扩散硅压阻式压力传感器的压力测量讲解
检测技术实验3 扩散硅压阻式压力传感器、电容传感器、直流激励时霍尔传感器和反射式光纤位移传感器测量实验

上海电力学院检测技术实验实验八 压阻式压力传感器的压力测量实验一、实验目的了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理与方法。
二、实验仪器压力传感器、气室、气压表、分压器、差动放大器、电压放大器、直流电压表 三、实验原理扩散硅压力传感器的工作原理如图8-1,在X 形硅压力传感器的一个方向上加偏置电压形成电流i ,当敏感芯片没有外加压力作用,内部电桥处于平衡状态,当有剪切力作用时,在垂直于电流方向将会产生电场变化i E ⋅∆=ρ,该电场的变化引起电位变化,则在与电流方向垂直的两侧得到输出电压Uo 。
i d E d U O ⋅∆⋅=⋅=ρ (8-1) 式中d 为元件两端距离。
实验接线图如图8-2所示,MPX10有4个引出脚,1脚接地、2脚为Uo+、3脚接+5V 电源、4脚为Uo-;当P1>P2时,输出为正;P1<P2时,输出为负(P1与P2为传感器的两个气压输入端所产生的压强)。
图8-1 扩散硅压力传感器原理图图8-2 扩散硅压力传感器接线图四、实验内容与步骤1. 按图8-2接好“差动放大器”与“电压放大器”,“电压放大器”输出端接数显直流电压表,选择20V 档,打开直流开关电源。
2. 调节“差动放大器”与“电压放大器”的增益调节电位器到适当位置并保持不动,用导线将“差动放大器”的输入端短接,然后调节调零电位器使直流电压表20V 档显示为零。
3. 取下短路导线,并按图8-2连接“压力传感器”与“分压器”。
4.气室的活塞退回到刻度“17”的小孔后,使气室的压力相对大气压均为0,气压计指在“零”刻度处,将“压力传感器”的输出接到差动放大器的输入端,调节Rw1使直流电压表20V档显示为零。
6.实验结束后,关闭实验台电源,整理好实验设备。
实验九扩散硅压阻式压力传感器差压测量一、实验目的了解利用压阻式压力传感器进行差压测量的方法。
二、基本原理压阻式压力传感器的硅膜片受到两个压力P1和P2作用时,由于它们对膜片产生的应力正好相反,因此作用在膜片上是△P=P1-P2,从而可以进行差压测量。
实验二 扩散硅压阻式传感器模块 d1

实验二扩散硅压阻式压力传感器实验模块2.1实验目的:实验2.1.1:了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理和方法。
工作原理:是指利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器。
单晶硅材料在受到力的作用后,电阻率发生变化,通过测量电路就可得到正比于力变化的电信号输出。
压阻式传感器用于压力、拉力、压力差和可以转变为力的变化的其他物理量(如液位、加速度、重量、应变、流量、真空度)的测量和控制。
转换原理:在具有压阻效应的半导体材料上用扩散或离子注入法,,形成4个阻值相等的电阻条。
并将它们连接成惠斯通电桥,电桥电源端和输出端引出,用制造集成电路的方法封装起来,制成扩散硅压阻式压力传感器。
平时敏感芯片没有外加压力作用,内部电桥处于平衡状态,当传感器受压后芯片电阻发生变化,电桥将失去平衡,给电桥加一个恒定电压源,电桥将输出与压力对应的电压信号,这样传感器的电阻变化通过电桥转换成压力信号输出。
压阻效应:当力作用于硅晶体时,晶体的晶格产生变形,使载流子从一个能谷向另一个能谷散射,引起载流子的迁移率发生变化,扰动了载流子纵向和横向的平均量,从而使硅的电阻率发生变化。
这种变化随晶体的取向不同而异,因此硅的压阻效应与晶体的取向有关。
硅的压阻效应不同于金属应变计(见电阻应变计),前者电阻随压力的变化主要取决于电阻率的变化,后者电阻的变化则主要取决于几何尺寸的变化(应变),而且前者的灵敏度比后者大50~100倍。
实验2.1.2:了解利用压阻式压力传感器进行差压测量的方法。
2.2实验设备和元件:2.2.1 实验设备:实验台所属各分离单元和导线若干。
2.2.2 其他设备:2号扩散压阻式压力传感器实验模块,14号交直流,全桥,测量,差动放大实验模块,数显单元20V,直流稳压源+5V,+_12V电源。
2.3实验内容:2.3.1扩散压阻式压力传感器一般介绍:单晶硅材料在受到外力作用产生极微小应变时(一般步于400微应变),其内部原子结构的电子能级状态会发生变化,从而导致其电阻率剧烈变化(G因子突变)。
压阻式压力传感器的压力测量实验

实验二压阻式压力传感器的压力测量实验一、实验目的:了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理和方法。
二、基本原理:扩散硅压阻式压力传感器在单晶硅的基片上扩散出P型或N型电阻条,接成电桥。
在压力作用下根据半导体的压阻效应,基片产生应力,电阻条的电阻率产生很大变化,引起电阻的变化,我们把这一变化引入测量电路,则其输出电压的变化反映了所受到的压力变化。
图一压阻式压力传感器压力测量实验三、需用器件与单元:主机箱、压阻式压力传感器、压力传感器实验模板、引压胶管。
四、实验步骤:1、将压力传感器安装在实验模板的支架上,根据图二连接管路和电路(主机箱内的气源部分,压缩泵、贮气箱、流量计已接好)。
引压胶管一端插入主机箱面板上气源的快速接口中(注意管子拆卸时请用双指按住气源快速接口边缘往内压,则可轻松拉出),另一端口与压力传感器相连。
压力传感器引线为4芯线: 1端接地线,2端为U0+,3端接+4V电源, 4端为Uo-,接线见图9-2。
2、实验模板上RW2用于调节放大器零位,RW1调节放大器增益。
按图9-2将实验模板的放大器输出V02接到主机箱(电压表)的Vin插孔,将主机箱中的显示选择开关拨到2V档,合上主机箱电源开关,RW1旋到满度的1/3位置(即逆时针旋到底再顺时针旋2圈),仔细调节RW2使主机箱电压表显示为零。
3、输入气压,压力上升到4Kpa左右时调节调节Rw2(低限调节),,使电压表显示为相应的0.4V左右。
再仔细地反复调节旋钮使压力上升到19Kpa左右时调节差动放大器的增益电位器Rw1(高限调节),使电压表相应显示1.9V左右。
4、再使压力慢慢下降到4Kpa,调节差动放大器的调零电位器,使电压表显示为相应的0.400V。
再仔细地反复调节汽源使压力上升到19Kpa时调节差动放大器的增益电位器,使电压表相应显示1.900V。
5、重复步骤4过程,直到认为已足够精度时仔细地逐步调节流量计旋钮,使压力在4-19KPa之间变化,每上升3KPa气压分别读取电压表读数,将数值列于表1。
传感器实验指南

目录实验一压阻式压力传感器的特性测试实验 (2)实验二电容传感器的位移特性实验 (5)实验三直流激励线性霍尔传感器的位移特性实验 (9)实验四电涡流传感器材料分拣的应用实验 (12)实验五光纤传感器位移测量实验 (14)实验一压阻式压力传感器的特性测试实验一、实验目的了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理和标定方法。
二、实验内容掌握压力传感器的压力计设计。
三、实验仪器传感器检测技术综合实验台、压力传感器实验模块、压力传感器、导线。
四、实验原理扩散硅压阻式压力传感器的工作机理是半导体应变片的压阻效应,在半导体受到力变形时会暂时改变晶体结构的对称性,因而改变了半导体的导电机理,使得它的电阻率发生变化,这种物理现象称之为半导体的压阻效应。
一般半导体应变采用N型单晶硅为传感器的弹性元件,在它上面直接蒸镀扩散出多个半导体电阻应变薄膜(扩散出敏感栅)组成电桥。
在压力(压强)作用下弹性元件产生应力,半导体电阻应变薄膜的电阻率产生很大变化,引起电阻的变化,经电桥转换成电压输出,则其输出电压的变化反映了所受到的压力变化。
图13-1为压阻式压力传感器压力测量实验原理图。
+-放大单元主台体上电压表+4V 压阻式压力传感器Vo+VS+Vo-Vs-图1-1 压阻式压力传感器压力测量实验原理五、实验注意事项1、严禁将信号源输出对地短接。
2、实验过程中不要带电拔插导线。
3、严禁电源对地短路。
六、实验步骤1、将引压胶管连接到压力传感器上,其他接线按图1-2进行连接,确认连线无误且打开主台体电源、压力传感器实验模块电源。
图1-2 压阻式压力传感器的特性测试实验接线图2、打开气源开关,调节流量计的流量并观察压力表,压力上升到4Kpa左右时,根据计算所选择的第二级电路的反馈电阻值,接好相应的短接帽;再调节调零电位器RW2,使得图1-3中Vx与计算所得的值相符;再调节增益电位器RW1,使电压表显示为0.4V左右。
(进行此步之前,请先仔细阅读:七、实验报告要求)3、再仔细地反复调节流量使压力上升到18KPa左右时,根据计算,电压表将显示1.8V 左右。
传感器实验1

实验一压阻式压力传感器的特性测试实验一、实验目的了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理和标定方法。
二、实验内容掌握压力传感器的压力计设计。
三、实验仪器传感器检测技术综合实验台、压力传感器实验模块、压力传感器、导线。
四、实验原理扩散硅压阻式压力传感器的工作机理是半导体应变片的压阻效应,在半导体受到力变形时会暂时改变晶体结构的对称性,因而改变了半导体的导电机理,使得它的电阻率发生变化,这种物理现象称之为半导体的压阻效应。
一般半导体应变采用N型单晶硅为传感器的弹性元件,在它上面直接蒸镀扩散出多个半导体电阻应变薄膜(扩散出敏感栅)组成电桥。
在压力(压强)作用下弹性元件产生应力,半导体电阻应变薄膜的电阻率产生很大变化,引起电阻的变化,经电桥转换成电压输出,则其输出电压的变化反映了所受到的压力变化。
图13-1为压阻式压力传感器压力测量实验原理图。
+-放大单元主台体上电压表+4V 压阻式压力传感器Vo+VS+Vo-Vs-图13-1 压阻式压力传感器压力测量实验原理五、实验注意事项1、严禁将信号源输出对地短接。
2、实验过程中不要带电拔插导线。
3、严禁电源对地短路。
六、实验步骤1、将引压胶管连接到压力传感器上,其他接线按图13-2进行连接,确认连线无误且打开主台体电源、压力传感器实验模块电源。
图13-2 压阻式压力传感器的特性测试实验接线图2、打开气源开关,调节流量计的流量并观察压力表,压力上升到4Kpa 左右时,根据计算所选择的第二级电路的反馈电阻值,接好相应的短接帽;再调节调零电位器RW2,使得图13-3中Vx 与计算所得的值相符;再调节增益电位器RW1,使电压表显示为0.4V 左右。
(进行此步之前,请先仔细阅读:七、实验报告要求)3、再仔细地反复调节流量使压力上升到18KPa 左右时,根据计算,电压表将显示1.8V 左右。
4、重复步骤2和3过程,直到认为已足够精度时调节流量计使压力在4~18KPa 之间,每上升1Kpa 气压分别读取电压表读数,将数值列于表3。
实验七 扩散硅压阻式压力传感器压力实验

自动化与电气工程类基础实验实验报告实验名称:压力传感器、电容式传感器实验指导老师:雷璐宁班级:智能电网0861202班成员:彭伟平2012212822、吴志辉2012212807实验七 扩散硅压阻式压力传感器压力实验一、实验目的了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理与方法。
二、实验仪器压力传感器、气室、气压表、差动放大器、电压放大器、电压温度频率表 三、实验原理在具有压阻效应的半导体材料上用扩散或离子注入法,可以制备各种压力传感器。
摩托罗拉公司设计出X 形硅压力传感器,如图7-1所示,在单晶硅膜片表面形成4个阻值相等的电阻条。
将它们连接成惠斯通电桥,电桥电源端和输出端引出,用制造集成电路的方法封装起来,制成扩散硅压阻式压力传感器。
扩散硅压力传感器的工作原理如图7-1,在X 形硅压力传感器的一个方向上加偏置电压形成电流i ,当敏感芯片没有外加压力作用,内部电桥处于平衡状态,当有剪切力作用时(本实验采用改变气室内的压强的方法改变剪切力的大小),在垂直于电流方向将会产生电场变化i E ⋅∆=ρ,该电场的变化引起电位变化,则在与电流方向垂直的两侧得到输出电压Uo 。
i d E d U O ⋅∆⋅=⋅=ρ (7-1) 式中d 为元件两端距离。
实验接线图如图7-2所示,MPX10有4个引出脚,1脚接地、2脚为Uo+、3脚接+5V 电源、4脚为Uo-;当P1>P2时,输出为正;P1<P2时,输出为负(P1与P2为传感器的两个气压输入端所产生的压强)。
图7-1 扩散硅压力传感器原理图图7-2 扩散硅压力传感器接线图四、实验内容与步骤1. 按图7-2接好“差动放大器”与“电压放大器”,“电压放大器”输出端接电压温度频率表(选择U ,20V 档),打开直流电源开关。
(将“2~20V 直流稳压电源”输出调为5V)2.调节“差动放大器”与“电压放大器”的增益调节电位器到中间位置并保持不动,用导线将“差动放大器”的输入端短接,然后调节调零电位器使电压温度频率表显示为零。
实验一扩散硅压阻式压力传感器的压力测量实验

实验一扩散硅压阻式压力传感器的压力测量实验实验目的:1. 熟悉扩散硅压阻式压力传感器的工作原理和特性。
2. 了解扩散硅压阻式压力传感器的使用方法和注意事项。
3. 利用扩散硅压阻式压力传感器进行压力测量实验。
实验器材:1. 扩散硅压阻式压力传感器2. 数字万用表3. 压力泵4. 接线板、导线等实验原理:扩散硅压阻式压力传感器是利用扩散硅作为敏感元件的压力传感器。
当扩散硅受到外界压力作用时,会产生微小的形变,从而改变扩散硅的电阻值。
通过电路对电阻值的变化进行放大和处理,最终转换成电压信号作为输出,实现压力的测量。
实验步骤:1. 将扩散硅压阻式压力传感器连接到接线板上,注意仔细阅读连接图并正确连接。
2. 将数字万用表连上扩散硅压阻式压力传感器的输出端口,选择电压测量档位,并将数显切换为直流电压。
3. 将压力泵连接到扩散硅压阻式压力传感器的压力输入端口,打开压力泵。
4. 按照设定步骤开始进行实验,观察和记录压力泵的压力输出值以及扩散硅压阻式压力传感器的电压输出值。
5. 在测量结束后,关闭压力泵,并将扩散硅压阻式压力传感器从电路中拆开。
实验结果分析:通过扩散硅压阻式压力传感器测量实验,我们能够得出被测压力值和输出电压值之间的关系。
由于具有较好的灵敏度和稳定性,扩散硅压阻式压力传感器被广泛应用于压力测量领域,如航空、采矿、化工、医疗等领域。
注意事项:1. 在进行实验前,必须确认设备和电路是否连接正确,避免短路或其他故障发生。
2. 在使用压力泵时,应注意安全防范措施,避免压力泵爆炸等危险事件发生。
3. 在电路连接和处理信号时,应注意干扰和噪声的影响,保证测量精度的准确性。
4. 在实验过程中,如有异常情况发生应及时停止实验,并排除故障,确保实验结果可靠有效。
扩散硅压力传感器原理

扩散硅压力传感器原理扩散硅压力传感器是一种常用的压力测量装置,它利用硅材料的特性来实现对压力的测量。
扩散硅压力传感器的原理是利用硅材料的压阻效应来实现对压力的测量,其工作原理如下:1. 压力传感器的结构。
扩散硅压力传感器通常由硅芯片、导电膜和封装壳体组成。
硅芯片是传感器的核心部件,它通常采用单晶硅制成,具有良好的机械性能和化学稳定性。
导电膜是用于测量电阻值的部件,它通常采用金属材料制成,能够与硅芯片形成良好的电接触。
封装壳体则用于保护传感器内部结构,同时也可以起到固定和连接的作用。
2. 压力传感器的工作原理。
当外界施加压力到传感器上时,硅芯片会产生微小的变形,这种变形会导致硅芯片内部应力的变化,从而改变硅芯片的电阻值。
导电膜可以通过测量硅芯片的电阻值来间接测量外界施加到传感器上的压力大小。
传感器内部的电路会将电阻值转换为相应的电压信号,然后输出给外部的测量设备进行显示和记录。
3. 压力传感器的特点。
扩散硅压力传感器具有灵敏度高、稳定性好、响应速度快、温度影响小等特点。
由于硅材料的优良特性,使得扩散硅压力传感器在工业自动化控制、航空航天、医疗器械等领域得到广泛应用。
4. 压力传感器的应用。
扩散硅压力传感器广泛应用于各种压力测量场合,如液压系统、气动系统、汽车制动系统、工业流体控制系统等。
在这些应用场合中,扩散硅压力传感器能够准确、稳定地测量各种压力信号,并将其转换为标准的电信号输出,为工程控制和管理提供了重要的数据支持。
总结,扩散硅压力传感器是一种应用广泛的压力测量装置,其原理简单清晰,具有灵敏度高、稳定性好等特点,适用于各种工业领域的压力测量和控制。
随着科技的不断发展,扩散硅压力传感器的性能将会进一步提升,应用领域也会更加广泛。
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传感器课程设计报告题目:扩散硅压阻式压力传感器的差压测量专业班级:BG1003姓名:桑海波时间:2013.06.17~2013.06.21指导教师:胥飞2013年6月21日摘要本文介绍一种以AT89S52单片机为核心,包括ADC0809类型转换器的扩散硅压阻式压力传感器的差压测量系统。
简要介绍了扩散硅压阻式压力传感器电路的工作原理以及A/D变换电路的工作原理,完成了整个实验对于压力的采样和显示。
与其它类型传感器相比,扩散硅压阻式电阻应变式传感器有以下特点:测量范围广,精度高,输出特性的线性好,工作性能稳定、可靠,能在恶劣的化境条件下工作。
由于扩散硅压阻式压力传感器具有以上优点,所以它在测试技术中获得十分广泛的应用。
关键字:扩散硅压阻式压力传感器,AT89S52单片机,ADC0809,数码管目录1.引言 (1)1.1课题开发的背景和现状 (1)1.2课题开发的目的和意义 (1)2.设计方案 (2)2.1设计要求 (2)2.2设计思路 (2)3.硬件设计 (3)3.1电路总框图 (3)3.2传感器电路模块 (3)3.3A/D变换电路模块 (4)3.4八段数码管显示 (8)3.5AT89S52单片机 (9)3.6硬件实物 (12)4.实验数据采集及仿真 (13)4.1数据采集及显示 (13)4.2实验数据分析 (13)5.程序设计 (16)5.1编程软件调试 (16)5.2软件流程图 (17)5.3程序段 (18)6.结果分析 (19)7.参考文献 (20)1.引言1.1 课题开发的背景和现状传感器是一种能够感受规定的被测量的信息,并按照一定规律转换成可用输出信号的的器件或装置,通常由敏感元件、转换元件、测量电路三部分组成。
传感器技术是现代信息技术的三大支柱之一,其应用的数量和质量已被国际社会作为为衡量一个国家智能化、数字化、网络化的重要标志。
近年来,随着国家资金投入大的增加,我国压阻式传感器有了较快的发展,某些传感器如矩形双岛膜结构的6KPa微压传感器的性能甚至优于国外,其非线性滞后、重复性均小于5×10-4FS,分辨率优于20Pa,具有较高的过压保护范围以及可靠性。
但是就总体而言,我国压阻式传感器的研究,在产量和批量封装等方面还存在不足,精度、可靠性、重复性尚待提高,离市场需求级国际水平还有较大差距。
1.2 课题开发的目的和意义日常生活和生产中,我们常常想了解温度、流量、压力、位移、角度等一系列参数,压力传感器技术在诸多领域中相对而言最为成熟。
根据工作原理的不同,压力传感器通常可以分为机械膜片、硅膜片电容性、压电性、应变性、光纤、霍尔效应、压阻式压力传感器等。
压阻式传感器又包括扩散硅型和应变片型传感器,扩散硅压阻式传感器由于具有结构简单、可微型化、输出信号大、精度高、分辨率高、频响高、低功耗、体积小、工作可靠等突出特点而在压阻式压力传感器市场中占据更大的份额。
2.设计方案2.1设计要求1.了解扩散硅压阻式压力传感器的工作原理;2.掌握扩散硅压阻式压力传感器调理电路和AD转换;3.了解非线性特性和其校正方式;4.使用单片机读取转换值并显示。
2.2设计思路利用全桥测量原理,通过对电路输出电压和标准压强的线性关系,建立具体的数学模型,将电压量的变化改为压力的变化,即可以测出一定范围内的压力值。
其中测量电路中最主要的元器件就是扩散硅压阻式压力传感器。
本设计采用全桥测量电路,使系统产生的误差更小,输出的数据更精确。
而运算放大电路的作用就是把传感器输出的微弱的模拟信号进行一定倍数的放大,以满足A/D转换器对输入信号电平的进行各种转换处理的要求。
ADC0809 的A/D转换作用是把模拟信号转变成数字信号,进行模数转换,然后把数字信号输送到显示电路中去,由六位八段数码管显示出测量结果。
3.硬件设计3.1电路总框图该扩散硅压阻式压力传感器实验,采用筒式压力传感器,输出信号通过AD 转换器实现模拟到数字的转换,再经过89C51芯片,在LED数码管显示所要的结果。
总的电路构建框图如下。
图3.1基于MCS-51单片机为核心压力传感器实验构建框图3. 2传感器电路模块扩散硅压阻式压力传感器在单晶硅的基片上扩散出P型或N型电阻条,接成电桥。
在压力作用下根据半导体的压阻效应,基片产生应力,电阻条的电阻率产生很大变化,引起电阻的变化,我们把这一变化引入测量电路,输出电压的变化即反映了其所受到的压力变化。
图3.2扩散硅压阻式压力传感器扩散硅压力传感器工作原理:被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上(不锈钢或陶瓷),使膜片产生与介质压力成正比的微位移,使传感器的电阻值发生变化,和用电子线路检测这一变化,并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。
扩散硅压力传感器内部结构简图如下:1-低压腔2-高压腔3-硅杯4-引线5-硅膜片图3.3结构简图3. 3 A/D变换电路模块ADC芯片型号很多,在精度、速度和价格方面千差万别、,较为常见的ADC主要有逐次逼近型、双积分型和电压—频率变换型三种。
这里我们选用逐次逼近型,即ADC0809。
它由±5V电源供电,片内带有锁存功能的8路模拟多路开关,片内具有多路开关的地址译码器和锁存电路、高阻抗斩波器、稳定的比较器,256Ω电阻T型网络和树状电子开关以及逐次逼近寄存器。
输出具有TTL三态锁存缓冲器,可直接接到单片机数据总线上。
通过适当的外接电路,ADC0809可对0V~5V的双极性模拟信号进行转换。
ADC0809是28脚双列直插式封装,引脚图如图3-3 所示。
各引脚功能说明如下:2-1~2-8:8位数字量输出引脚,由最低引脚到最高引脚。
IN0—IN7:8路模拟量输入引脚。
V:+5V工作电压。
CCGND:地。
REF(+):参考电压正端。
REF(—):参考电压负端。
START:A/D转换启动信号输入端。
ALE:地址锁存允许信号输入端。
以上两个信号用于启动A/D转换。
EOC:转换结束信号输出引脚。
开始转换时为低电平,转换结束时为高电平。
OE:输出允许控制端。
用以打开三态数据输出锁存器。
CLK:时钟信号输入端。
ADDA、ADDB、ADDC:地址输入线。
经译码后可选通IN0—IN7 8个通道的一个通道进行转换。
图3.4 ADC0809引脚图ADC0809的内部逻辑结构图如下图所示:图3.5 ADC0809的内部逻辑结构图图中多路开关可选通8个模拟通道,允许8路模拟量分时输入,共用一个A/D转换器进行转换,这是一种经济的多路数据采集方法地址锁存与译码电路完成对ABC 3个地址位进行锁存和译码,其译码输出用于通道选择,其转换结果通过三态输出锁存器存放输出,因此可以直接与系统数据总线相连,传感器桥路输出的电压经过比例变换后转换成二进制码的形式送入P0口。
其程序框图如下:图3.6A/D转换电路程序框图3. 4 八段数码管显示图3.7显示电路图经过单片机P0输出的八位二进制码,变换成BCD码,在数码管上显示。
经过段选信号和位选信号的控制,最后在相应数码管上显示出相应的压力值。
程序框图如下:3. 5 AT89S52单片机本实验采用AT89S52单片机,其管脚图如下:图3.9 AT89S52管脚图其管脚功能如下:VCC:AT89S52电源正端输入,接+5V。
VSS:电源地端。
XTAL1:单芯片系统时钟的反相放大器输入端。
XTAL2:系统时钟的反相放大器输出端,一般在设计上只要在 XTAL1 和XTAL2 上接上一只石英振荡晶体系统就可以动作了,此外可以在两引脚与地之间加入一20PF 的小电容,可以使系统更稳定,避免噪声干扰而死机。
RESET:AT89S52的重置引脚,高电平动作,当要对晶片重置时,只要对此引脚电平提升至高电平并保持两个机器周期以上的时间,AT89S51便能完成系统重置的各项动作,使得内部特殊功能寄存器之内容均被设成已知状态,并且至地址0000H处开始读入程序代码而执行程序。
EA/Vpp:"EA"为英文"External Access"的缩写,表示存取外部程序代码之意,低电平动作,也就是说当此引脚接低电平后,系统会取用外部的程序代码(存于外部EPROM中)来执行程序。
因此在8031及8032中,EA引脚必须接低电平,因为其内部无程序存储器空间。
如果是使用 8751 内部程序空间时,此引脚要接成高电平。
此外,在将程序代码烧录至8751内部EPROM时,可以利用此引脚来输入21V的烧录高压(Vpp)。
ALE/PROG:ALE是英文"Address Latch Enable"的缩写,表示地址锁存器启用信号。
AT89S52可以利用这支引脚来触发外部的8位锁存器(如74LS373),将端口0的地址总线(A0~A7)锁进锁存器中,因为AT89S52是以多工的方式送出地址及数据。
平时在程序执行时ALE引脚的输出频率约是系统工作频率的1/6,因此可以用来驱动其他周边晶片的时基输入。
此外在烧录8751程序代码时,此引脚会被当成程序规划的特殊功能来使用。
PSEN:此为"Program Store Enable"的缩写,其意为程序储存启用,当8051被设成为读取外部程序代码工作模式时(EA=0),会送出此信号以便取得程序代码,通常这支脚是接到EPROM的OE脚。
AT89S52可以利用PSEN及RD引脚分别启用存在外部的RAM与EPROM,使得数据存储器与程序存储器可以合并在一起而共用64K的定址范围。
PORT0(P0.0~P0.7):端口0是一个8位宽的开路汲极(Open Drain)双向输出入端口,共有8个位,P0.0表示位0,P0.1表示位1,依此类推。
其他三个I/O 端口(P1、P2、P3)则不具有此电路组态,而是内部有一提升电路,P0在当做I/O用时可以推动8个LS的TTL负载。
如果当EA引脚为低电平时(即取用外部程序代码或数据存储器),P0就以多工方式提供地址总线(A0~A7)及数据总线(D0~D7)。
设计者必须外加一锁存器将端口0送出的地址栓锁住成为A0~A7,再配合端口2所送出的A8~A15合成一完整的16位地址总线,而定址到64K的外部存储器空间。
PORT2(P2.0~P2.7):端口2是具有内部提升电路的双向I/O端口,每一个引脚可以推动4个LS的TTL负载,若将端口2的输出设为高电平时,此端口便能当成输入端口来使用。
P2除了当做一般I/O端口使用外,若是在AT89S52扩充外接程序存储器或数据存储器时,也提供地址总线的高字节A8~A15,这个时候P2便不能当做I/O来使用了。
PORT1(P1.0~P1.7):端口1也是具有内部提升电路的双向I/O端口,其输出缓冲器可以推动4个LS TTL负载,同样地若将端口1的输出设为高电平,便是由此端口来输入数据。