压力传感器采集设计

课程设计

题目压力传感器采集设计

学院计算机科学与技术

专业

班级

姓名

指导教师

年 1 月15 日

课程设计任务书

学生姓名：专业班级：

指导教师：工作单位：

题目: 压力传感器采集设计

初始条件：

1.课程设计使用 CVT-WSN-II实验平台,使用CC2530芯片和辅助芯片以及器件；

https://www.360docs.net/doc/7914937273.html,2530有程序设计集成开发环境，程序设计语言为C、C＋＋、或者nesC语言；

3. CVT-WSN-II实验平台使用说明书；

要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，撰写说明书具体要求）

1.学习使用CVT-WSN-II硬件综合实验平台，程序设计集成开发环境；

2.根据课程设计题目，进行需求分析，搞清楚课程设计需要设计需求和需要解决的设计内容。

3.查阅和学习课程设计题目需要的CVT-WSN-II实验平台资料，掌握CC2530接口芯片的使用方法和编程要领。查阅和学习课程设计题目需要的辅助芯片以及器件资料。

4.利用CVT-WSN-II硬件综合实验平台，搭建C、C＋＋、或者nesC语言设计的集成开发环境。给出程序流程图。在集成开发环境中调试程序。给出程序的详细注释。能够解释使用程序模拟显示信息。

5.撰写课程设计报告，1）详细陈述以上的设计过程；2）详细陈述电路的调试过程。

时间安排：

第20周：

1.熟悉CVT-WSN-II硬件综合实验平台，掌握CC2530接口芯片的使用方法和编程要领设计。

2.使用C语言或nesC程序编写程序，进行调试、显示结果。

3.撰写综合设计报告。

指导教师签名：年月日

系主任（或责任教师）签名：年月日

目录

1．系统描述 (3)

1.1问题域描述 (3)

2.系统总体分析 (3)

3.系统总体设计 (3)

3.1 编写和编译 (3)

3.2 烧写文件 (5)

3.3 串口调试助手 (6)

3.4 压力传感器模块原理 (6)

4算法描述 (7)

4.1代码描述 (7)

4.2 程序分析 (10)

5测试结果 (10)

5.1串口数据 (10)

5.2实验现象 (11)

6课程设计小结 (12)

7参考文献 (12)

压力传感器采集设计

1．系统描述

1.1问题域描述

结合所学《无线传感网络》，采用CVT-WSN-II实验平，设计一个压力传感器采集系统，要求能够采集实验板的压力信息，并根据所设条件予以反馈。

2.系统总体分析

本此课程设计，其主要任务是实现传感器对环境压力信息的采集，采集后通过串口线使其输出在窗口显示，通过修改时延函数来改变输出的速率，我们可以编写压力传感器代码，在PC机上编译，编译完成后通过烧写软件，写入压力传感器中。让实验设备（即压力传感器）通过USB线与PC机相连，通过串口显示软件显示出压力测量值。我们可以通过对其不同的压力改变受压值。以及通过改变延时时间，实现采集数据的速率。

3.系统总体设计

3.1 编写和编译

1、新建一个压力传感器工程

(1)打开IAR软件后，-> Project->Create New Project

(2)选择Empty project默认配置

(3)选择工程保存的文件夹路径及工程名设为PRESS，保存类型为.ewp。2、添加配置

(1)->Project->Options，见图3.1；

(2)->Device information->Device->CC2530F256.i51->CC2530。

(3)->Option->Linker，出现链接设置对话框，如图3.2；

(4)->Output file->Override default，把PRESS.d51改成PRESS.hex。

(5)选择 Option 选项里的 Debugger，Device 中选择 Texas Instruments，

如图3.3所示

图3.1 配置工程

图3.2 工程配置Linker

图3.3 工程配置，Debugger

3、添加文件

（1）->File->New->File，如图3.4所示

（2) 新建文件另存为test.c，如图3.5所示。右键点击test-Debug->Add->Add Files：

（3）选择 test.c，点击打开：

图3.4 新建文件

图3.5 新建test.c

4、编译链接

(1)右键点击 test-Debug->Rebuild All 进行编译

(2)编译成功后，IAR 软件会在下方显示编译信息。如果编译失败，会有编

译错误的信息提示和说明。

(3)编译成功后，右键点击 test-Debug->Make生成可供仿真器烧写的.hex

文件。

3.2 烧写文件

(1）打开SmartRFProg

(2）找到要烧写的hex文件。

(3）在Actions处选择要验证还是擦除等，一般选择：Erase program and verify；

(4）点击Perform actions，将开始第4步选择的项目；

(5）点击writeIEEE

3.3 串口调试助手

图3.6 串口调试

1.选择串口号，第一个

2.设置串口的波特率：57600

3.数据位数、停止位数、校验方式、是否流控等默认即可；

4.勾选HEX发送。

5. 点击“打开串口”，即可建立网关机和PC之间的连接。

3.4 压力传感器模块原理

1.压力传感器工作原理

压力传感器采集压力形变转化为数字信号。具体为当在压力传感器上施加压力时，该压力传感器发生形变，从而使阻抗发生变化，同时使激励电压发生变化，输出一个变化的模拟信号。该信号经放大电路放大输出到模数转换器。微处理器通过A/D采集口采集此模拟信号,并经过运算计算出压力值.

4算法描述

4.1代码描述

#include "ioCC2530.h"

#define uint8 unsigned char

#define uint16 unsigned int

#define uint32 unsigned long

extern void Sensor_PIN_INT(void);

extern uint16 ReadAdcValue(uint8 ChannelNum,uint8 DecimationRate,uint8 RefV oltage); char uart_buffer;

void delay(void)

{

unsigned int i;

unsigned char j;

for(i=0;i<10000;i++)

{

for(j=0;j<200;j++)

{

asm("NOP");

asm("NOP");

asm("NOP");

}

}

}

void UartTX_Send_String(unsigned char *Data,int len) //串口发送函数

{

int j;

for(j=0;j

{

U0DBUF = *Data++;

while(UTX0IF == 0);

UTX0IF = 0;

}

}

void UartTX_Send_Data(unsigned char Data,int len) //串口发送函数{

int j;

for(j=0;j

{

U0DBUF = Data;

while(UTX0IF == 0);

UTX0IF = 0;

}

}

#pragma vector=URX0_VECTOR //uart0中断函数

__interrupt void uart0(void){

URX0IF = 0; //清中断标志

P0_0=~P0_0;

uart_buffer = U0DBUF;

//UartTX_Send_String("welcome",10);

UartTX_Send_Data(uart_buffer,1);

}

void main( void )

{

uint16 AdValue;

uint16 temp;

unsigned char buf[8];

Sensor_PIN_INT();

while(1){

// P2_0=~P2_0;

P0_0 = 1; // 熄灭LED

P2_0 = 1;

AdValue = ReadAdcValue(0x6,3,2);

AdValue = AdValue>>6;

temp = AdValue;

if(temp > 0x24){

temp = (temp - 0x22) * 200 / 0x12;

}

else

temp = 0;

buf[0] = (uint8)temp;//压力

buf[1] = buf[0]/100;

buf[2] = buf[0]%100/10;

buf[3] = buf[0]%10;

if(buf[1] > 0x9)

buf[1] = buf[1] - 0XA + 'A';

else

buf[1] = buf[1] + '0';

if(buf[2] > 0x9)

buf[2] = buf[2] -0XA + 'A';

else

buf[2] = buf[2] + '0';

if(buf[3] > 0x9)

buf[3] = buf[3] -0XA + 'A';

else

buf[3] = buf[3] + '0';

UartTX_Send_String("Press = ",8);

UartTX_Send_String(&buf[1],3);

UartTX_Send_String("g",1);

UartTX_Send_String("\r\n",2);

if (buf[2]> 0x34) //当力大于50克时LED灯亮

{

P0_0 = 0; // 点亮LED

P2_0 = 0;

}else

{P0_0 = 1; // 熄灭LED

P2_0 = 1;

}

delay();

}}// end of main()

图4.1 程序代码界面

4.2 程序分析

在压力传感器上施加压力时，压力传感器发生形变，使激励电压发生变化，使输出信号变化的原理采集压力的变化情况。

通过判断值的大小使得板上的D3点亮或者熄灭：当压力值超过设置值时亮，若没超过则不亮，并通过USB线传送获得的值给PC机。

5测试结果

5.1串口数据

图5.1 无压力时的串口输出

图5.2 有压力时的串口输出

5.2实验现象

（1）不对压力传感器施加压力时或获得结果不超过50g时D3不亮，如图5.3所示；

（2）对压力传感器施加压力且获得压力大于50g时D3亮，如图5.4所示；

图5.3 压力小于50g时实验图像

图5.4 压力大于50g时图像

6课程设计小结

无线传感网络是是一门极其重要的学科，也是21世纪极其重要的一门技术。下一场信息革命正在悄然兴起，而无线传感网络正是其核心之一。越来越多的传感器、应用将会需要这门技术。可见其地位非同一般。学号无线传感网络，对我们是很有帮助的。

细心认真这是每一次实验都应力求达到的，严谨慎重的科学态度有助于我们不失败的去完成科学探索。很多时候我们常常被自己一个小小的错误难道女，很容易就因为这个小小的错误导致我们没法继续试验或者得到错误的结果。然后导致我们没法正常实验。这就是一个不小心的力量。不管怎么说，细心严谨是我每一次实验中，用力去做的事。希望这样能给我带来好运。

这次的压力传感器的课程设计，本身不太难，只要细心研究就很容易搞定。这次试验还让我对无线传感的只是有了更多的了解。

在做实验过程中，我们设定超过50g压力则D3灯亮，但是其中出现了一个问题，当用力太大，上百之后，再用力串口显示变为10多，再用力20多，这让我们摸不着头脑，后来我们思考后发现，这很可能是由于器材的为题，它本身的有所不够精确和稳定，所以导致出用力过猛时变为小。

7参考文献

[1]许毅.无线传感器网络原理及方法.北京:清华大学出版社,2012.

[2]王鹏.压阻式压力传感器及其应用电路设计,2002.

[3]崔逊学、左从菊.无线传感器网络简明教程.北京:清华大学出版社

[4]孙利民.无线传感器网络.北京:清华大学出版社,2005-05.

[5]许力.无线传感器网络的安全和优化.北京: 电子工业出版社,2010-03.

[6]杨玺.面向实时监测的无线传感器网络.北京:人民邮电出版社,2010-10.

本科生课程设计成绩评定表

及格（60-69分）、60分以下为不及格

指导教师签名：

2014 年01月日