东北大学秦皇岛分校自动化工程系《过程控制系统》课程设计设计题目：智能化压力测量仪设计学生：李玲娜专业：测控技术与仪器班级学号：5091030指导教师：宋爱娟设计时间：2011.6.18-2011.7.1前言........................................................................................................................ .. (3)一、设计任务书 (4)二、器件选择......................................................................................................... . (4)2.1 压力传感器的选择 (4)2.2键盘显示控制芯片8279 (6)2.3模数转换器.................................................................................................................. (7)(1)A/D转换器ADC0809 (8)(2)A/D转换器ADC0808 (9)2.4 显示数码管 (10)2.5 D锁存器74LS373 (11)2.6地址锁存器74LS273 (12)2.7 译码器74LS138 (13)三、系统设计......................................................................................................... (13)3.1 设计思路.................................................................................................................. (13)3.2 系统硬件框图 (1)43.3 控制系统总体结构.......................................................................................................,14四、硬件设计......................................................................................................... . (15)4.1 气压传感器MPX4115模块 (15)4.2 温度传感器9013补偿模 (16)4.3 数据转换模块.................................................................................................................164.4 单片机处理模块 (16)4.5 键盘显示模块.................................................................................................................17五、软件设计 (19)5.1 系统软件流程图 (19)5.2 软件模块分析.................................................................................................................205.2.1 压力采集模块流程 (20)5.2.2 键盘显示模块 (21)六、参考文献......................................................................................................... (21)七、结束语......................................................................................................... . (22)附录一仿真原理图 (23)附录二仿真程序 (24)前言压力是过程控制系统中的重要测量参数之一，压力的检测和控制是使生产顺利进行和设备安全工作的必要条件。
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。
实现智能化压力测量系统对工业生产过程的控制具有非常重要的意义。
在生产过程控制系统中，被控对象参数检测的精确与否将直接影响一个生产企业的经济利益，在以往的控制系统中，由于对环境温度、生产设备老化等影响因素的考虑较少，传感器检测到的信号往往存在偏差，造成了不可避免的损失。
而压力测量的智能化可以弥补一些外界因素对系统造成的干扰，单片机通过对外界各种干扰因素的检测、整合、处理，可以得到更理想的控制变量，可以使控制更精确也更及时。
本课设主要完成了以单片机为核心的智能化压力测量仪的设计。
课题结合了实际生产过程控制系统的相关技术特点，利用压力传感器获取被控对象指标，以温度传感器监测环境变量，由键盘输入控制该控制系统的启停及置位复位，运用芯片ADC0808实现由模拟量到数字量的转换，AT89S52单片机采集处理信号，并由芯片8279实现对LED显示的实时控制，此外，通过温度补偿电路减小了测量误差，完成对被控对象的压力实时检测，并能够根据处理结果，使系统做出实时调整，保证生产的顺利进行。
一、设计任务书·压力传感器采用美国ICSensors公司生产的ICSl220型硅压力传感器，单片机为核心流量控制系统。
系统主要由压力传感器，单片机控制系统、对象、执行器（查找资料自行选择）等组成.·写出压力测量过程，绘制压力测量仪组成框图·系统硬件电路设计单片机采用89S52；键盘显示电路采用8279方案，矩阵键盘，共阴极数码管，A/D采用ADC0808，测量温度的三极管9013作为温度补偿器件。
·编制压力测量程序：软件采用模块化程序结构设计,由压力采集程序、压力校准程序、与测量程序三部分组成。
二、器件选择2.1 压力传感器的选择压力传感器芯片的性能受温度的影响非常大，主要表现为零点和灵敏度随温度变化而发生漂移。
1220型是经过温度补偿的硅压阻式压力传感器，采用双列直插封装结构，适用要求成本低，性能优越，长期稳定性好的应用领域。
通过激光修正的电阻实现了0～50℃的温度补偿，还提供一个激光修正的电阻用于调节差动放大器的增益来校正传感器的压力灵敏度变化，使具有良好的互换性，互换性误差仅为±1％。
从0～2psi至0～100psi量程范围内均有表压，差压和绝压产品。
ICSl220系列具有如下优点：（1）放大、校准和温度补偿；（2）多级压力非线性修正；（3）直接输出经放大校准的模拟信号；（4）输出与输入电压成正比；（5）温补范围为0~70℃，满足绝大部分用户的需求；（6）有表压、差压和绝压配置，有微压和低压等量程；ICSl220传感器性能参数图如下：图2.1ICSl220传感器性能参数2.2键盘显示控制芯片82798279 是通用的可编程键盘/显示器接口芯片。
它包含有键盘输入和显示输出两种功能，在单片机系统中应用很广泛。
8279内部有键盘FIFO （先进先出堆栈）/传感器，当键盘输入时，8279能提供自动扫描，能与按键或传感器组成的矩阵相连，接收输入信息，还能自动消除抖动并具有双键锁定保护功能。
显示RAM容量为16*8，即显示器最大配置可达16 位LED 数码显示。
8279芯片特点：(1)可同时进行键盘扫描及文字显示；(2)键盘扫描模式(Scanned Keyboard Mode)；(3)传感器扫描模式(Scanned Sensor Mode)；(4)激发输入模式(Strobe Input Entry Mode)；(5)8乘8键盘FIFO(先进先出)；(6)具有接点消除抖动，2键锁定及N键依此读出模式；(7)双排8位数或双排16位数的显示器；(8)右边进入或左边进入。
16位字节显示存储器。
图2.2 控制芯片8279引脚图（1）数据线DB0→DB7是双向三态数据总线，在接口电路中与系统数据总线相连，用以传送CPU 和8279之间的数据和命令。
（2）地址线/CS=0，8279被选，当A0=1时，为命令字及状态字地址；当A0=0时，为片内数据地址，故8279芯片占用2个端口地址。
（3）控制线CLK：8279 的时钟输入线，100KHz为最佳选择。
IRQ：中断请求输出线，高电平有效。
/RD、/WR：读、写输入控制线。
SL0---SL3：扫描输出线，用来作为扫描键盘和显示的代码输出或直接输出线。
RL0---RL7：回复输入线，它们是键盘或传感器矩阵的信号输入线。
SHIFT：来自外部键盘或传感器矩阵的输入信号，它是8279键盘数据的次高位即D6位的状态，该位状态控制键盘上/下档功能。
在传感器方式和选通方式中，该引脚无用。
CNTL/S：控制/选通输入线，高电平有效。
键盘方式时，键盘数据最高位（D7）的信号输入到该引脚，以扩充键功能；选通方式时，当该引脚信号上升沿到时，把RL0---RL7数据存入FIFO RAM 中。
OUTA0---OUTA3：通常作为显示信号的高4 位输出线。
OUTB0---OUTB3：通常作为显示信号的低4 位输出线。
/BD：显示熄灭输出线，低电平有效。
当/BD=0时将显示全熄灭2.3模数转换器（1）A/D模数转换芯片ADC0809ADC0809是目前广泛使用的逐位逼近型8位单片A/D转换芯片，片内含8 路模拟开关，可允许8路模拟量输入。
主要由3部分组成：模拟输入选择部分、转换器部分、输出部分。
ADC0809芯片为28引脚为双列直插式封装，ADC0809主要信号引脚功能说明如下：IN7～IN0——八路模拟量输入通道。
ALE——地址锁存允许信号。
START——转换启动信号。
START=1转换启动。
A、B、C——地址线、通道端口选择线。
CLK——时钟信号。
ADC0809要求外接时钟频率为10kHz~1.2MHz。