng)增益控制等多種智能化特性，使智能化程度盡可能的提高。關(guān)鍵詞：傳感器；壓力；智能化AbstractSensorsand

4、transducersformthe“front-ends”,withoutwhichmanymodernelectronicsystemscouldnotfunction.Suchcomponentsareimplementedextensivelyinindustrialcontrolsystemsandenergyindustryinstallations(e.g.theoilandgasproductionanddistributionindustries).TheyarealsoessentialcomponentswithinOEMproductssuchastaperecorde

5、rsandVCRs.Inmostofthesesystemsdigitalelectronicsispervasiveandconsiderableadvantagesareobtainedwherethesensorisprovidedcompletewithextensiveelectroniccircuitry.Thisarticledelvesintothesmartpressuresensorsystemtheoryanditsapplicationofpressuretesting,theintelligentfeaturesofthenewcanonlypressuresenso

6、rsystems,intelligentsoftwareandhardwareconfigurationtoconductacomprehensivedesign.Aprepositivecircuitfordifferentialcapacitancetransducersisproposed.Itcanbeusedtodetectsmallcapacitancechangesbasedoncapacitancetovoltageconversion.Theoutputdcvoltageisalinearwiththecomplementarycapacitancechangeandcanb

7、eusedtocompensateforoffsetcapacitanceanddriftsautomatically.improvetheintelligentsoftware,temperaturecompensation,automaticcalibration,busdigitalcommunications,AGCandotherintelligentfeatures,inordertodegreeofintelligencetoimproveasmuchaspossible.Keywords:Sensor;pressure;intelligent摘要IAbstractII第一章壓力

8、傳感器11.1 壓力傳感器的概述11.2 壓力傳感器的類型11.3 壓力傳感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2第二章智能壓力傳感器32.1 智能壓力傳感器的結(jié)構(gòu)32.2 智能壓力傳感器的功能32.3 智能壓力傳感器的特點(diǎn)4與傳統(tǒng)傳感器相比，智能壓力傳感器的特點(diǎn)是：42.4 智能壓力傳感器的應(yīng)用與發(fā)展5第三章系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)73.1 傳感器系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)73.2 系統(tǒng)的特點(diǎn)7第四章硬件設(shè)計(jì)94.1 前端傳感器模塊94.2 信號(hào)調(diào)理電路模塊104.3 A/D轉(zhuǎn)換模塊134.3.1 ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)134.3.2 ADC0809引腳結(jié)構(gòu)144.3.3 ADC0809應(yīng)用說明174.4 微處理器184.5 顯示

9、模塊194.5.1 LCD1602的優(yōu)點(diǎn)194.5.2 1602字符型LCD簡介194.5.3 1602LCD的基本參數(shù)及引腳功能204.5.4 1602LCD的指令說明及時(shí)序214.6.2 DS18B20引腳功能234.6.3 DS18B20工作原理及應(yīng)用234.6.4 DS18B20時(shí)序圖244.7硬件設(shè)計(jì)原理圖26第五章軟件程序設(shè)計(jì)285.1 語言介紹285.2 程序流程圖285.3 智能數(shù)字濾波295.4 C語言程序30第六章系統(tǒng)抗干擾性分析31第七章總結(jié)32致謝36參考文獻(xiàn)34附錄37第一章壓力傳感器1.1 壓力傳感器的概述根據(jù)我國國家標(biāo)準(zhǔn)對傳感器的定義，對于壓力傳感器，我們可以給出

10、定義：能夠感受規(guī)定的被測量（壓力信號(hào)）并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。壓力傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、基本轉(zhuǎn)換電路三部分組成。組成框圖如圖1-1所示。圖1-1壓力傳感器組成框圖1.2 壓力傳感器的類型壓力傳感器通常的分類標(biāo)準(zhǔn)是按工作原理分類，分為：電容式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、壓電式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、智能式壓力傳感器等。還有一種分類方式是按壓力傳感器所使用的材料分類：半導(dǎo)體壓力傳感器、光學(xué)壓力傳感器、金屬壓力傳感器、金屬-氧化物壓力傳感器等?，F(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的一種壓力傳感器是壓阻式壓力傳感器。它是利用的原理時(shí)壓阻效應(yīng)，并采用微電子技術(shù)制成。這種壓力傳感器準(zhǔn)確度

11、高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、靈敏度高、集成化程度高并易于微型化，因此得到廣泛的應(yīng)用，得到迅速發(fā)展，屬于新的物性型傳感器。1.3 壓力傳感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)本課題采用差壓式電容傳感器作為敏感元件。電容式壓力傳感器結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜，靈敏度高，零磁滯，真空兼容，過載能力強(qiáng)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性好和對高溫、輻射、強(qiáng)振等惡劣條件的適應(yīng)性強(qiáng)等，在惡劣的環(huán)境下對測量靜態(tài)或低頻變化的壓力有比較好的優(yōu)勢。1.4 傳統(tǒng)壓力傳感器的局限性傳統(tǒng)的壓力傳感器往往在性能和成本上不能兩全其美，為了提高性能，就要有居高不下的成本，因?yàn)橹谱鞑牧媳仨毱贩N多，性能高，制作過程要求非常嚴(yán)格，寸偏大，但是時(shí)間相應(yīng)特性不高；2、系統(tǒng)非線性導(dǎo)致隨時(shí)間漂移；3、環(huán)

12、境變化很容易影響到參數(shù)的變換；4、器件信噪比不高,是傳感器容易受到噪聲的干擾致使結(jié)果不穩(wěn)定；5、交叉靈敏度的存在導(dǎo)致傳感器的選擇性和分辨率都不高。這些因素就造成了傳統(tǒng)壓力傳感器可靠性差、精確度低、性能不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，也注定了傳統(tǒng)壓力傳感器必將被更高級的智能化壓力傳感器所取代o第二章智能壓力傳感器2.1 智能壓力傳感器的結(jié)構(gòu)智能傳感器主要是指利用集成電路工藝和微機(jī)械技術(shù)將敏感元件與功能強(qiáng)大的電子線路集成在同一芯片上，具有信號(hào)提取、信號(hào)處理、邏輯判斷、決策、自檢、自診斷和計(jì)算等功能。和經(jīng)典傳感器相比，智能傳感器具有體積小、成本低、功耗小、速度快、精度高以及功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。智能壓力傳感器的結(jié)構(gòu)如圖2-1

13、所示，其中作為作為“大腦”的微型計(jì)算機(jī)，可以是單片機(jī)，也可也是微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。圖2-1智能壓力傳感器的結(jié)構(gòu)框圖2.2 智能壓力傳感器的功能具有邏輯判斷、統(tǒng)計(jì)處理功能：可對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)和修正，還可進(jìn)行線性、非線性、溫度、噪聲、響應(yīng)時(shí)間、交叉感應(yīng)以及緩慢漂移等的誤差補(bǔ)償，提高了測量準(zhǔn)確度。具有自診斷、自校準(zhǔn)功能：可在接通電源時(shí)進(jìn)行開機(jī)自檢，可在工作中進(jìn)行運(yùn)行自檢，并可實(shí)時(shí)自行診斷測試以確定哪一組件有故障，提高了工作可靠性。具有自適應(yīng)、自調(diào)整功能：可根據(jù)待測物理量的數(shù)值大小及變化情況自動(dòng)選擇檢測量程和測量方式，提高了檢測適用性。具有組態(tài)功能：可實(shí)現(xiàn)多傳感器、多參數(shù)的復(fù)合測量，擴(kuò)大了檢測與使

14、用范圍。具有記憶、存儲(chǔ)功能：可進(jìn)行檢測數(shù)據(jù)的隨時(shí)存取，加快了信息的處理速度。具有數(shù)據(jù)通訊功能：智能化傳感器具有數(shù)據(jù)通訊接口，能與計(jì)算機(jī)直接聯(lián)機(jī)，相互交換信息，提高了信息處理的質(zhì)量。2.3 智能壓力傳感器的特點(diǎn)與傳統(tǒng)傳感器相比，智能壓力傳感器的特點(diǎn)是：高的性能價(jià)格比：由于智能壓力傳感器的種種優(yōu)點(diǎn)都是通過調(diào)試微處理器和計(jì)算機(jī)之間的配合達(dá)到的，所以在工藝本身不會(huì)追求過多，可以采用廉價(jià)的集成電路、芯片加上調(diào)試軟件實(shí)現(xiàn)，從而性能價(jià)格比自然會(huì)高與傳統(tǒng)的壓力傳感器。適應(yīng)能力強(qiáng)：系統(tǒng)在進(jìn)行分析、判斷和處理信號(hào)時(shí)，可以根據(jù)工作狀況決定各個(gè)部分的供電和上極位傳輸速率，能夠是系統(tǒng)功耗最低，傳送率最優(yōu)，并具有多種動(dòng)能

15、自動(dòng)補(bǔ)償。精度高：智能壓力傳感器的自校準(zhǔn)、自選量程、自動(dòng)補(bǔ)償和自動(dòng)修正各類誤差等功能保證了它的高精確度，通過系統(tǒng)軟件達(dá)到這些功能，相比以前依靠硬件解決的方式來說方便和容易實(shí)現(xiàn)很多。量程寬：智能壓力傳感器的測量范圍很寬，具有很強(qiáng)的過載能力。集中控制：由于微處理器控制整個(gè)系統(tǒng)，自身的控制和數(shù)字處理能力都很強(qiáng)大，所以智能壓力傳感器通過軟件程序充分利用微處理器，使系統(tǒng)的多種功能和優(yōu)點(diǎn)充分發(fā)揮，從而實(shí)現(xiàn)了集中的控制方式。2.4 智能壓力傳感器的應(yīng)用與發(fā)展智能壓力傳感器主要應(yīng)用于檢測流體或固體的壓力并進(jìn)行信號(hào)遠(yuǎn)距離傳輸。它是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器，常常作為一種自動(dòng)化控制的前端元件，因此其廣泛應(yīng)用于

16、各種工業(yè)自控環(huán)境，包括石油化工、造紙、水處理、電力、船舶、機(jī)床和公用設(shè)備等行業(yè)。目前，傳感器的發(fā)展主要集中在集成化和智能化兩個(gè)方面。傳感器的集成化是指將多個(gè)功能相同或不同的敏感器件制作在同一個(gè)芯片上構(gòu)成傳感器陣列。傳感器的智能化是將傳感器與信號(hào)處理電路和控制電路集成在同一芯片上。系統(tǒng)能夠通過電路進(jìn)行信號(hào)提取和信號(hào)處理，根據(jù)具體情況自主地對整個(gè)傳感器系統(tǒng)進(jìn)行自檢、自校準(zhǔn)和自診斷，并能根據(jù)待測物理量的大學(xué)及變化情況自動(dòng)選擇量程和測量工作方式。本次論文的主要工作是在現(xiàn)在研究基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出具有體積小、成本低、壽命長、量程范圍大、反應(yīng)速度快、智能化程度高的智能壓力傳感器。第三章系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 傳感器

17、系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)89C52,顯示器采本次課題將采用差動(dòng)式電容傳感器作為系統(tǒng)前端，A/D轉(zhuǎn)換模塊采用ADC080兆片進(jìn)行實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換，微處理器采用單片機(jī)用LCD1602a行顯示，本次課題總體設(shè)計(jì)方框圖如圖3-1所示圖3-1總體方案設(shè)計(jì)圖3.2 系統(tǒng)的特點(diǎn)本次課題設(shè)計(jì)的智能壓力傳感器結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)便宜，采用特定的信號(hào)調(diào)理電路，利用單片機(jī)和A/D、D/A轉(zhuǎn)換器自動(dòng)調(diào)節(jié)信號(hào)Uc1和Uc2,采用負(fù)反饋技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對偏差電容的自動(dòng)補(bǔ)償，并且采用差動(dòng)測量方式，使電路以消除寄生電容、熱零點(diǎn)漂移、共模干擾和其它環(huán)境因素的影響具有很強(qiáng)的抗干擾能力具有自動(dòng)報(bào)警功能，本次設(shè)計(jì)電路圖中加了一個(gè)發(fā)光二極管，若所施加壓力超

18、出壓力傳感器的正常承受范圍，發(fā)光二極管將會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮，以保護(hù)傳感器安全。報(bào)警系統(tǒng)用軟件實(shí)現(xiàn)。第四章硬件設(shè)計(jì)本次課程設(shè)計(jì)的硬件共分為前端傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換、微處理器和顯示部分這五個(gè)模塊組成，下面將一一對這五個(gè)模塊做出詳細(xì)的介紹。4.1前端傳感器模塊從經(jīng)濟(jì)、測量精度、穩(wěn)定性以及對人體無害等因素，本課題采用陶瓷電容作為傳感器材料，且采用圓柱差動(dòng)變面積式電容位移傳感器，如圖4-1所示。圖4-1圓柱差動(dòng)變面積式電容位移傳感器圓柱電容的計(jì)算公式為:C;二lnd其中，X為內(nèi)外電極重疊部分長度；D>d分別為外電極內(nèi)徑與內(nèi)電極外徑。當(dāng)重疊部分長度X發(fā)生變化時(shí)，電容的變化量為：2x.CDXln-

19、靈敏度為：K=CxDln-d傳感器由兩組定片和一組動(dòng)片組成。當(dāng)動(dòng)片上、下改變位置時(shí)，與兩組定片之間重疊面積發(fā)生相應(yīng)變化，成為差動(dòng)電容。將上層定片與動(dòng)片行形成的電容記為Ci,下層定片與動(dòng)片形成的電容記為C204.2 信號(hào)調(diào)理電路模塊測量差動(dòng)電容變化量的電路原理圖如圖4-2所示。圖4-2信號(hào)調(diào)理電路圖電路的結(jié)構(gòu)對稱，兩邊都以相同的方式工作，只對其中的一邊進(jìn)行分析。一正弦電壓Us用于激勵(lì)電路，其頻率為f(Hz),幅值為A(V)o被測傳感器電容器C1的一個(gè)極板與電壓源相連，另一極板與電流檢測器A1的輸入端相連。電壓信號(hào)也作為乘法器M的一個(gè)輸入端,M的另一個(gè)輸入端與控制信號(hào)Uc1相連。乘法器的輸出電壓信

20、號(hào)為K1Us,系數(shù)K1=Uc1/10o電流Im和I1之和被放大器A1轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)UA1,經(jīng)放大器A2后，輸出電壓信號(hào)Uo1oUs=Asinat.Uo1(C1K1cm)R1RfAsin(t/2)/R2；式中C1=C10+AC1,C10為C1的初始值，C1為變化量。同理，Uo2有類似的表達(dá)式。Uo1和Uo2同時(shí)輸入差動(dòng)放大器A3,其增益為Hi,得到輸出電壓信號(hào)Uo為Uo=Uo1-Uo2(1)假設(shè)C10=C20,AC1=AC2=AC,K1=K2,則式(1)可以簡化為Uo=2HiRfCRaAsin(at+%/2)/R2.將Uo輸入相敏檢波器PSD中，輸出直流電壓信號(hào)Ud為Ud=8HiR1RfwAAC

21、/%R2(2)式中，系數(shù)4/?？捎上嗝魴z波器PSD對輸入信號(hào)的整流和放大作用得出。由式(2)可見，Ud與被測電容的變化量C成線性關(guān)系。因此，利用AD轉(zhuǎn)換器將Ud轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再經(jīng)過單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即可實(shí)現(xiàn)對差動(dòng)電容傳感器電容變化量的測量。根據(jù)式(2)有下式式中6C為最小可測電容變化量；6Ud為Ud測量分辨力；VADC為AD轉(zhuǎn)換器的工作電壓范圍；n為AD轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換位數(shù)。電容測量分辨力理論上主要取決于輸出電壓的測量分辨力?？梢酝ㄟ^提高輸出電壓的測量分辨力來提高電容的測量分辨力。所提出的測量電路可以實(shí)現(xiàn)對偏差電容的自動(dòng)補(bǔ)償，原理如圖4-3所示。出信論上圖4-3自動(dòng)補(bǔ)償原理框圖電壓信號(hào)Uo1和參

22、考信號(hào)Ur分別為相敏檢波器PSD1的兩個(gè)輸入，輸號(hào)Ud1可以表示為Ud1=4HiRf(C1+K1Cm)R1wAZ%R2=4HiRf(C10+AC1+Uc1CmZ10)R1coAZ%R2.(3)根據(jù)式，有下式U'd1(Uc1)=2HiRfCmR1wAZ5%R2.因此，利用信號(hào)Uc1可以對電容器C1的固定值C10進(jìn)行補(bǔ)償，則在理,Ud1可表示為Ud1=4HiRfR1aAAC1Z5tiR2.(4)利用單片機(jī)控制AZD和DZA轉(zhuǎn)換單元對Ud1進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并通過負(fù)反饋的方式將信號(hào)Uc1加到乘法器M的一個(gè)輸入端，便可實(shí)現(xiàn)對偏差電容的自動(dòng)補(bǔ)償。令電壓Us的幅值A(chǔ)=0.5V,頻率f=1.0kHz,Cm=

23、100pF,Rf=47kQ,R1=R2=1kQ,運(yùn)算放大器為TL071,相敏檢波器為AD630，乘法器為MC1495,差動(dòng)放大器為INA102(Hi=100),8位的AD/DA轉(zhuǎn)換器工作電壓為土5V。在當(dāng)壓力傳感器所受壓力處于0100KPa時(shí)，通過對差動(dòng)式電容應(yīng)變力的設(shè)計(jì)，使得AC處于06.65104F上下限范圍內(nèi)。根據(jù)式(4)可知，AD轉(zhuǎn)換器接收的電壓范圍為05V。4.3 A/D轉(zhuǎn)換模塊本次課題選擇ADC0809乍為模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。ADC0809是帶有8位A/D轉(zhuǎn)換器、8路多路開關(guān)以及微處理機(jī)兼容的控制邏輯的CMOS1件。它是逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，可以和單片機(jī)直接接口。4.3.1 ADC08

24、09的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)由圖4-4可知，ADC080沖一個(gè)8路模擬開關(guān)、一個(gè)地址鎖存與譯碼器、一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)OE端為高電平時(shí)，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。圖4-4ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)4.3.2 ADC0809引腳結(jié)構(gòu)ADC080咯腳功能如下：D7-D0:8位數(shù)字量輸出弓I腳。IN0-IN7:8位模擬量輸入引腳。VCC+5V工作電壓。GND地。REF(+):參考電壓正端。REF(-):參考電壓負(fù)端。STARTA/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)輸入端。ALE

25、地址鎖存允許信號(hào)輸入端。(以上兩種信號(hào)用于啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換)EOC轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出弓I腳，開始轉(zhuǎn)換時(shí)為低電平，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)為高電平。OE輸出允許控制端，用以打開三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器。CLK時(shí)鐘信號(hào)輸入端（一般為500KHzoA、B、C:地址輸入線。圖4-5ADC0809引腳圖ADC0809寸輸入模擬量要求：信號(hào)單極性，電壓范圍是05V,若信號(hào)太小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。地址輸入和控制線：4條ALE為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當(dāng)ALE線為高電平時(shí)，地址鎖存與譯碼器將A,B,C三條地址線的地址信號(hào)進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被

26、選中的通道的模擬量進(jìn)入轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。A,B和C為地址輸入線，用于選通IN0IN7上的一路模擬量輸入。通道選擇表如下表所示。表4-1ADC0809通道選擇道()-00IN0()101IN1()10IN2()11IN3*00IN4*01IN5*10IN611IN7數(shù)字量輸出及控制線：11條ST為轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。當(dāng)ST上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時(shí)，開始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，ST應(yīng)保持低電平。EO8轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。當(dāng)EO泌高電平時(shí)，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。OE為輸出允許信號(hào)，用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE=1,輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE=0,輸出

27、數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。D7D0為數(shù)字量輸出線。CLK為時(shí)鐘輸入信號(hào)線。因ADC0809的內(nèi)部沒有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)必須由外界提供，通常使用頻率為500KHzVREF(+),VREF(-)為參考電壓輸入。4.3.3 ADC0809應(yīng)用說明(1) .ADC0809內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與AT89S51單片機(jī)直接相連。(2) .初始化時(shí)，使ST和OE信號(hào)全為低電平。(3) .送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到A,B,C端口上。(4) .在ST端給出一個(gè)至少有100ns寬的正脈沖信號(hào)。(5) .是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)EOC言號(hào)來判斷。(6) .當(dāng)EOCE為高電平時(shí)，這時(shí)給OE為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片

28、機(jī)了。4.4 微處理器本次課題采用單片機(jī)STC89C52乍為處理芯片，STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash,使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash,512字節(jié)RAM32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置4KBEEPR0MMAX810ft位電路，三個(gè)16位？定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。另外STC89X52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許

29、RAM定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35Mhz,6T/12T可選。單片機(jī)STC89C52引腳圖如下圖4-6單片機(jī)STC89C52引腳圖4.5 顯示模塊4.5.1 LCD1602的優(yōu)點(diǎn)本次課題的顯示模塊采用LCD1602夜晶顯示屏進(jìn)行顯示。選擇LCD1602進(jìn)行顯示具有如下優(yōu)點(diǎn)：顯示質(zhì)量高：由于液晶顯示器每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（CRT那樣需要不斷刷新新亮點(diǎn)。因此，液晶顯示器畫質(zhì)高且不會(huì)閃爍。數(shù)字式接口液晶顯示器都是數(shù)字式的，和

30、單片機(jī)系統(tǒng)的接口更加簡單可靠，操作更加方便。體積小、重量輕：液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達(dá)到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。功耗低：相對而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動(dòng)IC上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。4.5.2 1602字符型LCD簡介字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式LCD目前常用16*1,16*2,20*2和40*2行等的模塊。下面以長沙太陽人電子有限公司的1602字符型液晶顯示器為例介紹其用法。一般1602字符型液晶顯示器實(shí)物如圖4-74.5.3 1602LCD的基本參數(shù)及引腳功能1602LCD

31、主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量:16X2個(gè)字符；芯片工作電壓：4.55.5V;工作電流:2.0mA(5.0V);模塊最佳工作電壓:5.0V;字符尺寸:2.95X4.35(WXH)mm引腳功能說明1602LCD的弓I腳圖如圖4-8所示。圖4-81602LCD的引腳圖1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中：第1腳：VSS為地電源。第3腳：VL為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對比度最弱，接地時(shí)對比度最高，對比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對比度。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：R/W為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行

32、寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負(fù)極。4.5.4 1602LCD的指令說明及時(shí)序1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，如表4-2所示表4-21602LCD控制指令表1602LCD基本操作時(shí)序圖圖4-9讀操作時(shí)序圖圖4-10寫操作時(shí)序圖4.6 溫度補(bǔ)償模塊課程設(shè)計(jì)采用DS18B20E片進(jìn)行溫度的采集，并實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償。以20c為

33、標(biāo)準(zhǔn)溫度，實(shí)際溫度每高一度壓力值補(bǔ)償0.01KPa,每低一度壓力值減小0.01KPa。4.6.1 DS18B20的主要特征1、全數(shù)字溫度轉(zhuǎn)換及輸出。2、先進(jìn)的單總線數(shù)據(jù)通信。3、最高12位分辨率，精度可達(dá)±0.5攝氏度。4、12位分辨率時(shí)的最大工作周期為750毫秒。5、可選擇寄生工作方式。6、檢測溫度范圍為-55°C+125°C(-67°F+257°F)7、內(nèi)置EEPROM限溫報(bào)警功能。8、64位光刻ROM內(nèi)置產(chǎn)品序列號(hào)，方便多機(jī)掛接。9、多樣封裝形式，適應(yīng)不同硬件系統(tǒng)。4.6.2 DS18B20引腳功能GND電壓地DQ單數(shù)據(jù)總線VDD電源電壓

34、4.6.3 DS18B20工作原理及應(yīng)用DS18B20的溫度檢測與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出全集成于一個(gè)芯片之上，從而抗干擾力更強(qiáng)。其一個(gè)工作周期可分為兩個(gè)部分，即溫度檢測和數(shù)據(jù)處理。在講解其工作流程之前我們有必要了解18B20的內(nèi)部存儲(chǔ)器資源。18B20共有三種形態(tài)的存儲(chǔ)器資源，它們分別是：ROM只讀存儲(chǔ)器，用于存放DS18B20ID編碼，其前8位是單線系列編碼（DS18B20的編碼是19H）,后面48位是芯片唯一的序列號(hào)，最后8位是以上56的位的CRC馬（冗余校驗(yàn)）。數(shù)據(jù)在出產(chǎn)時(shí)設(shè)置不由用戶更改。DS18B2064位ROMRAM數(shù)據(jù)暫存器，用于內(nèi)部計(jì)算和數(shù)據(jù)存取，數(shù)據(jù)在掉電后丟失，DS18B209個(gè)字節(jié)

35、RAM每個(gè)字節(jié)為8位。第1、2個(gè)字節(jié)是溫度轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)值信息，第3、4個(gè)字節(jié)是用戶EEPROM常用于溫度報(bào)警值儲(chǔ)存）的鏡像。在上電復(fù)位時(shí)其值將被刷新。第5個(gè)字節(jié)則是用戶第3個(gè)EEPROM的鏡像。第6、7、8個(gè)字節(jié)為計(jì)數(shù)寄存器，是為了讓用戶得到更高的溫度分辨率而設(shè)計(jì)的，同樣也是內(nèi)部溫度轉(zhuǎn)換、計(jì)算的暫存單元。第9個(gè)字節(jié)為前8個(gè)字節(jié)的CRCK。EEPROMB易失性記憶體，用于存放長期需要保存的數(shù)據(jù)，上下限溫度報(bào)警值和校驗(yàn)數(shù)據(jù)，DS18B2或3位EEPROM并在RAMTB存在鏡像，以方便用戶操作。4.6.4 DS18B20時(shí)序圖圖4-11控制器對DS18B2醵作流程1、復(fù)位：首先我們必須對DS18B2

36、0芯片進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位就是由控制器（單片機(jī)）給DS18B2（#總線至少480uS的低電平信號(hào)。當(dāng)18B20接到此復(fù)位信號(hào)后則會(huì)在1560uS后回發(fā)一個(gè)芯片的存在脈沖。2、存在脈沖：在復(fù)位電平結(jié)束之后，控制器應(yīng)該將數(shù)據(jù)單總線拉高，以便于在1560uS后接收存在脈沖，存在脈沖為一個(gè)60240uS的低電平信號(hào)。至此，通信雙方已經(jīng)達(dá)成了基本的協(xié)議，接下來將會(huì)是控制器與18B20間的數(shù)據(jù)通信。如果復(fù)位低電平的時(shí)間不足或是單總線的電路斷路都不會(huì)接到存在脈沖，在設(shè)計(jì)時(shí)要注意意外情況的處理。3、控制器發(fā)送ROM旨令：雙方打完了招呼之后最要將進(jìn)行交流了，ROMT旨令共有5條，每一個(gè)工作周期只能發(fā)一條，ROMt令分

37、另U是讀ROM數(shù)據(jù)、指定匹配芯片、跳躍ROM芯片搜索、報(bào)警芯片搜索。ROM1令為8位長度，功能是對片內(nèi)的64位光刻ROM進(jìn)行操作。其主要目的是為了分辨一條總線上掛接的多個(gè)器件并作處理。誠然，單總線上可以同時(shí)掛接多個(gè)器件，并通過每個(gè)器件上所獨(dú)有的ID號(hào)來區(qū)別，一般只掛接單個(gè)18B20芯片時(shí)可以跳過RO附旨令（注意：此處指的跳過ROM旨令并非不發(fā)送ROM指令，而是用特有的一條“跳過指令"）。ROM旨令在下文有詳細(xì)的介紹。4、控制器發(fā)送存儲(chǔ)器操作指令：在RO附旨令發(fā)送給18B20之后，緊接著（不間斷）就是發(fā)送存儲(chǔ)器操作指令了。操作指令同樣為8位，共6條，存儲(chǔ)器操作指令分別是寫RAM據(jù)、讀R

38、A頻據(jù)、將RAM據(jù)復(fù)制到EEPROM溫度轉(zhuǎn)換、將EEPROMP的報(bào)警值復(fù)制到RAM工作方式切換。存儲(chǔ)器操作指令的功能是命令18B20作什么樣的工作，是芯片控制的關(guān)鍵。5、執(zhí)行或數(shù)據(jù)讀寫：一個(gè)存儲(chǔ)器操作指令結(jié)束后則將進(jìn)行指令執(zhí)行或數(shù)據(jù)的讀寫，這個(gè)操作要視存儲(chǔ)器操作指令而定。如執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)換指令則控制器（單片機(jī)）必須等待18B20執(zhí)行其指令，一般轉(zhuǎn)換時(shí)間為500uSo如執(zhí)行數(shù)據(jù)讀寫指令則需要嚴(yán)格遵循18B20的讀寫時(shí)序來操作。若要讀出當(dāng)前的溫度數(shù)據(jù)我們需要執(zhí)行兩次工作周期，第一個(gè)周期為復(fù)位、跳過ROM!令、執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器操作指令、等待500uS溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間。緊接著執(zhí)行第二個(gè)周期為復(fù)位、跳過ROM

39、旨令、執(zhí)行讀RAM勺存儲(chǔ)器操作指令、讀數(shù)據(jù)（最多為9個(gè)字節(jié)，中途可停止，只讀簡單溫度值則讀前2個(gè)字節(jié)即可）。寫時(shí)間隙分為寫“0”和寫“1”，時(shí)序如圖4-12o在寫數(shù)據(jù)時(shí)間隙的前15uS總線需要是被控制器拉置低電平，而后則將是芯片對總線數(shù)據(jù)的采樣時(shí)間，采樣時(shí)間在1560uS,采樣時(shí)間內(nèi)如果控制器將總線拉高則表示寫“1”，如果控制器將總線拉低則表示寫“0”。每一位的發(fā)送都應(yīng)該有一個(gè)至少15uS的低電平起始位，隨后的數(shù)據(jù)“0”或“1”應(yīng)該在45uS內(nèi)完成。整個(gè)位的發(fā)送時(shí)間應(yīng)該保持在60120uS,否則不能保證通信的正常。圖4-13DS18B20讀時(shí)序圖讀時(shí)間隙時(shí)控制時(shí)的采樣時(shí)間應(yīng)該更加的精確才行，讀

40、時(shí)間隙時(shí)也是必須先由主機(jī)產(chǎn)生至少1uS的低電平，表示讀時(shí)間的起始。隨后在總線被釋放后的15uS中DS18B28發(fā)送內(nèi)部數(shù)據(jù)位，這時(shí)控制如果發(fā)現(xiàn)總線為高電平表示讀出“1”，如果總線為低電平則表示讀出數(shù)據(jù)“0”。每一位的讀取之前都由控制器加一個(gè)起始信號(hào)。注意：如圖4-13所示，必須在讀間隙開始的15uS內(nèi)讀取數(shù)據(jù)位才可以保證通信的正確。4.7 硬件設(shè)計(jì)原理圖本次課程設(shè)計(jì)采用protel軟件原理圖的繪制。原理圖中，LCD1602與單片機(jī)P0相連，因本次設(shè)計(jì)只需讓LCD1602從52單片機(jī)中讀取數(shù)據(jù)，因此將它的R/W引腳電平拉低，直接與地相連。如圖4-14所示。本次課程設(shè)計(jì)采用protues仿真軟件對

41、原理圖進(jìn)行仿真。圖中，采用滑動(dòng)變阻器代替?zhèn)鞲衅鞒鋈胄盘?hào)進(jìn)行信號(hào)的采集。如圖4-15所示。圖4-15硬件電路仿真圖第五章軟件程序設(shè)計(jì)5.1 語言介紹本次設(shè)計(jì)采用C語言進(jìn)行編程，C語言的特點(diǎn)是：簡潔緊湊、靈活方便；運(yùn)算符豐富；數(shù)據(jù)類型豐富；C是結(jié)構(gòu)式語言：結(jié)構(gòu)式語言的顯著特點(diǎn)是代碼及數(shù)據(jù)的分隔化，即程序的各個(gè)部分除了必要的信息交流外彼此獨(dú)立。這種結(jié)構(gòu)化方式可使程序?qū)哟吻逦?，便于使用、維護(hù)以及調(diào)試。C語言是以函數(shù)形式提供給用戶的，這些函數(shù)可方便的調(diào)用，并具有多種循環(huán)、條件語句控制程序流向，從而使程序完全結(jié)構(gòu)化。允許直接訪問物理地址，對硬件進(jìn)行操作：由于C語言能夠直接訪問物理地址，并且可以直接操作硬件

42、，因此它既具有高級語言的功能，又具有低級語言的許多功能，C語言可以像匯編語言一樣，對位、字節(jié)和地址進(jìn)行操作，而這三者是計(jì)算機(jī)最基本的工作單元，可用來寫系統(tǒng)軟件。使用Keil軟件進(jìn)行程序的編譯。5.2 程序流程圖如圖所示5.3 智能數(shù)字濾波經(jīng)硬件抗干擾措施后，大部分干擾已經(jīng)被消除，但在模擬信號(hào)中還殘存有少量的噪聲干擾，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后輸入微控制器的數(shù)字量也相應(yīng)地受到干擾，影響測量的準(zhǔn)確性，因此需要用軟件進(jìn)行數(shù)字濾波，去除干擾。數(shù)字濾波常用的方法有算術(shù)平均濾波、去極值平均濾波、加權(quán)平均濾波和滑動(dòng)平均濾波等，為了提高濾波的效果，盡量減少噪聲數(shù)據(jù)對結(jié)果的影響，本系統(tǒng)采用復(fù)合濾波的方法。所謂的復(fù)合濾波指采

43、用兩種或兩種以上不同功能的濾波方法，達(dá)到相互補(bǔ)充、改善濾波效果的目的。加權(quán)均值濾波是對一個(gè)采樣序列進(jìn)行處理得出個(gè)結(jié)果數(shù)據(jù)，如果樣本數(shù)據(jù)較大時(shí)，數(shù)據(jù)采樣時(shí)間較長將造成結(jié)果數(shù)據(jù)的實(shí)際采樣周期過長。不能滿足實(shí)時(shí)性的要求。為了彌補(bǔ)加權(quán)均值濾波這一缺點(diǎn)，在程序設(shè)計(jì)中我們采用把滑動(dòng)濾波和加權(quán)平均濾波結(jié)合起來組成復(fù)合濾波的方法。對不同時(shí)刻的數(shù)據(jù)加以不同的權(quán)，越接近時(shí)刻的數(shù)據(jù)，取得的權(quán)越大。這里我們?nèi)?組數(shù)據(jù)，將第一個(gè)數(shù)值的權(quán)值設(shè)置為1/9,第二個(gè)數(shù)值的權(quán)值設(shè)置為3/9,第三個(gè)數(shù)值的權(quán)值設(shè)置為5/9o由于這種濾波方法兼容了加權(quán)平均濾波算法和滑動(dòng)濾波算法的優(yōu)點(diǎn)，所以無論對緩慢變化的信號(hào)，還是對快速變化的信號(hào)，都

44、能取得較好的濾波效果。voidFilter()temp1=P1;delay；temp2=P1;delay；temp3=P1;delay；temp=(temp1*1+temp2*3+temp3*5)/9;)5.4 C語言程序程序見附錄第六章系統(tǒng)抗干擾性分析本課題設(shè)計(jì)的的只能壓力傳感器的抗干擾主要靠硬件實(shí)現(xiàn)，且都實(shí)施與信號(hào)調(diào)理電路中，具體分析如下。一般來講，實(shí)際應(yīng)用中的電容式傳感器及其連接導(dǎo)線都需要屏蔽和接地保護(hù)措施，用來減小外界電磁干擾和電場等效應(yīng)的影響。但是這些技術(shù)卻引入了寄生電容和分布電容，與被測的電容量或電容的變化量相比，它們的值往往能達(dá)到與之相同的數(shù)量級甚至更大。因此必須減小或消除它們對

45、測量所造成的影響。電容傳感器的寄生電容模型（只討論其中一個(gè)電容器C1）可用圖3表示。圖3寄生電容等效圖圖3中，寄生電容器Cp1和Cp2分布于傳感電容器C1的兩端和地線之間,與電壓源和A1相并聯(lián),它們不影響流過C1的電流。寄生電容器Cp3與C1并聯(lián)，會(huì)對測量產(chǎn)生一定的影響，但當(dāng)Cp3的值保持恒定或在測量電路的兩邊均等時(shí)，采用調(diào)零技術(shù)或差動(dòng)測量的方法可以消除它的影響。由溫度和其他干擾所引起的漂移很難用模型來表示，所以在討論中沒有考慮。但是，因?yàn)閮H對差動(dòng)電容的變化量進(jìn)行測量，所以這些漂移也可以通過差動(dòng)測量得以消除。第七章總結(jié)智能壓力傳感器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于我們生活的各個(gè)角落，尤其是在化工制藥方面對它的應(yīng)

46、用更是數(shù)不勝數(shù)，對于將要進(jìn)入制藥廠工作的我來說，日后我的工作當(dāng)中肯定會(huì)與之有相當(dāng)多的接觸。所以說此次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我對它進(jìn)行研究，以后肯定會(huì)對自己有很大的幫助，正是由于這一點(diǎn)，讓我在設(shè)計(jì)它的時(shí)候就更加有了興趣，每一次更深的了解壓力傳感器，我都會(huì)有一次小小的驚喜和滿足感。在它不斷的給我驚喜的過程中，我對它也越來越有了解。經(jīng)過接近兩個(gè)月的努力，我對智能壓力傳感器已經(jīng)有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，在這兒寫畢業(yè)論文總結(jié)，心情也顯得很輕松。一次畢業(yè)設(shè)計(jì)，會(huì)讓每個(gè)人學(xué)到很多東西，每一個(gè)課題，都需要準(zhǔn)備很多的知識(shí)才能去完成它。智能壓力傳感器這一個(gè)課題，就需要準(zhǔn)備傳感器、單片機(jī)及其外圍芯片、程序語言、繪圖軟件以及編程軟件的

47、使用等很多方面的知識(shí)?？梢哉f，做一個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng)于要去學(xué)會(huì)一個(gè)知識(shí)系統(tǒng)本文按要求完成智能壓力傳感器的設(shè)計(jì)，達(dá)到了預(yù)期目的。設(shè)計(jì)過程中補(bǔ)充學(xué)習(xí)了有關(guān)學(xué)科知識(shí)及國內(nèi)外相關(guān)新技術(shù)，掌握了該項(xiàng)技術(shù)情況的發(fā)展趨勢和未來研究方向。本課題對智能壓力傳感器系統(tǒng)的硬件及軟件進(jìn)行了全面設(shè)計(jì)，其內(nèi)容主要反映在以下幾方面:1.本系統(tǒng)采用微處理器AT89C52ADC0809DS18B20LCD160歿計(jì)硬件電路，這些芯片都具有穩(wěn)定可靠，體積小，結(jié)構(gòu)簡單等特點(diǎn)。使硬件電路設(shè)計(jì)簡單，攜帶方便并減小誤差。2 .整個(gè)系統(tǒng)在優(yōu)化硬件配置的基礎(chǔ)上采用小型化一體化設(shè)計(jì)，所有電路芯片都采用低價(jià)格、小體積、高集成度的器件，從而使電路板

48、尺寸很小,使智能壓力傳感器系統(tǒng)具有體積小、成本低的特點(diǎn)。3 .進(jìn)行了較為完善的抗干擾設(shè)計(jì)，提出一種帶有程序判斷的智能數(shù)字濾波算法，它既具有較好的平滑能力，又具有較快的響應(yīng)速度。用這種復(fù)合濾波法來克服隨機(jī)誤差，提高了系統(tǒng)在不同場合下工作的穩(wěn)定性。4 .設(shè)計(jì)了較完善的智能化功能，通過軟軟硬件對智能壓力傳感器進(jìn)行了電容漂移補(bǔ)償、溫度補(bǔ)償、自動(dòng)報(bào)警等功能。使傳感器具有了較高的智能化程度。5 .我們把電路模塊與傳感元件組裝在同一殼體里構(gòu)成智能化壓力傳感器，通過仿真試驗(yàn)證明各項(xiàng)指標(biāo)基本能夠得到滿足。但是，我們的設(shè)計(jì)還處于初級階段，還有存在許多不足的地方，并且由于受客觀條件的限制,有很多的測試和仿真工作無法

49、實(shí)現(xiàn)，因此對于整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)還有很多的工作需要進(jìn)一步的完善。參考文獻(xiàn)1 .劉迎春.傳感器原理、設(shè)計(jì)和應(yīng)用.天津天津大學(xué)出版社.1997:1102 .王化祥.傳感器原理及應(yīng)用.國防工業(yè)出版社.1999:1203 .崔淑琴.智能壓力傳感器的研究和設(shè)計(jì).哈爾濱理工大學(xué).20084 .Dong-JiingDoong,Beng-ChunLeeandChiaChuenKao.WaveMeasurementsUsingGPSVelocitySignals.1990:1241555 .黃曉東.單片集成MEM跑容式壓力傳感器研究.東南大學(xué).2005:30-356 .程素娥.基于FPGA勺智能壓力彳感器系統(tǒng).濰坊

50、學(xué)院.20097 .李瑜芳.傳感器原理及應(yīng)用.電子科技大學(xué)出版社.2001:45608 .祈樹勝.傳感器與檢測技術(shù).北京航空航天大學(xué)出版社.2010:1-159 .孫以材，劉新福孟慶浩.傳感器非線性信號(hào)的智能處理和融合.冶金工業(yè)出版社.2010:42-8010 .來清民.傳感器與單片機(jī)接口實(shí)例.北京航空航天大學(xué)出版社.2008:1-1511 .曹文明，王瑞.傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋定位模糊信息處理方法.電子工業(yè)出版社2010:87-12212 .呂俊芳，錢政，袁梅.傳感器調(diào)理電路設(shè)計(jì)理論及應(yīng)用.北京航空航天大學(xué)出版社.2010:1156.199913 .唐文彥.傳感器.機(jī)械工業(yè)出版社.200614 .李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù).北京航空航天大學(xué)出版社15 .陳德福，林君.智能儀器.機(jī)械工業(yè)出版社.200916 .康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ).高等教育出版社.2006致謝本論文是在劉誠導(dǎo)師和班上同學(xué)的悉心指導(dǎo)下完成的。在拿到課題的一開始，劉誠老師給了我們一張書單，共有十二本書，照著書單，我到圖書館逐一將它們找出來，找不到的就到網(wǎng)上去買下，