摘 要

压力在生产过程中扮演着重要角色。没有压力的检测，则生产和设备安全无法保证。工业过程的控制对智能化压力检测系统起着决定性的作用。在目前很多家庭没有供暖而在冬天天气往往潮湿阴冷，所以很多家庭采用家用燃气炉来供暖，但是家用燃气炉存在着很多安全隐患。在烧水过程中，水蒸发产生了水蒸气。使炉内压力急增，容易造成锅炉炸裂的状况酿成惨剧。所以为了保证人身安全必须对其水管压力进行监测。另一方面，锅炉的水管在地板下安放，一旦发生漏水，会为邻居造成财产上的损害，所以也要对燃气炉的出水口低压进行检测以防水管发生漏水。

这次设计为了完成家用燃气炉进出水压监测设计了一个压力检测系统。水压通过电阻应变片组成的全桥电路传递到放大电路和AD转换电路，再通过单片机最小系统，最后在LCD上显示进出水水压。

本论文根据压力传感器的原理不仅进行了软件仿真还进行了硬件制作。实验验证，表明系统达到了设计要求。

关键词: 水压；家用燃气炉；压力传感器；A/D转换器；LCD显示；

Abstract

Pressure is one of the important parameters in the process of industrial production. Pressure detection or control is an essential condition to ensure production and the equipment to safely operating, which is of great significance.In the present, many families do not have heating system. In the winter weather is often cold and wet. So many families use household gas stove for heating,.Household gas stove has many security risks. In the process of boiling water, the water produce steam. It makes the pressure increase quickly. It easily make boiler burst so that it led to the tragedy. Therefore, in order to ensure the safety of person ,water pressure must be monitored. On the other hand, the pipes are placed under the floor.Once leakage occurs,it will cause property damage on neighbors, so pressure must be detected to prevent water leakage occurs.

In order to complete the design of household gas stove’s water pressure monitoring system which is designed to detect a pressure. Full-bridge circuit composed of the resistance strain gauge pressure by passing to the amplifier and AD converter circuit through the smallest single-chip system. And finally the water pressure is displayed on the LCD.

This paper is based on the principles of pressure sensors. Software simulation and hardware production are done. Experimental results show that the system meets the design requirements.

Key words: pressure; household gas stove; pressure sensor; A/D converter; LCD monitor;

目录

第一章 绪 论 1

1.1前言 1

1.2选题的背景和意义 1

1.3压力传感器的发展方向。 2

1.4本文研究的内容 2

第二章 系统总体方案设计 3

2.1系统任务描述和方案比较 3

2.1.1控制系统要求 3

2.1.2方案的比较 3

2.1.3总体方案的选择 4

2.2系统总体设计 4

2.2.1系统组成 4

2.2.2基于单片机的智能压力检测的原理 4

第三章 压力传感系统硬件设计 5

3.1压力传感器 5

3.1.1金属应变片的工作原理 5

3.1.2 电阻应变片的基本结构 6

3.1.3电阻应变片的测量电路 6

3.1.4电桥电路的工作原理 6

3.1.5非线性误差及温度补偿 7

3.2信号放大电路 8

3.2.1三运放放大电路 8

3.3 A/D转换器 9

3.3.1 A/D转换器的简介 9

3.3.2 配置位说明 10

3.3.3 工作时序图 10

3.3.4 单片机对ADC0832的控制原理 11

3.4 单片机 12

3.4.1单片机简介 12

3.4.1主要特性 12

3.4.2芯片擦除 12

3.5简介LCD液晶屏 13

3.5.1 LCD的显示原理 13

3.5.2 LCD显示器类别 13

3.5.3显示字符 13

3.5.4 LM016L引脚功能说明 13

3.6 报警模块 15

第四章 软件设计 16

4.1 软件编程 16

4.2软件程序组成 16

4.2.1 系统的主程序 16

4.3系统子程序设计 19

4.3.1 A/D转换器的软件设计 19

4.3.2ADC0832芯片接口程序的编写 19

4.3.3LCD数码管显示程序设计 19

第五章 proteus 仿真调试和实物设计 21

5.1仿真软件了解 21

5.1.1proteus软件介绍 21

5.1.2protuse功能和特点 21

5.2本次设计仿真过程 22

5.2.1 创建原理图 22

5.2.2 绘制仿真原理图 23

5.2.3 系统调试 23

5.2.4 开始仿真 24

5.3实物制作 26

第六章 总结 28

6.1 设计总结 28

6.2展望和不足 29

致谢 30

参考文献 30

附录一 protel图 31

附录二 源程序 32

第一章 绪 论

1.1前言

在今天信息化，智能化和集成传感器系统转化为发展的两个重要方向，而智能传感器系统和集成的快速发展在很大程度上取决于与微处理器的性能相结合。具有数据处理能力进行自动检测，自动校准，自动误差补偿，自动采样，以及智能压力传感器检测系统规模转换功能已经成为一个热门的研究和开发。传感器技术是重要的现代测量和自动化技术之一。

从宇宙探索海洋开发，从生产过程中的现代文明生活的控制，几乎每个现代科学技术与传感器都分不开。在工业，农业，国防，科学技术的各个领域，传感器技术已经得到广泛应用，并显示了非常广阔的前景。现在是方兴未艾的阶段。智能传感器系统的理论和实践还远未成熟，从实际应用的角度来看差距很大，特别是对要求比较高的压力传感器系统应进一步发展。因此，对于促进信息技术和自动化技术的发展，研究和高性能的智能压力传感器系统的发展，提高意义设备和自动化水平的性能也不容小觑^[8]。

1.2选题的背景和意义

在目前很多家庭没有供暖而在冬天天气往往潮湿阴冷，所以很多家庭采用家用燃气炉来供暖，但是家用燃气炉存在着很多安全隐患。在烧水过程中，水蒸发产生了水蒸气。使炉内压力急增，容易造成锅炉炸裂的状况酿成惨剧。所以为了保证人身安全必须对其水管压力进行监测。另一方面，锅炉的水管在地板下安放，一旦发生漏水，会为邻居造成财产上的损害，所以也要对燃气炉的出水口低压进行检测以防水管发生漏水。这次的设计基于这个需求而来。

1.3压力传感器的发展方向。

1. 高精度智能：随着越来越自动化程度，传感器要求也在不断提高，相继开发了高灵敏度，精度高，响应速度快的新传感器，其具有良好的互换性生产自动化，以确保可靠性^[1]。

（2）高可靠性，宽温度范围：传感器的可靠性直接影响的抗干扰和其他电子设备的性能，可靠性高的发展，在传感器的宽温度范围内将是永久性的方向。提高温度范围内一直是一个主要的问题。大多数其工作范围传感器在军事系统范围20℃〜70℃。在冶炼，焦化等要求更高，所以新材料的发展（如陶瓷）传感器将是有前途的。

（3）开发小型化：对于仪器来说，小型化是绕不开的话题。小型化的仪器使工业控制得到更多发展。