单片机原理及应用C语言程序设计与实现-作者-马斌-韩忠华-王长涛-夏兴华-第8章51单片机数据采集课件.ppt

1、第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集8.1 传感器技术概述传感器技术概述8.2常用常用A/D转换元件转换元件8.3温度数据采集元件设计温度数据采集元件设计8.4压力数据采集元件设计压力数据采集元件设计第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展在线教务辅导网：在线教务辅导网：http:/教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网QQ:349134187 或者直接输入下面地址：或者直接输入下面地址：http:/第4章 MCS-51单片机系统功能的扩

2、展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集 在数据采集的过程中，经过各种传感器来获取数据，在数据采集的过程中，经过各种传感器来获取数据，传感器将各种温度、湿度、光照、压力和酸碱度等物理传感器将各种温度、湿度、光照、压力和酸碱度等物理信号或化学信号转换为电信号。信号或化学信号转换为电信号。有些采集的信息还需要对电信号进行放大、去噪，有些采集的信息还需要对电信号进行放大、去噪，再经再经A/DA/D转换后变成离散的数字信号送给单片机。转换后变成离散的数字信号送给单片机。采集来的信号给单片机进行处理分析，数字滤波、采集来的信号给单片机进行处理分析，数字滤波、工程量变换等处理，以反映实际测

3、量的数值，这也是单工程量变换等处理，以反映实际测量的数值，这也是单片机系统检测部分的核心。片机系统检测部分的核心。第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集8.1 传感器技术概述传感器技术概述8.1.1传感器概念及作用传感器概念及作用 传感器是一种将光、声音、温度等各种物理量传感器是一种将光、声音、温度等各种物理量转换为电子电路能处理的电压或电流信号的器件。转换为电子电路能处理的电压或电流信号的器件。目前对传感器的定义仍局限于电量的转换，即是将目前对传感器的定义仍局限于电量的转换，即是将被

4、测的非电量（如压力、重量、力矩、位移、速度、被测的非电量（如压力、重量、力矩、位移、速度、振动、冲击、温度、声响、光、角度、转速、物位振动、冲击、温度、声响、光、角度、转速、物位等）转换为与之对应变化的、易于电路处理的电参等）转换为与之对应变化的、易于电路处理的电参量（电流、电压、电阻、电感、电荷、频率、阻抗量（电流、电压、电阻、电感、电荷、频率、阻抗等）。等）。传感器技术的主要发展动向有新材料开发，集传感器技术的主要发展动向有新材料开发，集成化、数字化、新工艺化、智能化、高精度化及高成化、数字化、新工艺化、智能化、高精度化及高稳定、高可靠化等都是传感器发展的技术动向。稳定、高可靠化等都是传感

5、器发展的技术动向。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集8.1.2传感器的组成传感器的组成 传感器一般由敏感元件、转换元件和测量电路传感器一般由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成，有时还需要加辅助电源。其组成可用三部分组成，有时还需要加辅助电源。其组成可用方块图表示，如下图所示。方块图表示，如下图所示。敏感元件：将被测非电量预先变换为另一种易于变换成敏感元件：将被测非电量预先变换为另一种易于变换成电量的非电量的器件。电量的非电量的器件。转换元件：将感受到的非电量直接转换为电量的器件。转换元件：将感受到的非电量直接转换为电量的器件。测量

6、电路：将转换的电量变成有用电信号的电路。测量电路：将转换的电量变成有用电信号的电路。敏感元件敏感元件转换元件转换元件测量电路测量电路辅助电源辅助电源第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集8.1.3传感器的基本特性传感器的基本特性一、反映传感器静态特性的性能指标一、反映传感器静态特性的性能指标 静态特性是指检测系统的输入为不随时间变化的静态特性是指检测系统的输入为不随时间变化的恒定信号或变化很慢时，系统的输出与输入之间的恒定信号或变化很慢时，系统的输出与输入之间的关系。关系。主要包括：线性度、灵敏度、迟滞、重复性、漂主要包括：线性度、灵敏度

7、、迟滞、重复性、漂移、测量范围、量程、精度、分辨率和阈值、稳定移、测量范围、量程、精度、分辨率和阈值、稳定性。性。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集二、反映传感器动态特性的性能指标二、反映传感器动态特性的性能指标 检测系统的输入为随时间变化的信号时，动态检测系统的输入为随时间变化的信号时，动态特性就是指传感器对于随时间变化的输入信号的响特性就是指传感器对于随时间变化的输入信号的响应特性。应特性。主要动态特性的性能指标有时域单位阶跃响应主要动态特性的性能指标有时域单位阶跃响应性能指标和频域频率特性性能指标。性能指标和频域频率特性性能指标

8、。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集8.2常用常用A/D转换元件转换元件 8.2.1 A/D转换元件的结构和工作原理转换元件的结构和工作原理一、一、A/DA/D转换器类型转换器类型 根据转换的原理可将根据转换的原理可将A/DA/D转换器分成两大类：转换器分成两大类：一类是直接型一类是直接型A/DA/D转换器，输入的模拟电压被直转换器，输入的模拟电压被直接转换成数字代码，不经任何中间变量；接转换成数字代码，不经任何中间变量；另一类是间接型另一类是间接型A/DA/D转换器，首先把输入的模拟转换器，首先把输入的模拟电压转换成某种中间变量，然

9、后再把这个中间变量电压转换成某种中间变量，然后再把这个中间变量转换为数字代码输出。转换为数字代码输出。目前应用较广泛的主要有：逐次逼近式目前应用较广泛的主要有：逐次逼近式A/DA/D转换转换器、双积分式器、双积分式A/DA/D转换器和转换器和V/FV/F变换式变换式A/DA/D转换器。转换器。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集A/D转换器分类图转换器分类图 第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集二、逐次逼近式二、逐次逼近式A/D转换器结构原理转换器结构原理 第4章 MCS-51单

10、片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集三、A/D转换器主要性能指标 1.分辨率：通常用转换器输出数字量的位数来表示。2.精度：是指与数字输出量所对应的模拟输入量的实际值与理论值之间的差值。3.转换时间：完成一次A/D转换所需要的时间。4.温度系数和增益系数：A/D转换器受环境温度影响的程度。5.对电源电压变化的抑制比：改变电源电压使数据发生1LSB变化范围。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集四、ADC0809介绍1.内部结构 第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据

11、采集单片机数据采集2.外部特性（引脚功能）IN0IN7：8路输入通道的模拟量输入端口。D0D7：8位数字量输出端。A、B、C：用于选通8路模拟输入中的一路。ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。START：A/D转换启动信号。EOC：AD转换结束信号。OE：数据输出允许信号，高电平有效。CLK：时钟脉冲输入端。REF（+）、REF（）：参考电压端输入。Vcc：电源，典型值+5V。GND：模拟和数字地。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集3.ADC0809工作时序第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片

12、机数据采集单片机数据采集8.2.2 A/D转换元件的接口电路第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集8.2.3单片机A/D转换软件编程中断方式程序流程图 第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集 汇编语言编程如下：ORG0000H SJMP MAIN ORG 0003HLJMPINT0A ORG 0030H;-中断设置-SETBIT0 ;允许INT0中断SETBEA ;中断总允许SETBEX0 ;外部中断0允许;-各通道循环启动-MAIN:MOV R2,#08H ;设置循环次数 MOV

13、R3,#80H MOV R4,#80H ;设置延时时间A1:MOV A,R3 MOV P2,A ;先启动IN0通道.。;延时或其它功能程序执行第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集;-循环至其他通道-DJNZ R3,A2SJMP A4A2:MOV A,R3ADD A,#08HMOV R3,A SJMP A1;-处理其他子程序-A4:。RET;-保护现场，存储数据-INT0A:PUSH ACC MOV P2,#40H ;转换数据MOV A,P1 ;数据送到累加器 MOV R1,A INC R1 POP ACCRETIEND第4章 MCS-5

14、1单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集8.3温度数据采集元件设计8.3.1温度数据采集元件的结构和工作原理 通过温度数据采集元件与单片机接口进行分类，将温度数据采集元件分为两类：传统分立式温度采集元件和智能数字温度采集元件。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集一、分立式温度采集元件 分立式温度采集元件主要有：1.热电偶温度传感器2.热电阻温度传感器3.半导体热敏温度传感器 它们都是将温度值经过一定的接口电路转换后输出模拟电压或电流信号，利用A/D将其转换为数字信号，然后由单片机进行后续处理。第4章

15、MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集二、智能数字温度采集元件 智能数字温度采集元件是将作为温度器件的感温部分及外围电路集成在同一单片上的集成化温度传感器。与分立元式温度采集元件相比，集成温度传感器的最大优点在于小型化，使用方便和成本低廉。美国Dallas半导体公司的数字化温度传感器DS18B20是世界上第一片支持 一线总线接口的温度传感器。全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集1.DS18B20引脚定义 数字温度传感器DS18B20有

16、三个引脚如图所示。1GND为电源地。2DQ为数字信号输入/输出端。3VDD为外接供电电源输入端 （在寄生电源接线方式时 接地）。DALLASDS18B20 1 2 3第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集2.DS18B20的主要特性 适应宽电压范围：3.05.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电。独特的单线接口方式，DS18B20与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现双向通讯。支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联，实现组网多点测温。温度范围：55125。可编程的分辨率为912位，对应的可分辨温度分别为0.5、0.25、0.125和

17、0.0625，可实现高精度测温。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集3.DS18B20的内部结构第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集4.DS18B20工作原理第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集DS18B20的ROM指令表指 令约定代码功 能读ROM33H读DS1820温度传感器ROM中的编码（即64位地址）符合 ROM 55H发出此命令之后，接着发出 64 位 ROM 编码，访问单总线上与该编码相对应的 DS1820 使

18、之作出响应，为下一步对该 DS1820 的读写作准备。搜索 ROM 0FOH用于确定挂接在同一总线上 DS1820 的个数和识别 64 位 ROM 地址。为操作各器件作好准备。跳过 ROM 0CCH忽略 64 位 ROM 地址，直接向 DS1820 发温度变换命令。适用于单片工作。告警搜索命令 0ECH执行后只有温度超过设定值上限或下限的片子才做出响应。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集DS18B20的RAM指令表指 令约定代码功 能温度变换44H启动DS1820进行温度转换，12位转换时最长为750ms（9位为93.75ms）。结果

19、存入内部9字节RAM中。读暂存器 0BEH 读内部RAM中9字节的内容 写暂存器 4EH 发出向内部RAM的3、4字节写上、下限温度数据命令，紧跟该命令之后，是传送两字节的数据。复制暂存器 48H 将RAM中第3、4字节的内容复制到EEPROM中。重调 EEPROM 0B8H 将EEPROM中内容恢复到RAM中的第3、4字节。读供电方式 0B4H 读DS1820的供电模式。寄生供电时DS1820发送“0”，外接电源供电 DS1820发送“1”。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集8.3.2温度数据采集元件的接口电路一、DS18B20寄生

20、电源供电方式电路 在寄生电源供电方式下，DS18B20从单线信号线上汲取能量：在信号线DQ处于高电平期间把能量储存在内部电容里，在信号线处于低电平期间消耗电容上的电能工作，直到高电平到来再给寄生电源（电容）充电。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集二、DS18B20的外部电源供电方式 在外部电源供电方式下，DS18B20工作电源由VDD引脚接入，此时I/O线不需要强上拉，不存在电源电流不足的问题，可以保证转换精度，同时在总线上理论可以挂接任意多个DS18B20传感器，组成多点测温系统。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章

21、章 51 51单片机数据采集单片机数据采集8.3.3单片机温度数据采集软件编程 单片机与DS18B20相连多采用图8-13的电路，在实际应用中具体软件编程过程如下：1.复位：先对DS18B20芯片进行复位，复位就是由单片机给DS18B20单总线至少480S的低电平信号。2.单片机发送ROM指令：其主要目的是为了分辨一条总线上挂接的多个器件并作处理，一般只挂接单个DS18B20芯片时可以跳过ROM指令。3.单片机发送存储器操作指令：存储器操作指令的功能是命令18B20作什么样的工作，是芯片控制的关键。4.执行或数据读写：一个存储器操作指令结束后则将进行指令执行或数据的读写。第4章 MCS-51单

22、片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集 测温程序流程图 第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集DS18B20汇编程序:ORG0000H SJMPL0 ORG0030HL0:MOV SP,#0FH XHEQUP1.6 ;1820控制线;#温度测控89C51芯片 DS1820#;#温度部分操作程序#;#1 RD18WD-读取温度值#;#2 REST-温度探头复位#;#3 WR-发送一字节命令或数据#;#4 RD-读取一字节命令或数据#;#5 RD18BH-读取1820编号#RD18WD:MOVR0,#08H

23、;读取1820温度值 LCALL RSET ;复位 MOVA,#0CCH ;跳过RAM LCALL WR MOV A,#44H ;起动转换 LCALL WR LCALL YS ;延时1秒第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集RDWD0:LCALL RSET ;MOVA,#55H;校对1820编号8字节64位 LCALL WR MOVR2,#8RDWD1:MOV A,R0 LCALL WR INCR0 DJNZR2,RDWD1 MOV A,#0BEH ;读取温度值 LCALL WR LCALL RD MOV26H,A ;保存温度值 LCAL

24、L RD ;读符号 CLR7FH JZRDWD2 ;原码不处理返回 SETB7FH MOV A,26H ;补码处理温度值送26H中 CPLA ADDA,#01H MOV 26H,A第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集RDWD2:CLRC MOV A,#0B3H ;90的数值(180)SUBB A,26H JNCRDWD3 CLR58H ;90!JB 54H,RDWD4 MOV A,2AH ANL A,#0E0H ORL A,#10H MOV 2AH,A LCALL OUTJ ;置报警位并输出 SJMP RDWD4RDWD3:SETB 5

25、8H ;90!JNB 54H,RDWD4 JB 75H,RDWD4 CLR 54H LCALL OUTJ ;清报警位并输出第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集RDWD4:MOVA,26H MOV R0,#45H LCALL SDWD RETRSET:MOVA,#04H;-1820复位-CLR XH MOV R7,#0FAH ;250*4=1000uS DJNZ R7,$SETB XH MOV R7,#06H ;24uS CLR CWAITL:JB XH,WH DJNZ R7,WAITL DJNZ ACC,WAITL SJMP SHORT

26、WH:MOV R7,#6FH WH1:ORL C,XH DJNZ R7,WH1 MOV R7,#6FH DJNZ R7,$SHORT:RET第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集WR:MOVR7,#8;-向DS18B20发送8位数据-WLOP:RRC A CLR XH NOPMOV XH,C MOV R6,#1AH DJNZ R6,$SETB XH DJNZ R7,WLOP RETRD:MOV R7,#8;-读入DS18B20的8位信息-RLOP:CLR XH NOPSETB XH MOV C,XH;MOV A,P1 MOV C,E0H

27、MOV R6,#19H DJNZ R6,$SETB XH RRC A DJNZ R7,RLOP RET第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集YS:MOVR3,#08H ;-延时延时1秒秒-YS1:MOV R4,#0FFHYS2:MOV R5,#0FFH DJNZ R5,$DJNZ R4,YS2 CPL WDI DJNZ R3,YS1 RETRD18BH:LCALL RSET ;读取读取1820芯片的芯片的64位编号信息位编号信息 JNC RD18BH MOV R0,#08H ;读入读入08H开始的开始的8个单元个单元 MOV A,#33H

28、 LCALL WR ;发读编号命令发读编号命令 MOV R2,#8BH:LCALL RD MOV R0,A INC R0 DJNZ R2,BH MOV R4,#00H MOV R2,#08H MOV R1,#08H LCALL WR_DA1 ;写入写入E2中中 RET第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集DS18B20 的C51程序编程如下：/-函数声明，变量定义-#includesbit DQ=P10;/将p1.0口模拟时钟输出#define jump_ROM 0 xCC /跳过ROM命令#define start 0 x44 /启动转

29、换命令#define read_EEROM 0XBE /读存储器命令unsigned char TMPH,TMPL;/温度值/-/函数名称：delay/入口参数：N/函数功能：延时字程序。实现（16*N+24）us的延时/系统采用11.0592MHz的时钟时，延时满足要求，其他情况需要改动/-void delay(unsigned int N)int i;for(i=0;iN;i+);第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集/-/函数名称：函数名称：Reset/入口参数：无入口参数：无/返回返回 deceive_ready/函数功能：复位函

30、数功能：复位/-unsigned char Reset(void)unsigned deceive_ready;DQ=0;/拉低拉低DQ线线 delay(29);/延时至少延时至少480-960us DQ=1;/将将DQ线设置位逻辑高线设置位逻辑高 delay(3);/延时等待延时等待deceive_ready响应响应 deceive_ready=DQ;/采样采样deceive_ready信号信号 delay(25);/等待结束信号等待结束信号 return(deceive_ready);/有有deceive_ready信号返回信号返回0，否则返回，否则返回1第4章 MCS-51单片机系统功能

31、的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集/-/函数名称：函数名称：read_bit/入口参数：无入口参数：无/返回接收数据返回接收数据/函数功能：读函数功能：读bit子程序子程序/-unsigned char read_bit(void)unsigned char i;DQ=0;/拉低拉低DQ线开始时序线开始时序DQ=1;/升高升高DQ线线for(i=0;i3;i+);/延时至时序开始延时至时序开始15usreturn(DQ);/返回返回DQ值值第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集/-/函数名称：函数名称：write

32、_bit/入口参数：入口参数：bitval/函数功能：写函数功能：写1 bit子程序子程序/-void write_bit(unsigned char bitval)DQ=0;/拉低拉低DQ线开始时序线开始时序if(bitval=1)DQ=1;/如果写逻辑为高如果写逻辑为高delay(5);/延时延时DQ=1;/升高升高DQ线线第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集/-/函数名称：函数名称：write_byte/入口参数：入口参数：val/函数功能：写函数功能：写1byte子程序子程序/-void write_byte(unsigned

33、char val)unsigned char i,temp;for(i=0;ii;temp=temp&0 x01;write_bit(temp);delay(5);第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集/-/函数名称：函数名称：read_byte/返回接收数据返回接收数据 value/函数功能：读一个函数功能：读一个byte子程序子程序/-unsigned char read_byte(void)unsigned char i,m=1,receive_data=0;/初始化初始化for(i=0;i8;i+)if(read_bit()rec

34、eive_data=receive_data+(m1);/每读一位数据，左移一位每读一位数据，左移一位 delay(6);/延时至时序结束延时至时序结束 return(receive_data);/返回返回value第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集/-/函数名称：函数名称：main/函数功能：主函数函数功能：主函数/-void main()Reset();write_byte(jump_ROM);/发跳过发跳过ROM命令命令 write_byte(start);/发启动转换命令发启动转换命令 Reset();write_byte(j

35、ump_ROM);/发跳过发跳过ROM命令命令 write_byte(read_EEROM);TMPL=read_byte();/读低读低8位温度值位温度值 TMPH=read_byte();/读高读高8位温度值位温度值 第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集8.48.4压力数据采集元件设计压力数据采集元件设计 压力是工程中重要的技术参数。压力测量的基本方压力是工程中重要的技术参数。压力测量的基本方法大致分成两大部分。即静态压力测量与动态压力测量。法大致分成两大部分。即静态压力测量与动态压力测量。主要采用的测量方法有以下几种。主要采用的测

36、量方法有以下几种。1.1.弹性形变法：压力测量中，利用测压弹性元件受弹性形变法：压力测量中，利用测压弹性元件受力变形的原理，将压力转换成位移。力变形的原理，将压力转换成位移。2.2.液体压力平衡法：基于流体静力学原理，被测压液体压力平衡法：基于流体静力学原理，被测压力与液体产生的传递压力相平衡，从而测出被测压力。力与液体产生的传递压力相平衡，从而测出被测压力。3.3.电测法：利用某些敏感元件的物理效应与压力的电测法：利用某些敏感元件的物理效应与压力的关系，把被测压力转换成电量进行测量。关系，把被测压力转换成电量进行测量。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数

37、据采集单片机数据采集8.4.18.4.1压力数据采集元件的结构和工作原理压力数据采集元件的结构和工作原理 几乎所有的压力传感器都有三个基本部分构成：感压部几乎所有的压力传感器都有三个基本部分构成：感压部分；转换部分；激励部分。分；转换部分；激励部分。一、电阻式应变片一、电阻式应变片 在金属丝的两边受到轴向力在金属丝的两边受到轴向力F F而被拉伸而被拉伸(或压缩或压缩)时，将时，将产生机械形变，使电阻发生变化。这种导体的电阻值随应力产生机械形变，使电阻发生变化。这种导体的电阻值随应力变化而变化有规律的现象称之为应变电阻效应。变化而变化有规律的现象称之为应变电阻效应。二、压阻式压力传感器二、压阻式

38、压力传感器 在硅弹性膜片上制作相同的四个感压电阻，将它们连接在硅弹性膜片上制作相同的四个感压电阻，将它们连接成惠斯登电桥，接上外加电源，就构成了基本的压力传感器。成惠斯登电桥，接上外加电源，就构成了基本的压力传感器。三、电容式压力传感器三、电容式压力传感器 电容式传感器由绝缘介质分开的两个平行金属板组成的电容式传感器由绝缘介质分开的两个平行金属板组成的平板电容器组成，电容式传感器可分为变极距型、平板电容器组成，电容式传感器可分为变极距型、变面积变面积型和变介电常数型三种。型和变介电常数型三种。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集8.4.

39、2压力数据采集压力数据采集 元件接口电路元件接口电路 第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集8.4.3单片机压力数据采集软件编程单片机压力数据采集软件编程采用汇编语言编程如下：采用汇编语言编程如下：ORG0000H SJMP MAIN ORG 0003HLJMPINT0A ORG 0030HSTEBIT0 :允许允许INT0中断中断;-中断设置中断设置-SETBEA ;中断总允许中断总允许SETBEX0;外部中断外部中断0允许允许MAIN:MOV R3,#80H ;-各通道循环启动各通道循环启动-A1:MOV A,R3 MOV P2,A

40、;启动启动IN0通道通道.。;单片机执行其他功能单片机执行其他功能INT0A:PUSH ACC;-保护现场，存储数据保护现场，存储数据-MOV P2,#40H ;转换数据转换数据MOV A,P1 ;数据送到累加器数据送到累加器 MOV R1,A INC R1 POP ACCRETIEND第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第第8 8章章 51 51单片机数据采集单片机数据采集本章小结本章小结 随着人类社会的发展，信息的需求越来越强烈，对客观现实信息的获取就必不可少。单片机以其自身的特点，在应用系统实现数据信息采集中占有重要位置。为获取应用系统信息，需要有敏感元件来反映各种物理、化学、生物等现象，对其进行信号处理，且将其转换为单片机需要的数字信号。本章首先从概念、组成、基本特性角度讨论了传感器的相关技术，介绍了模拟信号到数字信号的转换原理及接口电路设计和编程设计方法。并以温度和压力信号的数据采集为例，介绍相应的电路原来和程序实现的设计过程。